Análise do comportamento das células de linhagens de carcinoma espinocelular de boca em microambiente ácido

Abstract

Ampliar nosso conhecimento sobre a biologia do carcinoma espinocelular bucal é fundamental para o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas e para melhorar a sobrevida dos pacientes acometidos por essa patologia. Para tanto, compreender as contribuições do microambiente tumoral à carcinogênese é muito importante. Um característica importante a ser avaliada do microambiente tumoral é a acidificação do meio extracelular. Considerando que o pH ácido tumoral está relacionado à maior agressividade da lesão, o objetivo deste projeto é estudar os efeitos de um microambiente ácido na biologia de células de carcinoma espinocelular bucal. Para tanto, foram realizadas duas revisões da literatura, nas quais foram avaliados os seguintes temas: influência da acidez extracelular na invasão e migração; e os mecanismos moleculares envolvidos na resistência ao tratamento quimioterápico, induzida pela acidez do microambiente tumoral. Tais revisões embasaram a construção do terceiro artigo desta tese, o qual se propôs a comparar o comportamento de células linhagens de carcinoma espinocelular bucal (SCC-4 e SCC-9) e queratinócitos (HaCat) cultivadas em meio de cultura de pH 6.8 com células mantidas em meio neutro pH 7.4. As células foram expostas de forma contínua ou intermitente ao pH 6.8 e a adaptação das células foi avaliada pelo ensaio clonogênico. Além disso, as células foram avaliadas quanto à sua capacidade migratória pelo ensaio de cicatrização de feridas e de time lapse. A expressão gênica relacionada à indiferenciação e pluripotência foi investigada por PCR em tempo real com os marcadores Bmi-1 e CD44, assim como pelo ensaio de orosferas. A resistência desses grupos de células ao tratamento anti-câncer foi avaliada pelo ensaio de viabilidade celular da sulforodamina B após o tratamento com Cisplatina. Para a análise estatística, inicialmente foi realizada a distribuição dos dados, seguido da comparação estatística dos grupos utilizando, para distribuição normal, os testes ANOVA e ANOVA de duas vias. Toda a análise foi realizada no programa GraphPad Prism 5.0 e o nível de significância considerado foi de p< 0.05.Observamos que ambas as linhagens mudaram sua morfologia para um aspecto mesenquimal. Ao avaliar o perfil migratório observou-se que as células SCC-9 apresentaram maior capacidade de migração após a exposição ao pH6.8. O aumento da migração celular pode ser causado pela indução da transição epitélio-mesênquima, visto que observamos o aumento da expressão de N-caderina (SCC-4:p<0.05) concomitante à diminuição de E-caderina (SCC-4: p<0.05). A exposição à acidez também provocou, em ambas as linhagens, aumento da capacidade de formar orosferas em placa de baixa aderência, denotando um fenótipo pluripotente (SCC-4: p=0.007/ SCC-9: p= 0.1202). Tal resultado foi reforçado com aumento da expressão gênica do marcador de célula-tronco tumoral CD44 (p= 0.0325). na linhagem SCC-4. No entanto, observamos diminuição da expressão de Bmi-1(p=0.0572) em relação ao controle. A resistência à Cisplatina aumentou nos casos de exposição contínua à acidez (SCC-4: p<0,05). O recondicionamento em meio neutro reverteu a sensibilidade celular (SCC-4: p>0,05). Concluímos que a acidez extracelular no carcinoma espinocelular bucal aumenta a capacidade de migração, induz o fenótipo de células tronco-tumorais e aumenta a resistência a quimioterápicos.

To expand our knowledge about the biology of oral squamous cell carcinoma is crucial for the development of new therapeutic strategies and to improve the survival of the patients affected by this pathology. Therefore, understanding the contributions of the tumor microenvironment to carcinogenesis is very important. An important feature to be evaluated of the tumor microenvironment is the acidification of the extracellular medium. Considering that acidic pH is related to the greater aggressiveness of the tumor, the aim of this study is to analyze the effects of an acidic microenvironment on the biology of oral squamous cell carcinoma cells. We realized two reviews of the literature, in which the following themes were evaluated: the influence of extracellular acidity on the invasion and migration; and the molecular mechanisms involved in the resistance to chemotherapeutic treatment, induced by the acidity of the tumor microenvironment. These revisions helped to construct the third article of this thesis, which proposed to compare the behavior of squamous cell carcinoma lines (SCC-4 and SCC-9) and keratinocytes (HaCat), cultured under pH 6.8 was compared to cells maintained at pH 7.4. For the statistical analysis, the data distribution was initially performed, followed by the statistical comparison of the groups using, for normal distribution, ANOVA and ANOVA two-way tests. All analysis was performed in the GraphPad Prism 5.0 program and the level of significance considered was p <0.05.After continuous or intermittent exposure to pH 6.8, cell adaptation was assessed by the clonogenic assay. In addition, the migratory capacity of the cells was evaluated by the wound healing and time-lapse assays. The gene expression related to undifferentiation and pluripotency was assessed by real-time PCR analysis of the Bmi-1 and CD44 markers, as well as by the orosphere assay. The resistance of these cell groups to anti-cancer treatment was assessed by the sulforhodamine B cell viability assay after treatment with Cisplatin. We observed that both cell lines changed their morphology to a mesenchymal aspect. When assessed the migratory profile, it was observed that SCC-9 cells showed higher migration capacity after exposure to pH6.8. Increased cell migration may be caused by the induction of the epithelial-mesenchymal transition, as we observed increased N-cadherin (SCC-4:p<0.05) expression concomitant with decreased E-cadherin (SCC-4: p<0.05). Exposure to acidity also led to increased ability to form orospheres on low-attachment dishes, denoting a pluripotent phenotype in both strains (SCC-4: p=0.007/ SCC-9: p= 0.1202). This result was reinforced by increased expression of the CD44 (p= 0.0325) tumor cell marker in the SCC- 4 cells. However, we observed a decrease in the expression of Bmi-1(p=0.0572) in relation to the control. Resistance to Cisplatin increased when cells were continuously exposed to acidity(SCC-4: p<0,05). Neutral reconditioning reversed cell sensitivity (SCC-4: p>0,05). We conclude that extracellular acidity in oral squamous cell carcinoma increases the migration capacity, induces the cancer stem cell phenotype and increases resistance to chemotherapy.