A autofagia e o ciclo celular desempenham papel central no mecanismo de ação do resveratrol e do co-tratamento com temozolomida em células de linhagens de glioblastoma humano

Abstract

Glioblastomas (GBMs) são os tumores primários (gliomas) mais comuns e agressivos do Sistema Nervosos Central, classificados pelos oncologistas como um dos maiores desafios da oncoterapia. O prognóstico dos pacientes é ruim mesmo após terapia cirúrgica seguida de radio e quimioterapia com Temozolomida (TMZ). Células de GBM apresentam resistência intrínseca à apoptose, porém, se mostram mais sensíveis à indução de senescência, autofagia e catástrofe mitótica. Resveratrol (Rsv) é um polifenol com ação neuroprotetora ao tecido neural sadio e, por outro lado, ação citotóxica em células de GBM. Porém, o mecanismo de ação do Rsv nestas células ainda não está esclarecido. O objetivo do presente trabalho é avaliar o mecanismo de ação do Rsv, bem como o efeito do co-tratamento de Rsv e TMZ, em células de GBM. Rsv reduziu o número de células em 3 linhagens de GBM humano, induzindo autofagia e acúmulo de células nas fases S-G2/M do ciclo celular, com aumento de pCdc2(Y15), das ciclinas E, A e B e redução de ciclina D1. A inibição da autofagia induzida pelo Rsv aumentou a toxicidade do composto, ativou a apoptose (acompanhado do aumento de Bax e de clivagem de caspase 3) e inibiu a parada no ciclo celular induzida pelo Rsv, reduzindo os níveis das ciclinas e de pCdc2 (Y15). Estes dados sugerem um papel citoprotetor da autofagia no efeito do Rsv. Por outro lado, Rsv potencializou o efeito citotóxico da TMZ através da inibição da parada em G2/M induzido pela TMZ, sem reduzir o dano ao DNA induzido pela TMZ ou a ativação da proteína de reconhecimento de dano ATM. Núcleos das células expostas ao co-tratamento apresentaram características típicas de catástrofe mitótica, acompanhado pelo acúmulo de ciclina B e redução de pCdc2(Y15). Através de uma ferramenta de análise morfométrica nuclear desenvolvida por nós, mostramos que o cotratamento de Rsv e TMZ induziu um aumento no número de núcleos em catástrofe mitótica. Em conclusão, Rsv apresentou potencial aplicação em GBM a ser testada em modelos in vivo deste tumor, tanto como terapia primária (especialmente se combinado a inibidores de autofagia) ou como adjuvante à TMZ. Uma vez que as células cancerosas são resistentes à morte celular e sabendo que um único composto geralmente modula mais de um mecanismo celular, é importante considerar estas interações para o desenvolvimento de alternativas para sensibilizar as células cancerosas e aumentar a eficácia terapêutica.

Glioblastomas (GBM) are the most common and aggressive primary tumors (gliomas) of the Central Nervous System, classified by oncologists as one of the biggest challenges of oncotherapy. The prognosis for patients is poor, even after surgical therapy followed by radiotherapy and chemotherapy with Temozolomide (TMZ). GBM cells are intrinsically resistance to apoptosis, but more sensitive to the induction of senescence, autophagy and mitotic catastrophe. Resveratrol (Rsv) is a polyphenol with a neuroprotective effect on healthy neural tissue but it has a a cytotoxic activity in GBM cells. Unfortunately, the mechanism of action of Rsv in these cells is still unclear. The aim of this study is to assess the mechanism of action of Rsv, as well as the effect of co-treatment of Rsv and TMZ in GBM cells. Rsv reduced the number of cells in three cell lines of human GBM, inducing autophagy and accumulation of cells in S-G2/M phase of cell cycle, increasing pCdc2 (Y15), pRb (S807/811), cyclins E, A and B, and reducing cyclin D1. Inhibition of Rsvinduced autophagy slightly increased the toxicity of the Rsv , accompained by triggering apoptosis (accompanied by an increase of Bax and cleavage of caspase 3) and inhibition of cell cycle arrest induced by Rsv, reducing the levels of cyclins and pCdc2 (Y15) in relation to Rsv alone, suggesting a cytoprotective role of autophagy in the effect of Rsv. Moreover, Rsv enhanced the cytotoxic effect of TMZ by abrogate the arrest in G2/M induced by TMZ, without reducing the DNA damage induced by TMZ or the activation of protein damage recognition ATM. Nuclei of cells exposed to co-treatment showed typical features of mitotic catastrophe, accompanied by the accumulation of cyclin B and reduced pCdc2 (Y15). Through a tool developed by us, we demonstrate that in fact the cotreatment induced an increase of nuclei with irregularities typical of mitotic catastrophe. In conclusion, Rsv has potential application in GBM, both as primary therapy (especially if combined with inhibitors of autophagy) or as adjuvant to TMZ. Since cancer cells are resistant to cell death and understanding that a single compound usually modulates more than one cellular mechanism, it is important to consider these interactions to the development of alternatives to sensitize cancer cells and increase therapeutic efficacy.