Sistema purinérgico em linhagem T24 de tumor de bexiga : identificação dos receptores e caracterização das ecto-nucleotidases

Abstract

Tumor de bexiga é o tipo de tumor mais comum que ocorre no trato urinário, originado a partir do epitélio estratificado da bexiga. A incidência em homens é maior do que em mulheres, está associado com a industrialização e relacionado com a origem ocupacional do paciente. Mais de 90% dos tumores de bexiga são devidos a alterações neste epitélio, sendo o principal tipo, o tumor nas células transicionais. A linhagem T24 de tumor de bexiga humana tem sido usada como modelo de tumor invasivo de bexiga. Nucleotídeos são uma importante classe de moléculas sinalizadoras, conhecidos por regular muitas funções pato-fisiológicas no espaço extracelular. O ATP extracelular é conhecido por mediar uma variedade de respostas biológicas no sistema nervoso central e periférico, principalmente pela ligação aos receptores acoplados à proteína G, P2Y ou pelos receptores ligados aos canais iônicos, P2X. A sinalização mediada pelos nucleotídeos é controlada por uma eficiente cascata enzimática que inclui os membros das ecto-nucleotidases ENTPDases, E-NPPs e ecto-fosfatases alcalinas as quais de formas diferenciadas podem gerar AMP que pode ser hidrolisado pela ecto-5’-nucleotidase (ecto-5’-NT, CD73) gerando adenosina. Muitos estudos têm indicado que o ATP extracelular exerce um efeito primordial no trato urinário e que suas ações são mediadas por receptores P2. Baseado na ampla distribuição das ecto-nucleotidases em vários tipos de tecidos e considerando a potencial participação destas enzimas na regulação da sinalização purinérgica em tecido de bexiga normal e tumoral, o objetivo do presente estudo foi avaliar a atividade das ectoenzimas e a presença dos receptores purinérgicos nas células T24 de tumor de bexiga humano. Muitos estudos vêm demonstrando evidências da relação entre o sistema purinérgico e o crescimento tumoral. Nossos resultados mostraram que as células T24 apresentam uma extrema diminuição da capacidade de hidrólise dos nucleotídeos tri- e difosfatados quando comparada com os nucleotídeos monofosfatados, que apresentam uma alta capacidade de hidrólise. Os resultados obtidos pela hidrólise mostram uma baixa expressão das E-NTPDases, contrastando com uma significante atividade da ecto-5’- nucleotidase, e pelo menos um membro da família das E-NPPs. Muitos papéis fisiológicos para a família das E-NPPs têm sido descritos incluindo reciclagem de nucleotídeos e modulação da sinalização purinérgica. No presente estudo nós analisamos a atividade desta enzima na linhagem celular T24 em pH ótimo para as E-NPPs e em pH fisiológico para cultura de células. Curvas de tempo e substrato mostraram atividade das E-NPPs apenas no pH ótimo da enzima. A análise por RT-PCR mostrou a presença apenas da E-NPP1. Quanto à expressão das ecto-enzimas, nosso estudo mostrou que a linhagem T24 expressa apenas a E-NTPDase 5 (CD39L4) e não expressa as demais E-NTPDases. Nós identificamos todos os receptores P2Y nas células, dando suporte a idéia de que alterações no número de células tumorais pode ser devido a modulação da proliferação celular via receptores P2. Em nosso estudo também investigamos o efeito do ATP extracelular nas células T24, em diferentes concentrações e tempos de tratamento, mostrando que o ATP extracelular diminui significativamente o número de células. Estes dados indicam que as vias de sinalização purinérgica podem ter um importante papel na regulação das funções da bexiga urinária. Outros estudos são necessários para confirmar as funções do sistema purinérgico nos tumores de bexiga e as possíveis terapias antitumorais.

Bladder cancer is the most commonly tumor occurring in urinary tract, originating from normal stratified transitional epithelium of the bladder. The incidence in men is bigger than in women and is associated with industrialization and related to occupational origin. More than 90% of histological cell type of bladder cancer is transitional cell carcinoma. The T24 cell is a lineage of human bladder transitional cell carcinoma, and it has been used as model of invasive bladder cancer. Nucleotides, an important class of signaling molecules, are known to regulate many pathophysiological functions in the extracellular space. Extracellular ATP is recognized as an agonist that mediates a wide variety of biological responses in the central and peripheral nervous systems, largely by binding to either G protein-coupled receptors P2Y or ligand- gated P2X receptors. The nucleotide-mediated signaling is controlled by a highly efficient enzymatic cascade which includes the members of E-NTPDase (ectonucleoside triphosphate diphosphohydrolase) family, E-NPP (ectonucleotide pyrophosphatase/phosphodiesterase) family and ecto-alkaline phosphatases. The AMP formed by the action of these enzymes is hydrolyzed to adenosine by the action of an ecto-5’-nucleotidase (ecto-5’-NT, CD73). Although several lines of evidence have indicated that extracellular ATP plays primordial role in the urinary tract and these actions are mediated by P2 receptors. Based on the wide distribution of ecto-nucleotidases in various tissues and considering the potential participation of these enzymes in the regulation of purinergic signaling in normal and tumoral bladder tissues, the objective of the present study was to examine the activity of ecto-enzymes and the presence of the purinergic receptors in T24 human bladder tumor cell line. Several studies have demonstrated evidence for the relation between the purinergic signaling and tumor growth. Our results show that T24 cell line presents an extremely decreased capacity to hydrolyze all tri- and di-phosphate nucleosides when compared to the nucleoside monophosphates, which have a higher capacity to hydrolyze. The results obtained show a low expression of E- NTPDases, contrasting to a significant activity of ecto-5’-nucleotidase, and at least one of the enzymes family of E-NPPs. Multiple physiological roles for E-NPPs have been related, including nucleotide recycling and modulation of purinergic receptor signaling. In the present study, we describe an enzyme activity in T24 cell line in the optimum pH for ENPP and in physiological pH to the culture cells. Time and substrate curve have shown an E-NPP activity only in the enzyme optimal pH. The RT-PCR analysis showed the presence of only the E-NPP1. Regarding the expression of the ecto-enzymes, our study has showed that the T24 cell line expresses only the E-NTPDase 5 (CD39L4) and does not express the other E-NTPDases. We have identified all P2Y receptors in the cell line studied supporting the idea that the alteration of cancer cell number might be due to modulation of cell proliferation via P2 receptors. In this study we also investigated the effects of extracellular ATP in T24 cell line in different concentrations and times of treatment. As shown, the extracellular ATP decreases significantly the cell number. These data could indicate that the purinergic signaling pathways may play an important role in regulating urinary bladder function. Further studies to provide functions for the purinergic system in bladder tumor will be necessary to improve the possibilities of antitumor therapies.