Avaliação do efeito antiproliferativo do ditelureto de difenila em células de câncer colo retal

Abstract

O câncer colorretal (CCR) é o terceiro tipo de neoplasia maligna mais frequente no mundo, o qual apresenta elevadas taxas de mortalidade. Os compostos organotelurados (OT) possuem interessantes efeitos biológicos, como potenciais antioxidantes e ações antiproliferativas. O ditelureto de difenila (DTDF), um composto OT, simples e estável, atualmente é investigado quanto aos seus efeitos biológicos. Em estudos anteriores, o DTDF apresentou ação antigenotóxica e antimutagênica em baixas concentrações. No entanto, em concentrações mais elevadas, o DTDF mostrou-se citotóxico em células de mamífero (V79) pela indução de genotoxicidade, parada do ciclo celular e inibição de topoisomerase I (TopoI). Por conseguinte, a citotoxicidade dos compostos OTs tem sido explorada em diversos estudos, assim como sua ação como agentes antiproliferativos em terapias anticâncer é também investigada. O objetivo deste estudo é avaliar o potencial antiproliferativo, genotóxico e análise de ciclo celular do DPDT em linhagens de células humanas HCT116 (carcinoma) e HT-29 (adenocarcinoma). Os resultados mostraram diminuição da viabilidade celular após exposição ao DTDF por 72 horas em ambas as linhagens celulares, avaliadas por MTT e ensaio clonogênico. Os valores de IC50 obtidos foram de 10,74 e 2 μM para MRC5 e HCT116, respectivamente, no ensaio MTT. No ensaio cometa, o DTDF mostrou capacidade de induzir aumento de índice de dano (ID) no DNA com 10 μM após 3 e 24 horas de exposição, em MRC5 e HCT116. Para 24 horas de exposição, o aumento no ID ocorre apenas em células HCT116, em concentrações ≤ 5 μM de DTDF. Para uma melhor compreensão, foi avaliado se DTDF foi capaz de causar quebras ou interações diretas com DNA pelas análises de quebra de DNA plasmidial e de dicroísmo circular (DC). Não foram detectadas quebras duplas ou simples em concentrações que vão de 0 a 400 μM de DTDF pela análise de quebra de DNA plasmidial. No experimento de DC, na mesma faixa de concentrações, não foi possível detectar interações diretas de DTDF com o DNA plasmidial. Por citometria de fluxo, foi realizada a análise de ciclo celular, onde foi observado a parada em G2/M após 24, 48 e 72 horas de exposição em 5 e 10 μM de DTDF. Foi avaliado pelo método TARDIS se o DTDF foi capaz causar a inibição da enzima topoisomerase II (TopoII) em HCT116 e MRC5. Em 3 horas de exposição, em 5 e 10 μM, o DTDF não foi capaz de induzir formação de complexos DNA-TopoII. Os resultados mostraram que a linhagem HCT116 foi mais sensíveis aos efeitos citotóxicos do DTDF do que as células MRC5. Como foi demonstrado que o DTDF não é capaz de interagir diretamente com DNA, essa diferença pode estar relacionada com os efeitos genotóxicos indiretos, como estresse oxidativo ou inibição de TopoI, que levaram a parada em G2/M. Esses resultados fortalecem a hipótese de inibição de TopoI, visto que os mecanismos celulares do DTDF estão relacionados com seu efeito genotóxico e parada no ciclo celular. Assim, os resultados desse trabalho abrem possibilidades de estudos futuros para investigações mais aprofundadas de possíveis mecanismos de ação moleculares do DTDF em células de câncer colorretal.

Colorectal cancer is the third more frequent type of cancer worldwide and has high mortality rates. Diphenyl ditelluride (DPDT) is an organotellurium (OT) compound with biological effects, such as potential antioxidant, antigenotoxic and antimutagenic at low concentrations. However, higher concentrations of DPDT showed cytotoxic effects in mammalian V79 cells by inducing oxidative damage, DNA strand breaks, cell cycle arrest and topoisomerase I (TopoI) inhibition. In this sense, the cytotoxicity of OT compounds has been reported, and the observed effects attributed for anticancer therapy application. Thus, the objective of this study is to investigate the antiproliferative, genotoxic and cell cycle arrest potential of DPDT in human colon cancer cells (HCT116) and human fibroblast cells (MRC5). The results showed a decrease in cell viability after DPDT exposition for 72 h in both cell lines, as evaluated by MTT and clonogenic assays. The IC50 values obtained were 10.74 and 2 μM for MRC5 and HCT116, respectively in MTT assay. In the comet assay, DPDT at concentrations ≤ 5 μM was able to increase DNA strand breaks induction only in HCT116 cells after 24 h of exposure. For a better understanding, we evaluated if DPDT was able to cause strand breaks in direct interaction with plasmidial DNA breakage analysis. No single or double strand breaks were detected in a range of concentrations from 0 to 400 μM. By circular dichroism analysis, no direct interactions with DNA were found at the same concentrations. Furthermore, cell cycle arrest in G2/M phase detected by flow cytometry was more pronounced in the HCT116 than MRC5 cell lines after 24, 48 and 72 h of exposure. By the TARDIS method, we evaluate if DPDT was able to inhibit topoisomerase II. For 3 h exposure, in 5 and 10 μM, DPDT does not shows topoisomerase II inhibition. Taken together, HCT116 colon cancer cells were more sensitive to DPDT biological effects than MRC5 cells. This difference may be related to the stronger indirect genotoxic effects induced by DPDT in HCT116 cells, which probably triggered the cell cycle arrest. The action of DPDT apparently occurs in the S phase, taking place to cell cycle arrest in G2/M, reinforcing the hypothesis of TopoI inhibition. Thus, the results of this work open up possibilities for future studies on further investigation of possible mechanisms of molecular action of DTDF in colorectal cancer cells.