Análise de novos agentes quimioterápicos em linhagens celulares de câncer gástrico humano

Abstract

O câncer gástrico é a terceira causa de morte por câncer no mundo e a quimioterapia combinatória é um dos principais tratamentos para esta doença. Contudo, a principal causa de falha do tratamento é a quimiorresistência. Considerando este obstáculo juntamente com a descoberta de que muitas proteínas envolvidas na mitose podem estar associadas à tumorigênese, vários agentes antimitóticos estão sendo desenvolvidos e testados. As proteínas mitóticas AURKB e NDC80 foram recentemente identificadas como proteínas potenciais a serem inibidas no câncer gástrico. Portanto, o objetivo deste estudo foi analisar os efeitos da inibição de AURKB e NDC80 pelos fármacos experimentais ZM447439 e INH1, respectivamente. Analisamos os efeitos em duas linhagens de adenocarcinoma gástrico avaliando expressão gênica, ciclo celular, morte celular, análise morfométrica nuclear, capacidade de migração e presença de células-tronco tumorais. É importante enfatizar que essas duas pequenas moléculas não foram testadas na quimioterapia do câncer gástrico até o momento. Além disso, após uma revisão da literatura, concluímos que os melhores resultados dos ensaios clínicos foram alcançados quando antimitóticos foram combinados com a terapia convencional. Dessa forma, avaliamos também os efeitos da associação de 5- FU com ZM447439. Nossos resultados demonstraram que a monoterapia com 5-FU, ZM447439 e INH1 induziu a expressão gênica diferencial nas linhagens de câncer gástrico (ACP02 e ACP03) de pelo menos 22 de um total de 82 genes envolvidos em várias vias, como apoptose, ciclo celular, senescência e transição epitélio-mesenquimal. Observamos também que ZM447439 e sua combinação com 5-FU induziram apoptose, catástrofe mitótica, senescência e ciclo celular alterado nas linhagens de câncer gástrico. Outro dado interessante foi a expressão dos marcadores de células-tronco tumorais gástricas, LGR5 e CD24, e a capacidade de formar esferas, indicando que ambas ACP02 e ACP03 podem conter células tronco tumorais. Além disso, a monoterapia com ZM447439 ou 5-FU foi capaz de inibir a formação de esferas. Por outro lado, o INH1 mostrou menor atividade antitumoral, uma vez que apresentou o maior valor de IC50 e foi capaz somente de induzir apoptose e reduzir a migração celular. Interessantemente, a combinação do 5-FU com ZM447439 permitiu o uso de doses menores dos compostos, além de ser capaz de induzir a apoptose num tempo mais curto quando comparado com o tratamento com os fármacos isolados. Em síntese, os resultados observados sugerem o inibidor de AURKB, ZM447439, e sua associação com o agente quimioterápico 5-FU, como tratamentos promissores do câncer gástrico com base em sua elevada atividade antitumoral in vitro.

Gastric cancer is the third cause of cancer death worldwide and combinatorial chemotherapy is one of the main treatments for this disease. However, the major cause of treatment failure is chemoresistance. Considering this obstacle together with the discovery that many proteins involved in mitosis might be associated to tumorigenesis, several new anti-mitotics are being developed and tested. The mitotic proteins AURKB and NDC80 were recently shown as potential proteins to be inhibited in gastric cancer. Therefore, the aim of this study was to analyze the effects of AURKB and NDC80 inhibition by the experimental drugs ZM447439 and INH1, respectively. We analyzed the effects in two gastric adenocarcinoma cell lines evaluating gene expression, cell cycle, cell death, nuclear morphometric analysis, migration ability and presence of gastric cancer stem cells. It is important to emphasize these two small molecules have not been tested in gastric cancer chemotherapy until now. Moreover, after reviewing the literature, we concluded the best results of clinical trials were achieved when anti-mitotics were combined with conventional therapy. Thus, we evaluated the effects of 5-FU and ZM447439 combination as well. Our results demonstrated that monotherapy with 5-FU, ZM447439 and INH1 induced differential gene expression in gastric cancer cell lines (ACP02 and ACP03) of at least 22 from 82 genes involved in several pathways such as apoptosis, cell cycle, senescence and epithelial mesenchymal transition. We also observed that ZM447439 and its combination with 5-FU induced apoptosis, mitotic catastrophe, senescence and altered cell cycle in gastric cancer cell lines. Another interesting data was the expression of the gastric cancer stem cell markers LGR5 and CD24, and the ability to form spheres, indicating that both ACP02 and ACP03 may be composed by cancer stem cells. Furthermore, monotherapy with either ZM447439 or 5-FU were capable of inhibiting the formation of spheres. On the other hand, INH1 have shown lower antitumoral activity since it presented the highest IC50 value and was only capable of inducing apoptosis and reducing cell migration. Interestingly, the combination of 5-FU with ZM447439 allowed the use of smaller doses of the compounds, in addition to being able to induce apoptosis in a shorter time when compared to the treatment with the isolated drugs. Taken together, our findings suggest that due to the high antitumoral activity shown by ZM447439 and mainly its association with 5-FU, these might be promising gastric cancer therapies.