Análise do comportamento das células de linhagem de carcinoma espinocelular de boca expostas a um microambiente ácido

Abstract

O microambiente tumoral é caracterizado por baixos níveis de oxigênio, diminuição dos nutrientes disponíveis e um pH tecidual ácido. Já foi demonstrado em tumores malignos sólidos que quanto mais ácido o pH tecidual, mais agressivo é o tumor. Portanto, o objetivo deste estudo foi avaliar in vitro o comportamento de células de carcinoma espinocelular bucal (SCC-4) expostas a um microambiente ácido. Foram comparadas as células expostas ao meio de cultura ácido (pH 6.8) de maneira contínua (7D e 21D) e com recondicionamento (7+7D e 21+7D) com células mantidas em meio de cultura neutro (pH 7.4). Nos ensaios para avaliação da adaptação celular frente ao pH acidificado observamos menos de 50% de sobrevivência celular nos tempos 7D e 21D e diminuição do número de colônias formadas após 7 dias de exposição. Houve aumento das taxas de apoptose no tempo 21D e diminuição nas taxas de necrose, sem alterações significativas na distribuição das diferentes fases do ciclo celular. Na avaliação da capacidade migratória para linhagem SCC-4, o tempo 7+7D teve 86,68% de fechamento médio da ferida no tempo 10h e uma maior velocidade individual média de percurso. A expressão relativa de marcadores característicos da transição epitélio-mesênquima mostrou aumento da expressão de N-caderina e diminuição da E-caderina, porém no tempo 21+7D a expressão de E-caderina aumentou. Características de indiferenciação celular foram avaliadas e a capacidade de formar oroesferas em placas de baixa aderência foi maior no tempo 21+7D e a expressão gênica dos marcadores de célula-tronco tumoral CD44 e NANOG estava aumentada nos tempos 7D e 21D e para o marcador Bmi-1 essa diferença não foi significante. As células apresentaram resistência ao tratamento quimioterápico com Cisplatina nos tempos 7D e 21D nas concentrações de 1, 10 e 100μM, mas esta resistência foi revertida nos tempos 7+7D e 21+7D sem diferença significante entre as concentrações da droga. Concluímos que a acidez extracelular diminui a proliferação, induz a indiferenciação e a pluripotência, aumenta a resistência ao quimioterápico Cisplatina e após o recondicionamento ao pH neutro potencializa a capacidade migratória das células de carcinoma espinocelular de boca.

The tumoral microenvironment is characterized by low levels of oxygen, nutrients deprivation and an acid pH tissue. It has already been demonstrated in solid malignant tumors that acidic pH tissue is associated with more aggressive tumors. Therefore, the objective of this study is to evaluate in vitro effects of the exposition of oral squamous cell carcinoma (SCC-4) to an acid microenvironment. It was compared cells exposed to acid culture medium (pH 6.8) continuously (7D and 21d) and intermittently (7+7D and 21+7D) with the cells maintained at neutral culture medium (pH 7.4). Investigating cell adaptation against acidified pH we observed less than 50% of cell survival at 7D and 21D times and a decrease in the number of colonies formed after 7 days of exposure. There was an increase in apoptosis rates at 21D time and a decrease in necrosis rates, without significant changes in cell cycle phase’s distribution. In the evaluation of migratory capacity for SCC-4 cell line, 7 + 7D time had 86.68% mean wound closure at 10h and a higher individual migratory velocity. Relative expression of epithelial-mesenchymal transition markers showed increased N-cadherin expression and decreased E-cadherin, but at 21 + 7D time E-cadherin expression increased. Characteristics of cell indifferentiation were evaluated and the capacity to form oroespheres on low adhesion condition was greater at time 21 + 7D and the gene expression of CD44 and NANOG tumor stem markers was increased at the 7D and 21D times, withouth significance in Bmi-1 expression. The cells became resistant to Cisplatin at 7D and 21D times in 1μM, 10μM and 100 μM concentrations, but this resistance was reversed at 7 + 7D and 21 + 7D times with no significant difference between drug concentrationsWe conclude that extracellular acidity decreases proliferation, induces indifferentiation and pluripotency, increases resistance to the chemotherapeutic Cisplatin and after reconditioning at neutral pH potentiates the migratory capacity of oral squamous cell carcinoma.