A influência da microgravidade simulada em células eritroleucêmicas K562

Abstract

A anemia do Voo Espacial é uma condição hematológica que acomete astronautas após longos períodos expostos a hipogravidade. Esta é caracterizada por uma diminuição da concentração de hemoglobina nos eritrócitos e uma redução no hematócrito. Estes astronautas também sofrem outros tipos de alterações fisiológicas, principalmente musculares e ósseas. Com o objetivo de simular a hipogravidade exercida nos astronautas, equipamentos foram desenvolvidos para criar um ambiente de microgravidade simulada. O Clinostato 3D é um equipamento de microgravidade simulada em que é possível realizar experimentosem diversas amostras,como por exemplo em cultura de células. Este equipamento realiza rotações de 360°em torno do seu próprio eixo em diferentes sentidos, assim criando um ambiente em que o vetor gravitacional é alterado aleatoriamente. Estudos utilizando outros tipos de equipamentos para microgravidade simulada em células K562 já relataram uma redução da proliferação celular significativa resultante de uma alteração do ciclo celular destas células. Células K562 possuem características progenitoras hematopoiéticas por serem de linhagem mieloide, pois são células de Leucemia Mielóide Crônica. Estas alterações podem ser explicadas pelas alterações em microfilamentos de F-actina do citoesqueleto das células e proteínas Ciclinas, responsáveis pela regulação do ciclo celular. A utilização do Clinostato 3Dvem demonstrando alteração de genes envolvidos no ciclo celular em outros tipos celulares. Devido aos inúmeros estudos já realizados utilizando microgravidade simulada, analisamos células K562 expostas ao Clinostato 3D durante os períodos de 6, 12 e 24 horas em meio de cultivo celular RPMI 1640. Foram analisadas alterações da viabilidade e proliferação celular, sendo que foi encontrado uma redução da proliferação celular em relação ao grupo controle e sendo que a viabilidade celular não apresentou alterações significativas. Houve um aumento da expressão do gene p16, uma redução do gene p21, porém não houve alteração significativa da expressão do gene p27 em relação ao grupo controle. Portanto, células K562 expostas a microgravidade simulada sofrem uma redução da proliferação sem apresentar morte celular, fenômeno possivelmente explicado pela alteração do ciclo celular das células.

Space Flight Anemia is a haematological condition that affects astronauts after long periods of exposure to hypogravity. This condition is characterized by a decrease in hemoglobin concentration in erythrocytes and a reduction in hematocrit. Astronauts also feature other types of physiological changes, mainly in muscle and bone tissues. In order to mimic hipogravity, equipments were developed to simulate microgravity environment. Clinostato 3D is an experimental microgravity equipment in which assays may be performed with biological samples, such as cell cultures. This equipment rotates 360° on its own axis in different directions, creating an environment in the altered gravitational vector. Studies using different simulated microgravity equipment and K562 cells reported a reduced cell proliferation rate due probably, to an altered cell cycle in these cells. K562 cells have hematopoietic progenitor resources as they belong to a myeloid lineage, Chronic Myeloid Leukemia cells. Cell cycle modifications may be explained by changes in cytoskeleton F-actin microfilaments and Cyclin cell proteins, responsible for cell cycle. In addition, experiments using Clinostato 3D and different cell types demonstrated alterations in gene expression involved in the cell cycle. The present study assessed the effects of simulated microgravity using Clinostato 3D, on K562 cells for periods of 6, 12 and 24 hours in RPMI 1640 cell culture medium. Changes in cell viability and proliferation rate were analyzed. A significant decrease in cell proliferation in relation to controls was observed. However, no significant difference in cell viability was obtained. There was an increase in p16, a reduction in p21 and no significant change in p27 gene expression in comparison to the controls. In conclusion, K562 cells exposed a simulated microgravity present a significant reduction in cell proliferation without cell death, possibly due to an altered cell cycle.