Ativação de autofagia com oxaliplatina em células de câncer colorretal

Abstract

As céluals tumorais estão constantemente expostas a flutuações nas concentrações de nutrientes e oxigênio no microambiente tumoral. Através da ativação de diferentes vias de sinalização, as células tumorais sofrem uma reprogramação metabólica a fim de suportar as condições hostis impostas pelo microambiente tumoral. Uma das vias de sinalização ativada nessas condições é a autofagia, a qual tem sido considerada um dos principais mecanismos de sobrevivência celular em condições de estresse. Além disso, muitos medicamentos anti-câncer, como os agentes alquilantes, tem sido implicados na indução de autofagia. Apesar da autofagia contribuir com a sobrevivência da célula, uma superativação da via autofágica por períodos prolongados pode contribuir com a morte celular, o que faz com que o papel da autofagia no câncer seja ainda bastante debatido. Neste trabalho, buscou-se avaliar o papel da autofagia induzida em células de câncer colorretal da linhagem HCT116 continuamente cultivadas em baixa concentração de glicose e submetidas ao tratamento com o agente alquilante oxaliplatina. Os resultados demonstraram que a autofagia induzida em células HCT116 nessas condições exerce um papel citoprotetor, contribuindo para a resistência ao tratamento com oxaliplatina. A ativação da autofagia pelo tratamento com oxaliplatina em baixa concentração de glicose foi capaz de manter os níveis intracelualres de ATP e de reduzir a morte celular por apoptose. A utilização de inibidores ou de um ativador farmacológico da via autofágica, em combinação com a oxaliplatina, foi capaz de sensibilizar células HCT116 tratadas em baixa concentração de glicose, aumentando a morte celular por apoptose. Além disso, a indução de autofagia pela oxaliplatina foi mediada pela ativação de AMPK e inibição de mTOR. Estes dados demonstram que a ativação da autofagia em células de câncer colorretal HCT116 expostas a baixa concentração de glicose contribui para resistência ao tratamento com oxaliplatina. Estes dados também sugerem que a manipulação da via autofágica, pela sua inibição ou superativação, pode fornecer um maneira eficiente de limitar a progressão do tumor e aumentar a eficiência dos regimes quimioterápicos.

Tumor cells are constantly exposed to nutrients and oxygen concentration fluctuations at tumor microenvironment. Through activation of different signaling pathways, tumor cells undergo metabolic reprogramming to tolerate hostile conditions imposed by tumor microenvironment. One of the activated signaling pathways in such conditions is autophagy, which has been considered one of the central mechanisms of cell survival in stress conditions. Furthermore, many anticancer drugs, like alkylanting agents, have been implicated in autophagy induction. Despite autophagy contribution to cell survival, the autophagic pathway activation for prolonged periods may contribute to cell death, which creates extensively debates about the role of autophagy in cancer. In the present work we intended to evaluate the role of autophagy induced in colorectal cancer cells HCT116 grown continuously in low glucose concentration and treated with the alkylating agent oxaliplatin. Our results showed that autophagy induced in HCT116 cells in these conditions plays a cytoprotective role, contributing to oxaliplatin resistance. The activation of autophagy by oxaliplatin in low glucose concentration was able to maintain the intracellular levels of ATP and to reduce apoptotic cell death. The combined use of pharmacologic inhibitors or an activator of autohophagy with oxaliplatin was capable to sensitize HCT116 cells treated in low glucose concentration, increasing apoptotic cell death. Moreover, autophagy induction by oxaliplatin was mediated by the activation of AMPK and inhibition of mTOR. Our data demonstrate that autophagy activation in colorectal cancer cells HCT116 exposed to low glucose concentration contributes to the tolerance of oxaliplatin. These data also suggest that the manipulation of autophagic pathway, through its inhibition or hyperstimulation, may provide an effective manner of limiting tumor progression and increase chemotherapy effectiveness.