Glicosilació aberrant en proteïnes de secreció com a marcadors tumorals

Als països desenvolupats, una de cada cinc persones morirà a causa del càncer. S'ha descrit que les cèl·lules canceroses presenten modificacions en els glicans presents a la superfície cel·lular i aquesta glicosilació anòmala podria reflectir-se en les glicoproteïnes de secreció. Per aquest motiu es planteja l'estudi de la glicosilació de dues proteïnes de secreció en situació normal i tumoral: la ribonucleasa pancreática humana (RNasa 1) i l'antigen prostàtic específic (PSA). La RNasa 1 és una glicoproteïna secretada majoritàriament pel pàncreas. S'ha desenvolupat un mètode immunològic per a detectar els nivells de RNasa 1 en sèrum. Malgrat la millora de la sensibilitat, respecte d'estudis anteriors, no s'han observat diferències significatives entre la concentració de RNasa 1 en sèrum de pacients control sans, afectats de neoplàsia pancreàtica, de pancreatitis o d'altres patologies. L'estudi de les estructures glucídiques de la RNasa 1, mitjançant assaigs immunològics, permet observar diferències importants en la glicosilació entre la situació normal i tumoral: Els antígens sialilats sLex i sLea només apareixen en la RNasa 1 de medi de cultiu de cèl·lules d'adenocarcinoma pancreàtic Capan-1 i MDAPanc-3 i l'antigen fucosilat Ley només apareix en la RNasa 1 de pàncreas de donant. S'ha purificat la RNasa 1 secretada per la línia MDAPanc-3, cosa que ha permès seqüenciar-ne les estructures glucídiques i comparar-les amb les de la RNasa 1 purificada del medi de les cèl·lules Capan-1 i de pàncreas de donant, corroborant els resultats abans esmentats. L'antigen prostàtic específic (PSA) és una glicoproteïna secretada principalment per la pròstata. Els seus nivells sèrics s'utilitzen actualment com a marcador del càncer de pròstata, però la seva especificitat no permet diferenciar clarament una situació benigna d'una maligna. La purificació i caracterització glucídica del PSA secretat per les cèl·lules de carcinoma prostàtic LNCaP mostren diferències molt clares amb la glicosilació que presenta el PSA purificat de plasma seminal de donant. Principalment, el PSA present en situació tumoral, purificat de les cèl·lules de carcinoma prostàtic, no conté àcid siàlic, però presenta nivells més alts de fucosilació que el PSA en situació normal. El PSA purificat de plasma seminal de donant sí que conté àcid siàlic. Aquests resultats s'han obtingut mitjançant assaigs immunològics amb detecció per lectines i s'han corroborat per seqüenciació glucídica. D'acord amb les estructures glucídiques que millor diferencien el PSA de situació normal i tumoral, s'ha portat a terme la caracterització glucídica de mostres biològiques que contenen PSA. S'han desenvolupat diferents assaigs immunològics de detecció per lectines o associats a l'activitat sialiltransferasa, amb un enriquiment previ en PSA per immunoadsorció indirecta o cromatografia per interacció tiofílica. Els resultats dels diferents assaigs permeten concloure que el PSA del sèrum de pacients de neoplàsia prostàtica presenten un contingut en àcid siàlic similar al del plasma seminal de donant, encara que són lleugerament menys sialilats. Aquests resultats s'adiuen amb els determinats sobre mostres de PSA purificat. La separació del PSA per electroforesi bidimensional mostra diverses formes amb pI àcid en el PSA de plasma seminal, explicades per la presència d'àcid siàlic. Es detecten formes de pI més bàsic que el teòric per al PSA en el secretat per les cèl·lules LNCaP, que correspon a formes pPSA. Al sèrum de pacients de neoplàsia prostàtica s'hi observen formes sialilades. Les proteïnes de secreció, RNasa 1 i PSA, es troben alterades a nivell glucídic en situació tumoral, cosa que podria ser d'utilitat per a finalitats diagnòstiques.

Inhibition of p38/CREB phosphorylation and COX-2 expression by olive oil polyphenols underlies their anti-proliferative effects

We investigated the anti-proliferative effects of an olive oil polyphenolic extract on human colon adenocarcinoma cells. Analysis indicated that the extract contained hydroxytyrosol, tyrosol and the various secoiridoid derivatives, including oleuropein. This extract exerted a strong inhibitory effect on cancer cell proliferation, which was linked to the induction of a G2/M phase cell cycle block. Following treatment with the extract (50 mu g/ml) the number of cells in the G2/M phase increased to 51.82 +/- 2.69% relative to control cells (15.1 +/- 2.5%). This G2/M block was mediated by the ability of olive oil polyphenols (50 mu g/ml) to exert rapid inhibition of p38 (38.7 +/- 4.7%) and CREB (28.6 +/- 5.5%) phosphorylation which led to a downstream reduction in COX-2 expression (56.9 +/- 9.3%). Our data suggest that olive oil polyphenols may exert chemo preventative effects in the large intestine by interacting with signalling pathways responsible for colorectal cancer development. (c) 2007 Elsevier Inc. All rights reserved.

Effects of fermentation products of pro- and prebiotics on trans-epithelial electrical resistance in an in vitro model of the colon

Evidence from in vivo and in vitro studies suggests that the consumption of pro- and prebiotics may inhibit colon carcinogenesis; however, the mechanisms involved have, thus far, proved elusive. There are some indications from animal studies that the effects are being exerted during the promotion stage of carcinogenesis. One feature of the promotion stage of colorectal cancer is the disruption of tight junctions, leading to a loss of integrity across the intestinal barrier. We have used the Caco-2 human adenocarcinoma cell line as a model for the intestinal epithelia. Trans-epithelial electrical resistance measurements indicate Caco-2 monolayer integrity, and we recorded changes to this integrity following exposure to the fermentation products of selected probiotics and prebiotics, in the form of nondigestible oligosaccharides (NDOs). Our results indicate that NDOs themselves exert varying, but generally minor, effects upon the strength of the tight junctions, whereas the fermentation products of probiotics and NDOs tend to raise tight junction integrity above that of the controls. This effect was bacterial species and oligosaccharide specific. Bifidobacterium Bb 12 was particularly effective, as were the fermentation products of Raftiline and Raftilose. We further investigated the ability of Raftilose fermentations to protect against the negative effects of deoxycholic acid (DCA) upon tight junction integrity. We found protection to be species dependent and dependent upon the presence of the fermentation products in the media at the same time as or after exposure to the DCA. Results suggest that the Raftilose fermentation products may prevent disruption of the intestinal epithelial barrier function during damage by tumor promoters.

The effect of proteolysis on the induction of cell death by monomeric alpha-lactalbumin.

α-Lactalbumin (α-la) is a major whey protein found in milk. Previous data suggested that α-la has antiproliferative effects in human adenocarcinoma cell lines such as Caco-2 and HT-29. However, the cell death inducing α-la was not a naturally occurring monomer but either a multimeric variant or an α-la:oleic acid complex (HAMLET/BAMLET). Proteolysis showed that both human and bovine α-la are susceptible to digestion. ELISA assays assessing cell death with the native undigested α-la fractions showed that undigested protein fractions did have a significant cell death effect on CaCo-2 cells. Bovine α-la was also more effective than human α-la. A reduction in activity corresponded with lower concentrations of the protein and partial digestion and fragmentation of the protein using trypsin and pepsin. This suggests that the tertiary structure is vital for the apoptotic effect.

Cell death and lumen formation in spheroids of MCF-7 cells

3D (three-dimensional) cell culture permits a more integrated analysis of the relationship between cells, inserting them into a structure more closely resembling the cellular microenvironment in vivo. The development of in vitro parameters to approximate in vivo 3D cellular environments makes a less reductionist interpretation of cell biology possible. For breast cells, in vitro 3D culture has proven to be an important tool for the analysis of luminal morphogenesis. A greater understanding of this process is necessary because alterations in the lumen arrangement are associated with carcinogenesis. Following lumen formation in 3D cell culture using laser scanning confocal microscopy, we observed alterations in the arrangement of cytoskeletal components (F-actin and microtubules) and increasing levels of cell death associated with lumen formation. The formation of a polarized monolayer facing the lumen was characterized through 3D reconstructions and the use of TEM (transmission electron microscopy), and this process was found to occur through the gradual clearing of cells from the medullary region of the spheroids. This process was associated with different types of cell death, such as apoptosis, autophagy and entosis. The present study showed that changes in the extracellular matrix associated with long periods of time in 3D cell culture lead to the formation of a lumen in MCF-7 cell spheroids and that features of differentiation such as lumen and budding formation occur after long periods in 3D culture, even in the absence of exogenous extracellular compounds.

Synthesis, characterization, crystal structure, and biological studies of vanadium complexes with glycolic acid

Synthesis, characterization, crystal structure, and biological studies of two complexes with glycolic acid are described. The solid complexes were formulated as K2[VO(C2H2O3)(C2H3O3)2] H2O (1) and K2[{VO2(C2H2O3)}2] (2) and characterized by X-ray studies, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Electron paramagnetic resonance (EPR), and magnetic susceptibility. Conversion of 1 to 2 was studied in aqueous solution by UV-Vis spectroscopy and in the solid state by diffuse reflectance spectroscopy. Complex 2 contains dinuclear [{VO2(C2H2O3)}2]2- anions in which glycolate(2-) is a five-membered chelating ring formed by carboxylate and -hydroxy groups. The geometry around the vanadium in 2 was interpreted as intermediate between a trigonal bipyramid and a square pyramid. Vanadium(IV) is pentacoordinate in 1 as a distorted square pyramid. Complex 1 contains a vanadyl group (V=O) surrounded by two oxygens from deprotonated carboxylate and hydroxy groups forming a five-membered ring. Two oxygens from different glycolates(1-) are bonded to the (V=O) also. Biological analysis for potential cytotoxic effects of 1 was performed using Human Cervix Adenocarcinoma (HeLa) cells, a human cervix adenocarcinoma-derived cell line. After incubation for 48 h, 1 causes 90 and 95% of HeLa cells death at 20 and 200 mol L-1, respectively.

Potential antitumoral properties of a new copper complex with santonic acid

A new copper(II) complex of santonic acid [Cu(2)(sant)(4)(H(2)O)(2)]center dot 21/2H(2)O has been prepared and characterized by electronic, vibrational, EPR spectral studies, and stability determinations in solution. The presence of two antiferrromagnetically coupled copper centers in the solid state was detected by EPR. The dinuclear Cu(II) complex crystallizes in the tetragonal P4(3)2(1)2 space group, with a = b = 14.498(3), c = 64.07(1) angstrom. Biological studies indicate that the complex displays interesting potential antitumoral actions. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Glypican-3 regulates migration, adhesion and actin cytoskeleton organization in mammary tumor cells through Wnt signaling modulation

Glypican-3 (GPC3) is a proteoglycan involved in migration, proliferation and cell survival modulation in several tissues. There are many reports demonstrating a downregulation of GPC3 expression in some human tumors, including mesothelioma, ovarian and breast cancer. Previously, we determined that GPC3 reexpression in the murine mammary adenocarcinoma LM3 cells induced an impairment of their in vivo invasive and metastatic capacities together with a higher susceptibility to in vitro apoptosis. Currently, the signaling mechanism of GPC3 is not clear. First, it was speculated that GPC3 regulates the insulin-like growth factor (IGF) signaling system. This hypothesis, however, has been strongly challenged. Recently, several reports indicated that at least in some cell types GPC3 serves as a selective regulator of Wnt signaling. Here we provide new data demonstrating that GPC3 regulates Wnt pathway in the metastatic adenocarcinoma mammary LM3 cell line. We found that GPC3 is able to inhibit canonical Wnt signals involved in cell proliferation and survival, as well as it is able to activate non canonical pathway, which directs cell morphology and migration. This is the first report indicating that breast tumor cell malignant properties can be reverted, at least in part, by GPC3 modulation of Wnt signaling. Our results are consistent with the potential role of GPC3 as a metastasis suppressor.

Major determinants of photoinduced cell death: Subcellular localization versus photosensitization efficiency

We present a study on whether and to what extent subcellular localization may compete favorably with photosensitization efficiency with respect to the overall efficiency of photoinduced cell death. We have compared the efficiency with which two cationic photosensitizers, namely methylene blue (MB) and crystal violet (CV), induce the photoinduced death of human cervical adenocarcinoma (HeLa) cells. Whereas MB is well known to generate singlet oxygen and related triplet excited species with high quantum yields in a variety of biological and chemical environments (i.e., acting as a typical type II photosensitizer), the highly mitochondria-specific CV produces triplet species and singlet oxygen with low yields, acting mostly via the classical type I mechanism (e.g., via free radicals). The findings described here indicate that the presumably more phototoxic type II photosensitizer (MB) does not lead to higher degrees of cell death compared to the type I (CV) photosensitizer. In fact, CV kills cells with the same efficiency as MB, generating at least 10 times fewer photoinduced reactive species. Therefore, subcellular localization is indeed more important than photochemical reactivity in terms of overall cell killing, with mitochondrial localization representing a highly desirable property for the development of more specific/efficient photosensitizers for photodynamic therapy applications. (C) 2011 Elsevier Inc. All rights reserved.

Estudo clínico de fase II e farmacocinético para o uso de Talidomida em pacientes com câncer colorretal metastático

O objetivo deste estudo foi avaliar a eficácia, a segurança e a farmacocinética da talidomida nos pacientes com câncer colorretal metastático. Dezessete pacientes com adenocarcinoma colorretal metastático, previamente tratados com pelo menos um regime de quimioterapia, foram incluídos no estudo. Os pacientes eram inicialmente tratados com talidomida 200 mg/dia, com um aumento de dose de 200mg a cada duas semanas, até atingir a dose máxima de 800 mg/dia. Os pacientes eram reavaliados a cada duas semanas para toxicidade e a cada 8 semanas para taxa de resposta através de exames de imagem. A farmacocinética foi caracterizada em quatro pacientes no nível de dose de 200 mg/dia.Todos os dezessete pacientes incluídos foram avaliados no perfil de toxicidade e quatorze pacientes nos critérios de taxa de resposta. A talidomida foi bem tolerada, sendo os principais efeitos colaterais a sonolência, a tontura, a xerostomia e a constipação. Não houve nenhuma resposta objetiva ou doença estável após oito semanas de tratamento. A sobrevida global mediana foi de 3,6 meses. A talidomida é bem tolerada como agente único de tratamento, mas não demonstrou nenhuma atividade antitumoral em pacientes com câncer colorretal metastático, já tratados previamente com outro regime de quimioterapia. Apesar disto, futuros estudos com este agente em estágios iniciais desta neoplasia devem ser considerados, quando as propriedades antiangiogênicas desta droga poderão ser mais relevantes para a progressão da doença.

Estudo da farmacocinética da talidomida em pacientes com tumores sólidos refratários

O objetivo deste estudo foi avaliar os parâmetros farmacocinéticos da talidomida em pacientes com tumores sólidos refratários incluídos em estudo de fase II em nossa Instituição. Foram incluídos 14 pacientes, sendo 5 com diagnóstico de adenocarcinoma de reto, 4 com adenocarcinoma de cólon, 4 com melanoma e 1 com adenocarcinoma de pâncreas. Todos os pacientes foram previamente tratados, 14 com cirurgia, 11 com quimioterapia, 5 com radioterapia e 1 com imunoterapia. Os pacientes foram inicialmente tratados com talidomida 200 mg/dia, com um aumento de dose de 200mg a cada duas semanas, até atingir a dose máxima de 800 mg/dia. Treze pacientes atingiram o nível de 400mg/dia, 9 pacientes os níveis de 600mg/dia e apenas 5 pacientes atingiram 800mg/dia. A farmacocinética foi caracterizada em oito pacientes no nível de dose de 200 mg/dia. Todos os 14 pacientes incluídos foram avaliados quanto ao perfil de toxicidade e resposta antitumoral. A talidomida foi bem tolerada, sendo os principais efeitos colaterais a sonolência, a tontura, a xerostomia e a constipação. Não foram observadas respostas tumorais objetivas. Para avaliar os parâmetros farmacocinéticos da talidomida foram coletadas amostras de sangue imediatamente antes da administração da droga, 1h, 2h, 2,5h, 3h, 3,5h, 4h, 5h, 7h e 24h após a administração da primeira dose de talidomida de 200mg. A determinação das concentrações e parâmetros farmacocinéticos da talidomida nestas amostras foi realizada por cromatografia líquida de alta performance. A curva de decaimento das concentrações plasmáticas obedeceu a um modelo farmacocinético monocompartimental. A média dos principais parâmetros farmacocinéticos estudados foi: Cmax 1,48 ± 0,56μg/ml, Tmax 4,4± 0,5h, ASC 17,7±8,4μg x h/mL e t½ 6,5±3,0 hs. O autor pode concluir que os parâmetros farmacocinéticos da talidomida estudados nestes pacientes foram semelhantes àqueles descritos anteriormente em voluntários sadios, pacientes com HIV, hanseníase ou adenocarcinoma de próstata.

O envolvimento do marcador inflamatório Heme Oxigenêse-1 na carciinogênese experimental de esôfago

Sabe-se que o refluxo crônico pode induzir lesão mucosa, estimular a proliferação de células e promover tumorigênese no esôfago distal. Ainda não é sabido por que apenas uma parcela dos pacientes com refluxo esofágico progrediram para uma metaplasia intestinal (Esôfago de Barrett) e adenocarcinoma. O estresse oxidativo parece exercer um papel importante nessa progressão . Assim sendo, examinamos o padrão de expressão da enzima Heme Oxigenase-1 (HO-1), enzima indutora do estresse oxidativo, em peças de esôfago obtidos de um estudo experimental com ratos que avaliou o papel do refluxo gástrico e duodenoesofágico na carcinogênese esofágica. Métodos: Uma amostra de três (3) peças de esôfago de cada grupo de ratos submetidos a tratamentos diferentes tiveram a expressão da enzima Heme Oxigenase-1 avaliada através de imunohistoquímica. Os ratos foram divididos nos seguintes grupos: (1) cardioplastia para induzir refluxo predominantemente gástrico, (2) anastomose esofagoduodenal para induzir refluxo duodenal, (3) sem tratamento, (4) cardioplastia+dietilnitrosamina (DEN), (5) anastomose esofagoduodenal +DEN, (6) DEN. Resultados: Não houve desenvolvimento de câncer ou metaplasia intestinal nos animais que não foram expostos ao refluxo de conteúdo duodenal. A expressão de HO-1 foi observada apenas em ratos submetidos à anastomose esofagoduodenal (Grupos 2 e 5) e a análise da média de intensidade de fluorescência demonstrou uma diferença significante de expressão de HO-1 (4,8 e 4,6 vezes respectivamente) comparando-se ao controle (Grupo 3) (p<0,05). O alvo principal para expressão da HO-1 foram as células inflamatórias dentro do tumor ou em áreas subepiteleiais. Os ratos expostos ao refluxo gástrico não desenvolveram tumores ou expressaram a HO-1. Conclusões: A esofagite de refluxo induzida por refluxo esofágico com conteúdo duodenal provocou estresse oxidativo considerável e pode desempenhar um papel importante na carcinogênese esofágica. O refluxo gástrico não foi suficiente para induzir estresse oxidativo neste modelo experimental.

Associação do papilomavírus humano com o carcinoma colorretal

OBJETIVO: Investigar a presença do papiloma vírus humano no adenocarcinoma de cólon e reto. MÉTODOS: Setenta e dois pacientes com adenocarcinoma de cólon e reto foram analisados. Foram coletadas duas amostras de cada paciente: uma amostra do tumor e outra de mucosa não neoplásica distante 15 cm do tumor. Como grupo de controle, também foram estudadas amostras de mucosa de quinze pacientes sem câncer colorretal. Os tecidos foram analisados por “auto nested” PCR usando o primer consensus GP5+/GP6+. Dois primers específicos para região E6 dos HPV 16 e HPV 18 também foram utilizados. RESULTADOS: O DNA do HPV foi detectado em tecidos de cólon e reto de 60 pacientes com câncer ( 83 por cento), enquanto que este não foi encontrado em nenhum dos pacientes controles sem tumor ( p<0,001). Em vinte e três pacientes, o DNA do HPV estava presente tanto no tecido tumoral como na mucosa não neoplásica adjacente. Em vinte e três pacientes o DNA do HPV foi encontrado apenas no tumor, enquanto que em quatorze, só foram encontrados nos tecidos normais coletados próximos ao tumor de cólon e reto. Em setenta e cinco por cento dos casos positivos foram identificados os HPV tipo 16 ou 18 por PCR com primers E6 específicos. Os achados positivos obtidos por PCR foram confirmados por seqüenciamento viral. CONCLUSÃO: O HPV está presente no cólon e reto da maioria dos pacientes com carcinoma de cólon e reto estudados, sugerindo que este vírus pode estar relacionado à patogênese do câncer colorretal. Serão necessários mais estudos para determinar o papel do HPV na carcinogênese colorretal.

Avaliação dos efeitos do álcool e da cafeína em modelo de carcinogênese pancreática induzida por 7,12 dimetilbenzentraceno (DMBA) em camundongos

Introdução: Modelos experimentais de indução da carcinogênese pancreática são necessários para melhor compreensão da biologia tumoral e para estudar os efeitos de agentes promotores ou protetores. Objetivos: Avaliar os efeitos do álcool e da cafeína na carcinogênese pancreática induzida pelo 7,12- dimetilbenzantraceno (DMBA), aplicando a classificação sistematizada de neoplasias intra-epitelias pancreáticas (PanIN) de Hruban e cols. (2001)(1) em camundongos. Métodos: Cento e vinte camundongos mus musculus, machos, adultos foram divididos em quatro grupos. Em todos os animais foi induzida a carcinogênese pancreática pela implantação de 1mg de DMBA no pâncreas dos animais. Os animais recebiam ou água ou cafeína ou álcool ou álcool+cafeína de acordo com seu grupo. Para a análise histológica do pâncreas, adotou-se a classificação sistematizada das lesões precursoras (PanIN). Resultados: No grupo água + DMBA, 16,6% dos animais desenvolveram adenocarcinoma ductal pancreático (ADP) e 66,6% apresentaram neoplasias intra-epiteliais pancreáticas (PanIN). No grupo álcool + DMBA, 52,9% desenvolveram ADP (p<0,05) e 35,3% PanIN. No grupo cafeína + DMBA, 15% apresentaram ADP e 65% PanIN. No grupo álcool+cafeína + DMBA, 23,8% desenvolveram ADP e 71,4% PanIN. Conclusões: O modelo experimental de carcinogênese pancreática em camundongos utilizando o DMBA, é eficaz na indução de lesões precursoras e de adenocarcinoma pancreático. O álcool está associado ao aumento da freqüência de adenocarcinoma pancreático, enquanto que a cafeína não demonstrou este efeito.