Intestinal absorption barriers as modelled by p-glycoprotein and cytochrome p450 a34 in caco2 cells

The passage number and origin of two populations of Caco-2 cells influence their enterocyte-like characteristics. Caco-2 cells of passage number >90 from Novartis pharmaceutical company possess higher levels of expression of alkaline phosphatase and P-glycoprotein and a greater cellular uptake of Gly-1.-Pro than those of passage number <40 from the American Type Tissue Culture collection. High P-gp expressing Caco-2 cells have been developed through stepwise selection of the cells with doxonibicin. This newly-developed cell line (hereafter referred to as Type I) possesses approximately twice as much P-gp protein than non-exposed cells, restricts the transepithelial transport of vincristine in the apical-to-basolateral direction whilst facilitating its transport in the reverse direction and accumulates less vincristine than non-exposed cells. There is no apparent evidence of the co-existence of the multidrug resistance protein (MIT) in Type I cells to account for the above-listed observations. Stopping the exposure for more than 28 days decreases the P-gp protein expression in previously doxorubicin-exposed Type I Caco-2 cells and reduces the magnitude of vincristine transepithelial fluxes in both directions to the levels that are almost similar to those of non-exposed cells. Exposing Caco-2 cells to 0.25 JAM la, 25-dihydroxyvitamin D3 induces their expression of cytochrome P450 3A4 protein to the level that is equivalent to that from isolated human jejunal cells. Under the same treatment, doxorubiein-exposed (Type I) cells metabolise naidazolam poorly and less extensively compared to non-exposed cells, suggesting that there is no such co-regulation of P-gp and CYP3A4 in Caco-2 cells. However, there is evidence which suggests CYP3A metabolises mida_zolam into 1- and 4-hydroxymidazolam, the latter may possibly be a P-gp substrate and is transported extracellularly by P-gp, supporting the hypothesis of P-gp-CYP3A4 synergistic roles in keeping xenobiotics out of the body. Doxoru.bicin-exposed (Type I) cells are less effective in translocating L-proline and glycyl-L-proline across the cell mono layers.

Mechanistic differences between GSH transport by multidrug resistance protein 1 (MRP1/ABCC1) and GSH modulation of MRP1-mediated transport

Multidrug resistance protein 1 (MRP1/ABCC1) is an ATP-dependent polytopic membrane protein that transports many anticancer drugs and organic anions. Its transport mechanism is multifaceted, especially with respect to the participation of GSH. For example, vincristine is cotransported with GSH, estrone sulfate transport is stimulated by GSH, or MRP1 can transport GSH alone, and this can be stimulated by compounds such as verapamil or apigenin. Thus, the interactions between GSH and MRP1 are mechanistically complex. To examine the similarities and differences among the various GSH-associated mechanisms of MRP1 transport, we have measured first the effect of GSH and several GSH-associated substrates/modulators on the binding and hydrolysis of ATP by MRP1 using 8-azidoadenosine-5'-[(32)P]-triphosphate ([(32)P]azidoATP) analogs, and second the initial binding of GSH and GSH-associated substrates/modulators to MRP1. We observed that GSH or its nonreducing derivative S-methylGSH (S-mGSH), but none of the GSH-associated substrate/modulators, caused a significant increase in [gamma-(32)P]azidoATP labeling of MRP1. Moreover, GSH and S-mGSH decreased levels of orthovanadate-induced trapping of [alpha-(32)P]azidoADP. [alpha-(32)P]azidoADP.Vi trapping was also decreased by estone sulfate, whereas vincristine, verapamil, and apigenin had no apparent effects on nucleotide interactions with MRP1. Furthermore, estrone sulfate and S-mGSH enhanced the effect of each other 15- and 10-fold, respectively. Second, although GSH binding increased the apparent affinity of MRP1 for all GSH-associated substrates/modulators tested, only estrone sulfate had a reciprocal effect on the apparent affinity of MRP1 for GSH. Overall, these results indicate significant mechanistic differences between MRP1-mediated transport of GSH and the ability of GSH to modulate MRP1 transport.

Role of GSH in estrone sulfate binding and translocation by the multidrug resistance protein 1 (MRP1/ABCC1)

Multidrug resistance protein 1 (MRP1/ABCC1) is an ATP-dependent efflux pump that can confer resistance to multiple anticancer drugs and transport conjugated organic anions. Unusually, transport of several MRP1 substrates requires glutathione (GSH). For example, estrone sulfate transport by MRP1 is stimulated by GSH, vincristine is co-transported with GSH, or GSH can be transported alone. In the present study, radioligand binding assays were developed to investigate the mechanistic details of GSH-stimulated transport of estrone sulfate by MRP1. We have established that estrone sulfate binding to MRP1 requires GSH, or its non-reducing analogue S-methyl GSH (S-mGSH), and further that the affinity (Kd) of MRP1 for estrone sulfate is 2.5-fold higher in the presence of S-mGSH than GSH itself. Association kinetics show that GSH binds to MRP1 first, and we propose that GSH binding induces a conformational change, which makes the estrone sulfate binding site accessible. Binding of non-hydrolyzable ATP analogues to MRP1 decreases the affinity for estrone sulfate. However, GSH (or S-mGSH) is still required for estrone sulfate binding, and the affinity for GSH is unchanged. Estrone sulfate affinity remains low following hydrolysis of ATP. The affinity for GSH also appears to decrease in the post-hydrolytic state. Our results indicate ATP binding is sufficient for reconfiguration of the estrone sulfate binding site to lower affinity and argue for the presence of a modulatory GSH binding site not associated with transport of this tripeptide. A model for the mechanism of GSH-stimulated estrone sulfate transport is proposed.

XBP1s levels are implicated in the biology and outcome of myeloma mediating different clinical outcomes to thalidomide-based treatments.

Immunoglobulin production by myeloma plasma cells depends on the unfolded protein response for protein production and folding. Recent studies have highlighted the importance of IRE1alpha and X box binding protein 1 (XBP1), key members of this pathway, in normal B-plasma cell development. We have determined the gene expression levels of IRE1alpha, XBP1, XBP1UNSPLICED (XBP1u), and XBP1SPLICED (XBP1s) in a series of patients with myeloma and correlated findings with clinical outcome. We show that IRE1alpha and XBP1 are highly expressed and that patients with low XBP1s/u ratios have a significantly better overall survival. XBP1s is an independent prognostic marker and can be used with beta2 microglobulin and t(4;14) to identify a group of patients with a poor outcome. Furthermore, we show the beneficial therapeutic effects of thalidomide in patients with low XBP1s/u ratios. This study highlights the importance of XBP1 in myeloma and its significance as an independent prognostic marker and as a predictor of thalidomide response.

Ação fotodinâmica da C-Ficocianina, pigmento extraído da Spirulina platensis, nas linhagens tumorais humanas K562 (não MDR) e K562 – Lucena 1 (MDR)

A C-ficocianina (C-FC), um pigmento comum nas cianobctérias e um dos mais abundantes constituintes da Spirulina platensis, vem sendo estudada por possuir várias propriedades como antioxidante, hepatoprotetora, antiinflamatória e inibidora da enzima COX-2. Alguns autores atribuem também a C-FC um efeito oxidante quando ela é o agente fotossensibilizante utilizado na terapia fotodinâmica (TFD), podendo ser um importante agente no tratamento do câncer. Entretanto ainda pouco se sabe sobre a ação da C-FC, como substância fotosensibilizante, no tratamento de ação fotodinâmica (AFD) em modelos biológicos. A AFD provoca a fotooxidação de substratos biológicos através da geração de espécies reativas de oxigênio produzidas pela associação entre um determinado comprimento de onda, uma substância fotosensível e oxigênio. Existem dois caminhos que levam a morte celular pelo processo de fotooxidação conhecidos como mecanismo do tipo I e tipo II. No mecanismo tipo I são gerados radicais como o radical ânion superóxido e radical hidroxila, enquanto no mecanismo do tipo II a espécie reativa de oxigênio gerada é o oxigênio singlete (1O2). A TFD da C-PC possui muitas vantagens em relação ao uso das hematoporfirinas e seus derivados, como rápida preparação e fácil purificação, ampla faixa de absorção do UV e visível, nenhum efeito local, e significativa redução da fotosensibilidade em tecidos normais por ter uma rápida metabolização em vivo. As pesquisas que avaliam os possíveis efeitos celulares da AFD têm sido também estendidas para as células tumorais que adquirem fenótipo de resistência a múltiplas drogas (MDR). A MDR é um fenômeno no qual células tumorais, selecionadas resistentes a um agente quimioterápico, adquirem resistência a outras drogas, 5 aparentemente não relacionadas. O fenótipo MDR é multifatorial, mas o mecanismo melhor estudado é a super expressão da glicoproteína-P, que é uma proteína de membrana capaz de fazer a extrusão de quimioterápicos para fora de célula. Com isso o objetivo deste estudo é avaliar a sensibilidade das linhagens celulares que expressem (Lucena) ou não (K562) o fenótipo MDR à AFD do pigmento C-FC, extraído da cianobactéria S. platensis, e propor um possível mecanismo de ação. A extração da C-PC foi feita no Laboratorio de Microbiologia e Engenharia de Bioprocesos (FURG). Diferentes concentrações de C-PC (0.025, 0.05, 0.10, 0.20 e 0.40 mg/ml para os testes de PDA da C-PC e 0.05, 0.10, 0.20, 0.40 e 0.60 mg/ml para os testes no escuro) foram usadas. O número de células viáveis foi avaliada imediatamente, 24 h e 48 h após o tratamento com C-PC ou PDA da C-PC através de exclusão por azul de trypan. A concentração de 0.05 mg/ml foi utilizada para determinar o possível papel da Pgp na resposta da linhagem Lucena e a concentração de 0.10 mg/ml foi utilizada nos testes de peroxidação lipídica (LPO), de produção de espécies reativas de oxigênio (ROS) e quantificação de apoptose/necrose. A PDA da CPC causou uma diminuição no número de células viáveis em ambas linhagens K562 (não MDR) e Lucena (MDR), sendo que a linhagem MDR foi menos sensível que a não MDR. Já nos testes realizados no escuro, nenhuma toxicidade foi encontrada para as duas linhagens. Nenhuma alteração na resistência da linhagem Lucena foi encontrada quando o modulador verapamil foi colocado durante o tratamento de APD com C-PC e até às 48h de acompanhamento após o tratamento. Também não foi encontrada diferença significativa de lipoperoxidação (LPO) mas houve uma tendência de aumento na produção de ROS, que foi mais evidente na linhagem K562. Além disso a linhagem Lucena apresentou uma produção basal de ROS significativamente maior que a K562. Nos testes de apoptose/necrose nenhuma diferença foi encontrada entre as células controle e tratadas em ambas linhagens. Os resultados encontrados neste estudo sugerem que a C-PC possa ser um potente agente fotosensibilizante, tanto para linhagens não MDR quanto para linhagens MDR e também que o mecanismo tipo II esteja envolvido em maior parte no efeito observado na PDA da C-PC, mas uma menor participação do mecanismo tipo I não pode ser descartada. 

Efeitos secundários da quimioterapia antineoplásica e seu impacto na qualidade de vida em cães e gatos com doença oncológica

Mestrado Integrado em Medicina Veterinária

Evidencia sobre la eficacia de cannabinoides en el dolor neuropático oncológico

Contexto: La eficacia de los cannabinoides en el dolor neuropático es desconocida. El control del dolor es determinante en los pacientes ya que genera un impacto negativo en la calidad de vida de los pacientes. Objetivo: El presente trabajo pretende demostrar la evidencia sobre la eficacia de los medicamentos cannabinoides en el control del dolor neuropático oncológico, mediante la evaluación de la literatura disponible. Metodología: Se realizó una revisión sistemática de literatura incluyendo estudios experimentales, observacionales y revisiones sistemáticas en un periodo de 15 años. Se incluyeron todos los estudios desde el años 2000 con evidencia IB según la escala de evidencia de Oxford. Resultados: Cuatro estudios cumplieron criterios para su inclusión, sin embargo la evidencia es baja y no permite recomendar o descartar los cannabinoides como terapia coadyuvante en control del dolor neuropático oncológico. La combinación de THC/CDB (Sativex®) parece ser un medicamento seguro pues no se reportaron muertes asociadas a su uso, sin embargo la presentación de eventos adversos a nivel gastrointestinal y neurológico podría aumentar el riesgo de interacciones medicamentosas y tener un impacto negativo en la calidad de vida de los pacientes oncológicos. Conclusiones: No hay suficiente literatura y la evidencia no es suficiente para recomendar o descartar el uso de los cannabinoides en dolor neuropático oncológico. Futuros estudios deben realizarse para analizar el beneficio de estos medicamentos. Aunque ética y socialmente hay resistencia para el uso de los cannabinoides, actualmente hay una gran discusión política en el mundo y en Colombia para su aceptación como terapia en el control del dolor.