Pectin and pectic-oligosaccharides induce apoptosis in in vitro human colonic adenocarcinoma cells

Background: Dietary fibres have been associated with decreased risk of various cancers, although the mechanisms are unclear. Induction of apoptosis in tumour cells is thought to be an important protective mechanism against colorectal cancer. This work investigates the effects of pectins and pecticoligosaccharides (POS) on the human colonic adenocarcinoma cell line HT29. Materials and Methods: The anti-proliferative effects of pectin and POS were studied by testing the HT29 cells for cytotoxicity, differentiation and/or apoptosis by lactate dehydrogenase, alkaline phosphatase and caspase-3 activity assays. DNA agarose gel electrophoresis was also carried out. Results: A significant reduction in attached cell numbers was observed after three days incubation. This decrease was neither due to cells undergoing necrosis nor differentiation. Increased apoptosis frequency, after incubation with 1% (w/v) pectin andlor POS, was demonstrated by caspase-3 activity and DNA laddering on agarose gel electrophoresis. Conclusion: Dietary pectins and their degradation products may contribute to the reported protective effects of fruits against colon cancer.

Inhibitory effects of olive oil phenolics on invasion in human colon adenocarcinoma cells in vitro

Studies in human, animal and cellular systems suggest that phenols from virgin olive oil are capable of inhibiting several stages in carcinogenesis, including metastasis. The invasion cascade comprises cell attachment to extracellular matrix components or basement membrane, degradation of basement membrane by proteolytic enzymes and migration of cells through the modified matrix. In the present study, we investigated the effect of phenolics extracted from virgin olive oil (OVP) and its main constituents: hydroxytyrosol (3,4-dihydroxyphenylethanol), tyrosol (p-hydroxyphenylethanol), pinoresinol and caffeic acid. The effects of these phenolics were tested on the invasion of HT115 human colon carcinoma cells in a Matrigel invasion assay. OVP and its compounds showed different dose-related anti-invasive effects. At 25 mu g/ml OVP and equivalent doses of individual compounds, significant anti-invasive effects were seen in the range of 45-55% of control. Importantly, OVP, but not the isolated phenolics, significantly reduced total cell number in the Matrigel invasion assay. There were no significant effects shown on cell viability, indicating the reduction of cell number in the Matrigel invasion assay was not due to cytotoxicity. There were also no significant effects on cell attachment to plastic substrate, indicating the importance of extracellular matrix in modulating the anti-invasive effects of OVP. In conclusion, the results from this study indicate that phenols from virgin olive oil have the ability to inhibit invasion of colon cancer cells and the effects may be mediated at different levels of the invasion cascade. (c) 2007 Wiley-Liss, Inc.

Hydroxytyrosol inhibits the proliferation of human colon adenocarcinoma cells through inhibition of ERK1/2 and cyclin D1

Extra virgin olive oil is rich in phenolic compounds which are believed to exert beneficial effects against many pathological processes, including the development of colon cancer. We show that one of the major polyphenolic constituents of extra virgin olive oil, hydroxytyrosol (HT), exerts strong anti-proliferative effects against human colon adenocarcinoma cells via its ability to induce a cell cycle block in G2/M. These antiproliferative effects were preceded by a strong inhibition of extracellular signal-regulated kinase (ERK) 1/2 phosphorylation and a downstream reduction of cyclin D I expression, rather than by inhibition of p38 activity and cyclooxygenase-2 (COX-2) expression. These findings are of particular relevance due to the high colonic concentration of HT compared to the other olive oil polyphenols and may help explain the inverse link between colon cancer and olive oil consumption.

Anti-proliferative effect of rhein, an anthraquinone isolated from Cassia species, on Caco-2 human adenocarcinoma cells

Objective: In recent years the use of anthraquinone laxatives, in particular senna, has been associated with damage to the intestinal epithelial layer and an increased risk of developing colorectal cancer. In the present study we evaluated the cytotoxicity of rhein, the active metabolite of senna, on human colon adenocarcinoma cells (Caco-2) and its effect on cell proliferation. Methods: Cytotoxicity studies were performed using MTT, NR and TEER assays whereas 3H-thymidine incorporation and western blot analysis were used to evaluate the effect of rhein on cell proliferation. Moreover, for genoprotection studies Comet assay and oxidative biomarkers measurement (malondialdehyde and reactive oxygen species) were used. Results: Rhein (0.1-10μg/ml) had no significant cytotoxic effect on proliferating and differentiated Caco-2 cells. Rhein (0.1 and 1 μg/ml) significantly reduced cell proliferation as well as MAP kinase activation; by contrast, at the high concentration (10μg/ml) rhein significantly increased cell proliferation and ERK phosphorylation. Moreover, rhein (0.1-10μg/ml) (i) did not adversely affect the integrity of tight junctions and hence epithelial barrier function, (ii) did not induce DNA damage rather it was able to reduce H2O2-induced DNA damage and (iii) significantly inhibited the increase in malondialdehyde and ROS levels induced by H2O2/Fe2+. Conclusions: Rhein, was devoid of cytotoxic and genotoxic effects in colon adenocarcinoma cells. Moreover, at concentrations present in the colon after a human therapeutic dosage of senna, rhein inhibited cell proliferation via a mechanism which seems to involve directly the MAP kinase pathway. Finally, rhein prevents the DNA damage probably via an anti-oxidant mechanism.

Diallyl disulphide, a beneficial component of garlic oil, causes a redistribution of cell-cycle growth phases, induces apoptosis and enhances butyrate-induced apoptosis in colorectal adenocarcinoma cells (HT-29)

Colon cancer is a leading and expanding cause of death worldwide. A major contributory factor to this disease is diet composition; some components are beneficial (e.g. dietary fibre) whilst others are detrimental (e.g. alcohol). Garlic oil is a prominent dietary constituent that prevents the development of colorectal cancer. This effect is believed to be mainly due to diallyl disulphide (DADS), which selectively induces redox stress in cancerous (rather than normal) cells which leads to apoptotic cell death. However, the detailed mechanism by which DADS causes apoptosis remains unclear. We show that DADS-treatment of colonic adenocarcinoma cells (HT-29) initiates a cascade of molecular events characteristic of apoptosis. These include a decrease in cellular proliferation, translocation of phosphatidylserine to the plasma-membrane outer-layer, activation of caspase-3, genomic-DNA fragmentation and G2/M phase cell-cycle arrest. Short-chain fatty acids (SCFAs), particularly butyrate (abundantly produced in the gut by bacterial fermentation of dietary polysaccharides), enhance colonic cell integrity but, in contrast, inhibit colonic-cancer cell growth. Combining DADS with butyrate augmented the effect of butyrate on HT-29 cells. These results suggest that the anti-cancerous properties of DADS afford greater benefit when supplied with other favourable dietary factors (SCFA/polysaccharides) that likewise reduce colonic tumour development.

Antigenotoxicity of probiotics and prebiotics on faecal water-induced DNA damage in human colon adenocarcinoma cells

Six strains of lactic acid producing bacteria (LAB) were incubated (1 x 10(8)cfu/ml) with genotoxic faecal water from a human subject. HT29 human adenocarcinoma cells were then challenged with the resultant samples and DNA damage measured using the single cell gel electrophoresis (comet) assay. The LAB strains investigated were Bifidobacterium sp. 420, Bifidobacterium Bb12, Lactobacillus plantarum, Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus and Enterococcus faecium. DNA damage was significantly decreased by all bacteria used with the exception of Strep. thermophilus. Bif. Bb12 and Lact. plantarum showed the greatest protective effect against DNA damage. Incubation of faecal water with different concentrations of Bif. Bb12 and Lact. plantarum revealed that the decrease in genotoxicity was related to cell density. Non-viable (heat treated) probiotic cells had no effect on faecal water genotoxicity. In a second study, HT29 cells were cultured in the presence of supernatants of incubations of probiotics with various carbohydrates including known prebiotics; the HT29 cells were then exposed to faecal water. Overall, incubations involving Lact. plantarum with the fructooligosaccharide (FOS)-based prebiotics Inulin, Raftiline, Raftilose and Actilight were the most effective in increasing the cellular resistance to faecal water genotoxicity, whereas fermentations with Elixor (a galactooligosaccharide) and Fibersol (a maltodextrin) were less effective. Substantial reductions in faecal water-induced DNA damage were also seen with supernatants from incubation of prebiotics with Bif. Bb12. The supernatant of fermentations involving Ent. faecium and Bif. sp. 420 generally had less potent effects on genotoxicity although some reductions with Raftiline and Elixor fermentations were apparent.

Comparison of biological behavior between early-stage adenocarcinoma and squamous cell carcinoma of the uterine cervix

Objectives: (1) To compare the anatomopathological variables and recurrence rates in patients with early-stage adenocarcinoma (AC) and squamous cell carcinoma (SCC) of the uterine cervix; (2) to identify the independent risk factors for recurrence. Study design: This historical cohort study assessed 238 patients with carcinoma of the uterine cervix (113 and IIA), who underwent radical hysterectomy with pelvic lymph node dissection between 1980 and 1999. Comparison of category variables between the two histological types was carried out using the Pearson`s X-2 test or Fisher exact test. Disease-free survival rates for AC and SCC were calculated using the Kaplan-Meier method and the curves were compared using the log-rank test. The Cox proportional hazards model was used to identify the independent risk factors for recurrence. Results: There were 35 cases of AC (14.7%) and 203 of SCC (85.3%). AC presented lower histological grade than did SCC (grade 1: 68.6% versus 9.4%; p < 0.001), lower rate of lymphovascular space involvement (25.7% versus 53.7%; p = 0.002), lower rate of invasion into the middle or deep thirds of the uterine cervix (40.0% versus 80.8%; p < 0.001) and lower rate of lymph node metastasis (2.9% versus 16.3%; p = 0.036). Although the recurrence rate was lower for AC than for SCC (11.4% versus 15.8%), this difference was not statistically significant (p = 0.509). Multivariate analysis identified three independent risk factors for recurrence: presence of metastases in the pelvic lymph nodes, invasion of the deep third of the uterine cervix and absence of or slight inflammatory reaction in the cervix. When these variables were adjusted for the histological type and radiotherapy status, they remained in the model as independent risk factors. Conclusion: The AC group showed less aggressive histological behavior than did the SCC group, but no difference in the disease-free survival rates was noted. (C) 2006 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

Expressão de HER-2/neu e p53 em adenocarcinoma de esôfago e cárdia

A incidência de adenocarcinoma de esôfago e cárdia tem aumentado nas últimas décadas por razões ainda não conhecidas. São doenças da civilização ocidental. A incidência de adenocarcinoma de esôfago e carcinoma de cárdia ultrapassou a de carcinoma epidermóide de esôfago. O desenvolvimento da biologia molecular e descoberta de oncogenes e genes supressores de tumores permitiu novos achados e melhor entendimento das características moleculares dos carcinomas de esôfago e cárdia. Novos genes envolvidos em ciclo celular, apoptose e reparo de DNA são agora alvo importante de estudos da patogênese destes tumores. HER-2/neu é um oncogene expresso in diversas neoplasias e relacionado à pior prognóstico. P53 é igualmente importante estando mutado em 50%-70% das neoplasias sólidas com implicações clínicas para muitos tumores. Este trabalho determina a frequência de p53 e HER-2/neu através de imunohistoquímica utilizando anticorpos policlonais e monoclonais DAKO anti-HER-2/neu e p53 respectivamente. Foram selecionados 22 casos de adenocarcinoma de esôfago e carcinoma de cárdia do departamento de cirurgia. HER-2/neu foi positivo em 47.7% dos casos, média entre dois observadores. P53 foi positivo em 36.6% dos casos. A correlação entre os escores de HER-2/neu e p53 foi estabelecida usando o coeficiente de correlação de Spearman que mostrou um resultado negativo –0.27 para o primeiro observador que não foi significante. Para o segundo observador, a correlação foi a mesma -0.27 e não significante, mostrando que o aumento na expressão de HER-2/neu não está relacionada com aumento de expressão de p53. Nós concluímos que a expressão de HER-2/neu neste grupo de neoplasias, necessita de investigações futuras e que mesmo estando alterado com muitos outros oncogenes em outros trabalhos, p53 não está correlacionado com aumento de expressão de HER-2/neu nesta série de casos.

Cariometria digital em adenocarcinoma de pâncreas

O adenocarcinoma de pâncreas continua sendo uma doença com alta mortalidade apesar dos avanços na ciência e na tecnologia. O diagnóstico é tardio, na maior parte dos casos, impossibilitando uma abordagem com fins curativos. Os estudos em busca de um método para o diagnóstico precoce ou mesmo um tratamento eficaz, até o momento, não revelaram mudanças significativas. Atualmente, pesquisas em biologia molecular apontando alterações em determinados genes nos tumores de pâncreas parecem ser promissoras. Neste sentido, porém seguindo uma outra linha de pesquisa, o estudo atual que objetiva a determinação das características nucleares das células neoplásicas através da cariometria por análise digital, constitui um passo inicial para futuras especulações. Recentemente, estudos em outros tecidos como o prostático, o mamário e o endométrio vêm demonstrando existir eficácia na diferenciação entre seus tecidos normais e neoplásicos e também uma forte relação entre as alterações encontradas na cromatina de seus núcleos celulares e a agressividade de seus respectivos tumores. Utilizando-se tecido pancreático estocado em parafina por até onze anos no laboratório de Patologia do Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA), foram determinadas as características nucleares em mil e trezentos núcleos de células ductais de adenocarcinoma de pâncreas e de tecido pancreático normal. Noventa e três características da cromatina foram estudadas por análise digital. Onze características apresentaram valores diferentes entre os dois grupos e estas diferenças foram estatisticamente significativas. A média para o valor da ÁREA nuclear nos tumores foi de 977.78 e de 336.60, no tecido normal; a da RLM278 foi de 353.23 e 97.07; a da RLM266 de 99.32 e 28.06; a do PERIM de 125.58 e 65.05; a do ROUND de 1.37 e 1.04; a da IOD de 123.49 e 107.97; a da FRACDIM de 1.22 e 1.05; a da DENSMIN de 0.01 e 0.14; a da DENSMAX de 0.53 e 0.62; a da DENSSD 0.25 e 0.10 e a da DENS20P de 0.49 e 0.33, respectivamente para os núcleos dos tumores e para os do tecido normal. Sete destas características serviram como marcadores ideais de neoplasia. Estes achados permitiram a criação de uma assinatura digital específica para cada um dos dois tipos de tecido estudado.

Fator de Von Willebrand no adenocarcinoma colorretal

O adenocarcinoma colorretal é um dos tumores sólidos mais prevalentes no mundo, ocupando a terceira posição em ambos os sexos, precedido pelo carcinoma de pulmão e estômago em homens, e pelo carcinoma de mama e cérvix em mulheres. No Brasil, o adenocarcinoma colorretal está entre as cinco neoplasias mais freqüentes, ocupando a quinta posição em mortalidade. A sobrevida global dos pacientes está em torno de 40% em 5 anos, tendo havido pequena elevação deste índice nas últimas quatro décadas. O estadiamento clínico-patológico permanece como o mais importante indicador prognóstico para o adenocarcinoma colorretal, sendo a sobrevida em 5 anos dos pacientes portadores de metástases à distância menor que 5%. Estas lesões são encontradas em 75% dos indivíduos que morrem da doença e representam, na maioria das vezes, um evento terminal. O processo de metastatização segue uma série de etapas interligadas que devem ser completadas pela célula tumoral para que se produza uma lesão clinicamente evidente. O primeiro passo desta seqüência se dá através de um fenômeno conhecido como angiogênese. Este consiste na proliferação endotelial acelerada com formação de novos vasos, que irão permitir que o tumor cresça e envie células neoplásicas à circulação. Esta neovascularização leva à maior produção de uma glicoproteína plasmática essencial para o processo de hemostasia primária, o fator de von Willebrand. Esta proteína é liberada pelas células endoteliais e pelas plaquetas e seus níveis estão elevados em situações clínicas em que há proliferação ou dano endotelial. Nos pacientes com câncer, o fator de von Willebrand, além de servir como potencial marcador da angiogênese, contribui diretamente para a formação das metástases, promovendo a ligação das células tumorais às plaquetas. Esta interação faz com que se formem agregados celulares heterotípicos que não são reconhecidos pelo sistema imunológico e têm maior capacidade de adesão aos leitos capilares dos órgãos alcançados. A associação entre aumento nos níveis plasmáticos do fator de von Willebrand e a progressão neoplásica foi demonstrada em pacientes com tumores de cabeça e pescoço e colo uterino, não havendo dados na literatura sobre a correlação deste fator com o câncer colorretal. No presente estudo foram comparados as concentrações desta proteína em 75 pacientes com adenocarcinoma colorretal e em 88 controles saudáveis, sendo estes valores correlacionados com os principais indicadores prognósticos da doença. Este é o primeiro estudo a ser publicado que documenta o comportamento do fator de von Willebrand em pacientes com adenocarcinoma colorretal. Os resultados deste estudo demonstraram que os pacientes com câncer colorretal apresentaram níveis de fator de von Willebrand significativamente superiores aos controles (P < 0.0001). Houve associação significativa entre as concentrações do fator de von Willebrand e o estadiamento tumoral (P < 0.0001), a invasão de estruturas anatômicas adjacentes (P < 0.009) e a presença de metástases à distância (P < 0.02). Os dados aqui apresentados sugerem que os níveis plasmáticos do fator de von Willebrand nos pacientes com adenocarcinoma colorretal possam ser indicadores do comportamento biológico deste tumor. Portanto, a definição do papel desta proteína no processo de disseminação neoplásica merece estudos complementares.

Caracterização de núcleos celulares no adenocarcinoma primário de reto por análise de imagem digital

O câncer colorretal é um tumor maligno freqüente no mundo ocidental. É o terceiro em freqüência e o segundo em mortalidade nos países desenvolvidos. No Brasil está entre as seis neoplasias malignas mais encontradas e a quinta em mortalidade. Dos tumores colorretais, aproximadamente 40% estão localizados no reto. A sobrevida, em cinco anos, dos pacientes operados por câncer do reto varia entre 40% e 50%, estando os principais fatores prognósticos, utilizados na prática clínica corrente, baseados em critérios de avaliação clínico-patológicos. A avaliação das alterações morfométricas e densimétricas nas neoplasias malignas tem, recentemente, sido estudadas e avaliadas através da análise de imagem digital e demonstrado possibilidades de utilização diagnóstica e prognóstica. A assinatura digital é um histograma representativo de conjuntos de características de textura da cromatina do núcleo celular obtida através da imagem computadorizada. O objetivo deste estudo foi a caracterização dos núcleos celulares neoplásicos no adenocarcinoma primário de reto pelo método da assinatura digital e verificar o valor prognóstico das alterações nucleares da textura da cromatina nuclear para esta doença. Foram avaliados, pelo método de análise de imagem digital, 51 casos de pacientes operados no Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA) entre 1988 e 1996 e submetidos à ressecção eletiva do adenocarcinoma primário de reto, com seguimento de cinco anos pós-operatório, ou até o óbito antes deste período determinado pela doença, e 22 casos de biópsias normais de reto obtidas de pacientes submetidos a procedimentos endoscópicos, para controle do método da assinatura digital. A partir dos blocos de parafina dos espécimes estocados no Serviço de Patologia do HCPA, foram realizadas lâminas coradas com hematoxilina e eosina das quais foram selecionados 3.635 núcleos dos adenocarcinomas de reto e 2.366 núcleos dos controles da assinatura digital, totalizando 6.001 núcleos estudados por análise de imagem digital. De cada um destes núcleos foram verificadas 93 características, sendo identificadas 11 características cariométricas com maior poder de discriminação entre as células normais e neoplásicas. Desta forma, através da verificação da textura da cromatina nuclear, foram obtidos os histogramas representativos de cada núcleo ou conjunto de núcleos dos grupos ou subgrupos estudados, também no estadiamento modificado de Dukes, dando origem às assinaturas digitais correspondentes. Foram verificadas as assinaturas nucleares, assinaturas de padrão histológico ou de lesões e a distribuição da Densidade Óptica Total. Houve diferença significativa das características entre o grupo normal e o grupo com câncer, com maior significância para três delas, a Área, a Densidade Óptica Total e a Granularidade nuclear. Os valores das assinaturas médias nucleares foram: no grupo normal 0,0009 e nos estadiamentos; 0,9681 no A, 4,6185 no B, 2,3957 no C e 2,1025 no D e diferiram com significância estatística (P=0,001). A maior diferença do normal ocorreu no subgrupo B de Dukes-Turnbull. As assinaturas nucleares e de padrão histológico mostraram-se distintas no grupo normal e adenocarcinoma, assim como a distribuição da Densidade Óptica Total a qual mostra um afastamento progressivo da normalidade no grupo com câncer. Foi possível a caracterização do adenocarcinoma de reto, que apresentou assinaturas digitais específicas. Em relação ao prognóstico, a Densidade Óptica Total representou a variável que obteve o melhor desempenho, além do estadiamento, como preditor do desfecho.

Prevalência da expressão imunoistoquímica da proteína p21 em adenocarcinoma do esôfago

INTRODUÇÃO: No mundo ocidental, a prevalência de adenocarcinoma da junção esofagogástrica vem crescendo nas últimas décadas. Atualmente, é aceito que o adenocarcinoma do esôfago se desenvolve de uma lesão pré-maligna: esôfago de Barrett. Este carcinoma é de difícil diagnóstico nos seus estágios iniciais, o que resulta em uma mortalidade significativa. O estudo da biologia molecular tem demonstrado que grande parte dos tumores malignos tem origem na interação entre o componente hereditário e influências externas, que em indivíduos predispostos podem ocasionar alterações genéticas que influenciem o controle da diferenciação e crescimento celular. O p21 (WAF1/CIP1) tem um papel fundamental na regulação do ciclo celular, e sua expressão imunoistoquímica tem sido estudada em diversos tumores, mostrando influência no prognóstico de várias neoplasias. OBJETIVO: Verificar a prevalência da expressão da proteína p21 em pacientes com adenocarcinoma de esôfago diagnosticados nos últimos cinco anos no Grupo de Cirurgia de Esôfago e Estômago do Hospital de Clínicas de Porto Alegre (GCEE/HCPA). METODOLOGIA: A população em estudo foi constituída de 42 pacientes com adenocarcinoma de esôfago diagnosticados no GCEE/HCPA entre janeiro de 1998 e dezembro de 2002. A expressão da proteína p21 foi realizada por meio de imunoistoquímica, com anticorpo primário, p21, clone SX118, código M7202 da DAKO, e avaliada de acordo com o Sistema de Escore de Imunorreatividade (Immunoreactive scoring system – IRS). RESULTADOS: Foram estudados 42 pacientes. 83,3% eram do sexo masculino, com idade superior a 40 anos. Destes, 56,2% foram submetidos a procedimentos cirúrgicos com intenção curativa: Gastrectomia total e Esofagogastrectomia transiatal. Os demais foram submetidos à cirurgia paliativa ou não sofreram tratamento cirúrgico. Apenas cinco pacientes receberam tratamento adjuvante com quimioterapia e radioterapia, isoladas ou combinadas. Quanto ao estadiamento, 78,6% dos pacientes apresentavam doença avançada, estádios III e IV. Apenas 9 apresentaram positividade para o p21, quando considerado o Sistema de Escore de Imunorreatividade (em que p21+ é ³ 3). CONCLUSÃO: A proteína p21 esteve expressa em 9 dos 42 pacientes (21,4%) com adenocarcinoma de esôfago diagnosticados nos últimos cinco anos no Grupo de Cirurgia de Esôfago e Estômago do Hospital de Clínicas de Porto Alegre. Nessa casuística, o acúmulo de p21 não se mostrou essencial no processo de carcinogênese do adenocarcinoma esofágico.