| Summary: | Espécies reativas de oxigênio (ROS) são geradas como produto final da respiração mitocondrial. Quando ROS são produzidas em excesso geram estresse oxidativo e induzem citotoxicidade via uma variedade de mecanismos, incluindo dano ao DNA, lipídeos e proteínas. Neste trabalho avaliamos a capacidade do lantanídeo gadolínio em produzir estresse oxidativo com a finalidade de aproveitar o potencial citotóxico de ROS para o tratamento de tumores. Utilizamos dois modelos experimentais: o primeiro modelo utilizado foi duas linhagens de glioblastoma humano, T98 status p53 mutante e U87 status p53 selvagem para avaliar a citotoxicidade do gadolínio sobre o metabolismo celular e também alterações morfológicas, nucleares e produção de ROS. O segundo modelo utilizado foi 8 linhagens da levedura Saccharomyces cerevisae, selvagem e mutantes relacionadas ao estresse oxidativo, para avaliar o efeito do gadolínio e para obter informações sobre seu possível mecanismo de ação. Os resultados mostram que o gadolínio foi capaz de induzir citotoxicidade e diminuir a viabilidade celular em ambas as linhagens de glioblastoma humano, além de provocar alterações nucleares e produzir ROS. A adição de radiação (Gd159) aumentou todos os efeitos citotóxicos provocados pelo gadolínio. Ambas as linhagens obtiveram mesmas respostas frente ao gadolínio sugerindo que as alterações observadas foram independentes de p53. Na levedura Saccharomyces cerevisiae o gadolínio foi capaz de inibir o crescimento celular, sendo a mutante Δsod1 a mais sensível. As leveduras foram capazes de incorporar gadolínio de maneira dose-dependente. A mutante Δsod1 incorporou mais gadolínio quando comparado à linhagem selvagem. As células testadas não possuem receptores específicos de interação com este metal na membrana celular. Ao incorporar gadolínio existe uma extrusão de potássio da célula. A presença de gadolínio não foi capaz de induzir peroxidação de lipídeos, ao contrário, diminuiu a quantidade de lipídeos peroxidados. Este metal foi capaz de diminuir, significantemente, a quantidade de grupamentos tióis livres, indicando um possível alvo em proteínas do sistema de controle redox celular. A presença deste metal aumentou a geração de ROS, apresentando maior intensidade nas mutantes Δskn7, Δsod2 e Δcta1. Além disso, provocou a diminuição da viabilidade celular. Todos estes achados levam a concluir que o gadolínio pode ser um metal de escolha para o desenvolvimento de novas drogas para o tratamento de câncer.
=== Reactive oxygen species (ROS) are generated as end products of mitochondrial respiration. When ROS are produced in excess generates oxidative stress and induce cytotoxicity via a variety of mechanisms, including damage to DNA, lipids and proteins. In this work we evaluate the ability of the lanthanide gadolinium in producing oxidative stress in order to used the cytotoxic potential of ROS to the treatment of tumors. We used two experimental models: the first model used was two strains of human glioblastoma, T98 status p53 mutant and U87 status p53 wild type to evaluate the cytotoxicity of gadolinium on cell metabolism and also morphological changes, nuclear and ROS production. The second model was used eight strains of the yeast Saccharomyces cerevisiae, wild type and mutant related to oxidative stress, to assess the effect of gadolinium and for obtains same information about the possible mechanism of action. The results show that gadolinium was able to induce cytotoxicity and decrease cell viability of both strains of human glioblastoma, and cause nuclear changes and produce ROS in a dose dependent way. The addition of radiation (Gd159) increased all cytotoxic effects caused by gadolinium. Both of strains had the same response to gadolinium suggesting that the observed changes were independent of p53. In the yeast Saccharomyces cerevisiae gadolinium was able to inhibit cell growth, and the mutant Δsod1 was the most sensitive. The yeasts were able to incorporate gadolinium in a dose-dependent way. The mutant Δsod1 incorporate more gadolinium compared to the wild type. The cells tested do not have specific receptors for interaction with this metal in the cell membrane. By incorporating gadolinium there is an extrusion of potassium from the cell. The presence of gadolinium was not able to induce lipid peroxidation, in contrast, decreased the amount of lipid peroxidate. This metal was able to decrease significantly the amount of free thiol groups, indicating a possible target protein in the cellular redox control system. The presence of this metal increased the generation of ROS, with higher intensity in the mutant Δskn7, Δsod2 and Δcta1. In addition, Gd produced significant decreased on cell viability. All these findings led us to conclude that gadolinium may be a metal of choice for developing new drugs for cancer treatment.
|
|---|
