Publicação
Contribution to the study of mouse liver chemical carcinogenesis
| Resumo: | O cancro é a primeira causa de morte nos países desenvolvidos e a segunda nos países em desenvolvimento. O cancro primário do fígado representa cerca de 4% dos novos casos diagnosticados mundialmente. Contudo, entre os tumores malignos primários do fígado, o carcinoma hepatocelular (CHC) e a neoplasia maligna mais comum e com mau prognostico clínico. Não obstante as campanhas de promoção e educação para a saúde, mais de meio milhão de novos casos de CHC são reportados anualmente, estimando-se um crescimento de forma continua ate 2020. A alta incidência desta neoplasia agressiva pode estar relacionada com exposição a fatores de risco conhecidos, incluindo compostos cancerígenos, tais como as N-nitrosaminas, que causam danos no ADN. Estes compostos afetam o metabolismo mitocondrial perturbando o equilíbrio entre espécies reativas de oxigénio (ROS) e antioxidantes, causando stresse oxidativo, induzindo danos no ADN, levando potencialmente à hepatocarcinogénese. Contudo, a histogénese do CHC constitui um assunto de aceso debate. A expressão das citoqueratinas (CKs) 7 e 19 é frequentemente associada a um comportamento biológico agressivo, pelo que se propõe refletir na possível origem em células progenitoras ou na desdiferenciação do tumor num fenótipo primitivo. Tendo por base o cenário descrito, e o facto de alguns aspetos da evolução do CHC e processos de metastização serem ainda desconhecidos, os modelos animais assumem um papel crucial para a melhor compreensão desta doença e na testagem de novos fármacos. Considerando que nenhum modelo cumpre todos os propósitos de investigação do CHC, torna-se crucial definir critérios relativos ao modelo animal a adotar, dependendo das opções e fins de pesquisa. O murganho constitui um modelo animal quimicamente induzido pela N-dietilnitrosamina (DEN) que tem sido utilizado em estudos sobre a carcinogénese hepática, nomeadamente no caso do CHC, devido a sua semelhança histológica e genética face aos tumores humanos. A nossa investigação centrou-se nas diferentes etapas relacionadas com a hepatocarcinogénese, usando a DEN, sem recurso a qualquer agente promotor, proporcionando um contributo ao enquadramento sistemático existente sobre modelos animais e carcinogénese química. Para esse efeito, murganhos (ICR) machos foram aleatoriamente divididos em seis grupos de controlo e em seis grupos expostos a DEN. Foram preparadas uma solução salina e uma solução de DEN que foram injetados por via intraperitoneal, respetivamente em cada grupo, durante oito semanas consecutivas. Dois grupos (DEN vs. controlo) foram sacrificados as 8, 15, 22, 29, 36 e 40 semanas após a primeira administração. Foram colhidas amostras de fígado de cada grupo em momentos temporais consecutivos. A atividade da albumina plasmática, bilirrubina total, alanina transaminase e aspartato aminotransferase foram medidas e a bioenergética mitocondrial e stresse oxidativo do fígado foram avaliados. A DEN induziu alterações na bioenergética hepática e na sua capacidade antioxidante face as espécies reativas de oxigénio, sete semanas apos a última administração intraperitoneal. A bilirrubina total plasmática aumentou significativamente no grupo exposto a DEN e a atividade dos complexos mitocondriais I e IV foi inibida significativamente (p = 0,0403 e p = 0,0053, respetivamente). Nesta fase inicial, o tecido hepático dos murganhos expostos a DEN possuía ainda a capacidade de neutralizar os efeitos oxidativos deste composto químico por via do incremento da atividade dos antioxidantes. Contudo, o efeito tóxico da DEN revelou-se em lesões precoces e, a partir da semana 29, em lesões proliferativas progressivas. Entre a semana 15 e 29, os animais expostos a DEN revelaram mudanças significativas ao nível da atividade dos antioxidantes hepáticos (glutatião, glutatião redutase e catalase) (p <0,05) comparativamente com os controlos. Estes resultados apontam para uma ligação entre o aumento do stresse oxidativo induzido pela DEN e as alterações histopatológicas inicialmente observadas, sugerindo que DEN desencadeou um desequilíbrio no mecanismo de defesa antioxidante, estimulando a carcinogénese hepática. A observação de cortes histológicos revelou lesões pré-neoplásicas nos fígados do grupo de murganhos exposto a DEN. Degenerescência hidrópica, necrose e apoptose foram associadas a uma resposta aguda induzida a partir das oito semanas e em diante. Focos hiperplásticos ocorreram a partir das 29 as 40 semanas, observando-se em simultâneo, áreas de displasia difusa e adenoma hepatocelular (as 29 semanas). Peliose hepática foi igualmente identificada as 36 e 40 semanas. Apenas a partir das 40 semanas foi possível observar-se CHC, mostrando características histológicas especificas de malignidade. As CKs 7 e 19 apresentaram padrões de expressão idênticos, localizados em hepatócitos grandes e maduros, isolados ou em pequenos grupos. Os focos hiperplásticos e o único adenoma hepatocelular foram consistentemente negativos para ambos os marcadores, enquanto que nas áreas de displasia e de CHC foram positivos. Estes resultados apoiam a hipótese que a expressão das citoqueratinas 7 e 19 em tumores hepatocelulares resulta de um processo de desdiferenciacão, em vez de uma eventual origem numa célula progenitora. Os resultados permitiram estabelecer uma linha temporal progressiva das alterações e evolução histológica das lesões hepáticas induzidas pela DEN (desde as lesões iniciais até as neoplasias malignas), em murganhos com cinco semanas de idade, sem recurso a um agente promotor, e sua correlação com stresse oxidativo. |
|---|---|
| Autores principais: | Santos, Nuno Miguel Franco Paula |
| Assunto: | Carcinogénese (química) Lesões hepáticas Modelo animal (murganho) Antioxidantes Carcinoma hepatocelular Citoqueratinas |
| Ano: | 2016 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | tese de doutoramento |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro |
| Idioma: | inglês |
| Origem: | Repositório da UTAD |
| Resumo: | O cancro é a primeira causa de morte nos países desenvolvidos e a segunda nos países em desenvolvimento. O cancro primário do fígado representa cerca de 4% dos novos casos diagnosticados mundialmente. Contudo, entre os tumores malignos primários do fígado, o carcinoma hepatocelular (CHC) e a neoplasia maligna mais comum e com mau prognostico clínico. Não obstante as campanhas de promoção e educação para a saúde, mais de meio milhão de novos casos de CHC são reportados anualmente, estimando-se um crescimento de forma continua ate 2020. A alta incidência desta neoplasia agressiva pode estar relacionada com exposição a fatores de risco conhecidos, incluindo compostos cancerígenos, tais como as N-nitrosaminas, que causam danos no ADN. Estes compostos afetam o metabolismo mitocondrial perturbando o equilíbrio entre espécies reativas de oxigénio (ROS) e antioxidantes, causando stresse oxidativo, induzindo danos no ADN, levando potencialmente à hepatocarcinogénese. Contudo, a histogénese do CHC constitui um assunto de aceso debate. A expressão das citoqueratinas (CKs) 7 e 19 é frequentemente associada a um comportamento biológico agressivo, pelo que se propõe refletir na possível origem em células progenitoras ou na desdiferenciação do tumor num fenótipo primitivo. Tendo por base o cenário descrito, e o facto de alguns aspetos da evolução do CHC e processos de metastização serem ainda desconhecidos, os modelos animais assumem um papel crucial para a melhor compreensão desta doença e na testagem de novos fármacos. Considerando que nenhum modelo cumpre todos os propósitos de investigação do CHC, torna-se crucial definir critérios relativos ao modelo animal a adotar, dependendo das opções e fins de pesquisa. O murganho constitui um modelo animal quimicamente induzido pela N-dietilnitrosamina (DEN) que tem sido utilizado em estudos sobre a carcinogénese hepática, nomeadamente no caso do CHC, devido a sua semelhança histológica e genética face aos tumores humanos. A nossa investigação centrou-se nas diferentes etapas relacionadas com a hepatocarcinogénese, usando a DEN, sem recurso a qualquer agente promotor, proporcionando um contributo ao enquadramento sistemático existente sobre modelos animais e carcinogénese química. Para esse efeito, murganhos (ICR) machos foram aleatoriamente divididos em seis grupos de controlo e em seis grupos expostos a DEN. Foram preparadas uma solução salina e uma solução de DEN que foram injetados por via intraperitoneal, respetivamente em cada grupo, durante oito semanas consecutivas. Dois grupos (DEN vs. controlo) foram sacrificados as 8, 15, 22, 29, 36 e 40 semanas após a primeira administração. Foram colhidas amostras de fígado de cada grupo em momentos temporais consecutivos. A atividade da albumina plasmática, bilirrubina total, alanina transaminase e aspartato aminotransferase foram medidas e a bioenergética mitocondrial e stresse oxidativo do fígado foram avaliados. A DEN induziu alterações na bioenergética hepática e na sua capacidade antioxidante face as espécies reativas de oxigénio, sete semanas apos a última administração intraperitoneal. A bilirrubina total plasmática aumentou significativamente no grupo exposto a DEN e a atividade dos complexos mitocondriais I e IV foi inibida significativamente (p = 0,0403 e p = 0,0053, respetivamente). Nesta fase inicial, o tecido hepático dos murganhos expostos a DEN possuía ainda a capacidade de neutralizar os efeitos oxidativos deste composto químico por via do incremento da atividade dos antioxidantes. Contudo, o efeito tóxico da DEN revelou-se em lesões precoces e, a partir da semana 29, em lesões proliferativas progressivas. Entre a semana 15 e 29, os animais expostos a DEN revelaram mudanças significativas ao nível da atividade dos antioxidantes hepáticos (glutatião, glutatião redutase e catalase) (p <0,05) comparativamente com os controlos. Estes resultados apontam para uma ligação entre o aumento do stresse oxidativo induzido pela DEN e as alterações histopatológicas inicialmente observadas, sugerindo que DEN desencadeou um desequilíbrio no mecanismo de defesa antioxidante, estimulando a carcinogénese hepática. A observação de cortes histológicos revelou lesões pré-neoplásicas nos fígados do grupo de murganhos exposto a DEN. Degenerescência hidrópica, necrose e apoptose foram associadas a uma resposta aguda induzida a partir das oito semanas e em diante. Focos hiperplásticos ocorreram a partir das 29 as 40 semanas, observando-se em simultâneo, áreas de displasia difusa e adenoma hepatocelular (as 29 semanas). Peliose hepática foi igualmente identificada as 36 e 40 semanas. Apenas a partir das 40 semanas foi possível observar-se CHC, mostrando características histológicas especificas de malignidade. As CKs 7 e 19 apresentaram padrões de expressão idênticos, localizados em hepatócitos grandes e maduros, isolados ou em pequenos grupos. Os focos hiperplásticos e o único adenoma hepatocelular foram consistentemente negativos para ambos os marcadores, enquanto que nas áreas de displasia e de CHC foram positivos. Estes resultados apoiam a hipótese que a expressão das citoqueratinas 7 e 19 em tumores hepatocelulares resulta de um processo de desdiferenciacão, em vez de uma eventual origem numa célula progenitora. Os resultados permitiram estabelecer uma linha temporal progressiva das alterações e evolução histológica das lesões hepáticas induzidas pela DEN (desde as lesões iniciais até as neoplasias malignas), em murganhos com cinco semanas de idade, sem recurso a um agente promotor, e sua correlação com stresse oxidativo. |
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