Efeitos bioquímicos de fármacos anticancerígenos em células humanas com características leucémicas: estudo em linhas celulares linfoblásticas

Abstract

Neste trabalho foram estudados os efeitos de diferentes tipos de fármacos anticancerígenos a nível de alguns parâmetros bioquímicos e morfológicos de linfócitos-T leucémicos humanos em cultura, utilizando como modelos experimentais duas linhas celulares designadas CCRF-CEM e Jurkat. Analisou-se, em particular, a influência dos fármacos a nível de alguns mecanismos de transdução de sinais transmembranares relacionados com o controlo da proliferação celular. Foram seleccionados para este estudo seis agentes farmacológicos actualmente com aplicação clínica no tratamento de leucemias linfoblásticas agudas, nomeadamente, os compostos metotrexato (MTX), adriamicina (ADR), daunorubicina (DNR), vincristina (VCR), 6-mercaptopurina (6MP) e prednisolona (PRD). Os efeitos antiproliferativos e citotóxicos dos diversos fármacos foram avaliados com base na medição simultânea de diferentes parâmetros indicadores de proliferação e viabilidade celulares, incluindo o efeito dos compostos a nível do ciclo celular. No sentido de analisar a importância de mecanismos de transdução de sinais transmembranares para a determinação dos efeitos antiproliferativos e/ou citotóxicos dos fármacos em linfócitos leucémicos, estudou-se a acção destes agentes a nível de mecanismos de regulação do metabolismo de fosfoinositóis e da concentração de Ca2+ livre intracelular ([Ca2+]i). As perturbações da homeostase do Ca2+ em células previamente tratadas com MTX, DNR e VCR estimuladas através do complexo receptor de antigénio/CD3 (TCR/CD3) poderão representar uma fase inicial na sequência de alterações celulares conducentes à inibição do crescimento dos linfócitos leucémicos pelos referidos agentes. Foi também avaliado o papel de fenómenos de apoptose como mecanismo de indução de morte dos linfócitos leucémicos por acção dos fármacos anticancerígenos. O MTX, a DNR, a ADR e a VCR induzem um conjunto de alterações morfológicas e bioquímicas em linfócitos CCRF-CEM e Jurkat compatíveis com um processo comum de indução de morte celular por apoptose. O comportamento diferencial dos linfócitos CCRF-CEM e Jurkat face aos mesmos agentes anticancerígenos sugere que factores específicos da própria célula contribuem para a determinação do mecanismo de acção de agentes quimioterapêuticos apontando, por conseguinte, para uma participação activa da célula na iniciação da sua própria morte.

In this work we have studied some biochemical and morphological changes induced by different types of anticancer agents on human leukemic T-lymphocytes, using the cell lines Jurkat and CCRF-CEM as model systems. In particular, the effects of the anticancer agents on some signal transduction mechanisms related to the control of cell growth were investigated. The anticancer drugs studied were methotrexate (MTX), adriamycin (ADR), daunorubicin (DNR), vincristine (VCR), 6-mercaptopurine (6MP) and prednisolone (PRD).

The antiproliferative and cytotoxic effects of these compounds were evaluated by measuring simultaneously different parameters related to cell growth and cell viability, including drug-effects on the cell cycle.

In order to evaluate the importance of signal transduction mechanisms for the antiproliferative and/or cytotoxic effects of the anticancer agents, we have analysed the influence of these compounds on the metabolism of inositol phosphates and on the regulation of the intracellular calcium concentration ([Ca2+]i). The changes in intracellular calcium homeostasis observed in cells treated with MTX, DNR and VCR, upon stimulation through the T-cell receptor/CD3 complex (TCR/CD3), may represent an initial phase in the sequence of events leading to cell growth inhibition by these compounds.

The role of apoptosis as a mechanism of cell death by the anticancer drugs was also investigated. The compounds MTX, DNR, ADR and VCR induced morphological and biochemical changes in CCRF-CEM and Jurkat cells characteristic of apoptosis. The differential behaviour of CCRF-CEM and Jurkat T-lymphocytes towards the same anticancer agent suggested (i) that cell-specific factors contribute to the mechanism of action of chemotherapeutic agents and (ii) that cells actively participate in the initiation of their own death.