Hipoxia Tumoral – Metabonómica e Imagem Estudo Experimental

Abstract

Os tumores são organizações morfo-funcionais que, em geral, apresentam grande multiplicação celular. A elevada taxa de proliferação e o crescimento celular são características inerentes ao desenvolvimento de um tumor e que condicionam a resposta da célula tumoral no que diz respeito à sua capacidade de aumentar o aporte de oxigénio e de nutrientes. Como resultado local do rápido crescimento no tumor surgem regiões mal vascularizadas, que reflectem áreas de hipoxia. A hipoxia, desta forma, emerge contribuindo para uma elevada heterogeneidade vascular o que vai proporcionar uma maior agressividade dos tumores. Assim, esta condição de reduzida oxigenação nos tecidos possui um efeito considerável na resposta às terapêuticas, em especial à quimio e à radioterapia.

Neste trabalho é proposto o estudo do efeito da hipóxia em três linhas de cancro do cólon ao nível da viabilidade, actividade metabólica, alteração do ciclo celular, produção de espécies reactivas de oxigénio e expressão das proteínas p53 e HIF-2α. Possuindo a hipoxia efeitos a diferentes níveis na célula constitui objecto de estudo o metabolismo das linhas celulares de cancro do cólon em condições de hipoxia e de normoxia utilizando espectroscopia de ressonância magnética. Complementar a estes estudos houve a necessidade de avaliar a captação de 18F-FDG em linhas celulares de cancro do cólon em condições de hipoxia e de normoxia. Na Medicina Nuclear a necessidade de desenvolvimento de novos traçadores radioactivos com capacidade de detecção de hipoxia tumoral é uma realidade. Assim este trabalho tem como objectivo o desenvolvimento de novos radiofármacos com objectivo de serem radiomarcados com Tecnécio-99m. Para a concretização dos objectivos propostos foram utilizadas diferentes metodologias desde a síntese química de ligandos até à sua marcação utilizando o Tecnécio-99m. Para os restantes estudos foram utilizadas técnicas de biologia celular como a espectrofotometria, western blot, citometria de fluxo e espectroscopia de ressonância magnética.

Relativamente ao efeito da hipóxia na célula de cancro do cólon observou-se que possui efeitos de inibição da actividade metabólica e da síntese proteica. A viabilidade celular, em geral, não é afectada por esta condição, no entanto, relativamente ao ciclo celular, ocorrem alterações com a diminuição da pressão parcial de oxigénio na célula tumoral. As proteínas p53 e HIF-2α, também demonstraram sofrer alterações na sua expressão, sendo que as alterações, diminuição ou aumento de expressão de cada proteína se relacionam. O estudo da metabonómica revelou que o efeito de Warburg constitui uma realidade nas três linhas celulares de cancro do cólon utilizadas neste trabalho. A hipóxia impõe alterações no metabolismo havendo, no entanto, uma resposta distinta entre as três linhas ao nível da concentração dos diferentes metabolitos que podem ser medidos por espectroscopia de ressonância magnética utilizando [U-13C]glicose. A alteração de metabolismo como resultado da hipóxia é também comprovada pelos resultados obtidos na captação de 18F-FDG, que revelaram alterações na sua captação. A síntese de novos compostos, um dos objectivos deste trabalho, permitiu obter três novos radiotraçadores com elevada eficiência de marcação. Dos três complexos obtidos o complexo 21 foi o que apresentou os melhores resultados no que diz respeito à captação celular, estando estes resultados relacionados com as suas características físico-químicas. Assim, com este trabalho foi possível a síntese e marcação de um ligando com características favoráveis como traçador de hipóxia. Os resultados obtidos com as diferentes linhas celulares de cancro do cólon com o 18F-FDG revelaram que, apesar de ser considerado um radiofármaco de eleição para a detecção e o estadiamento de diferentes tumores, este radiofármaco apresenta alterações na sua captação que estão relacionadas com a hipoxia, uma característica relevante dos tumores sólidos. Relativamente à resposta da célula do cancro do cólon, esta é distinta, tendo em conta o período de tempo em que as células estão expostas à redução de oxigénio no microambiente e os diferentes parâmetros como a actividade metabólica, a síntese proteica, a viabilidade celular, as espécies reactivas de oxigénio e o ciclo celular podem estar alterados. A alteração de expressão de diferentes proteínas também constitui uma resposta às alterações do microambiente, o qual, por sua vez parece condicionar as funções exercidas pela célula em resposta às próprias alterações do microambiente tumoral. Com a espectroscopia de Ressonância Magnética confirmou-se a existência do efeito de Warburg nas linhas celulares estudadas, ou seja, as células optam por um metabolismo glicolítico em detrimento do metabolismo oxidativo. A hipoxia provou possuir um efeito distinto nas três linhas celulares de cancro de cólon usadas ao nível do metabolismo estudado por Ressonância Magnética Nuclear.