Evaluation of Bisphenol A genotoxicity and interference on Doxorubicin effects in HEp-2 and MRC-5 cell lines

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ramos, Carina Isabel Mártires
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10451/30601
Resumo: Tese de mestrado em Biologia Molecular e Genética, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2017
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spelling Evaluation of Bisphenol A genotoxicity and interference on Doxorubicin effects in HEp-2 and MRC-5 cell linesDisruptores endócrinosBisfenol AGenotoxicidadeAgentes quimioterapêuticosDoxorubicinaTeses de mestrado - 2017Domínio/Área Científica::Ciências Naturais::Ciências BiológicasTese de mestrado em Biologia Molecular e Genética, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2017Introdução: Atualmente vivemos numa sociedade desenvolvida em diversas áreas do conhecimento. Na base deste desenvolvimento, podemos encontrar a indústria química responsável por várias matérias-primas (químicos) que possibilitam a evolução de outras áreas. Este progresso leva a uma diminuição do controlo sobre a libertação destes químicos para o ambiente e, consequentemente torna inevitável permanente exposição de humanos, animais e plantas a estes agentes. Entre estes químicos encontram-se substâncias que são classificadas como disruptores endócrinos. Esta designação é aplicável a substâncias que apresentam a capacidade de interferir prejudicialmente com o sistema endócrino, através de mecanismos como: simular o comportamento de hormonas, impedir a ligação de hormonas ao respetivo recetor ou diminuir a concentração destas. Estes agentes podem ser encontrados em solventes/lubrificantes industriais, pesticidas, fungicidas, medicamentos, plásticos e plasticizantes. Desta forma, é praticamente inevitável a exposição diária a estes agentes. O bisfenol A é um dos plasticizantes mais utilizados, podendo ser encontrado em diversos produtos de uso comum como: o papel térmico, a película que reveste a comida enlatada, garrafas de água, entre outros. Este plasticizante é um dos disruptores endócrinos mais estudado. Apresenta uma estrutura semelhante à do estrogénio, sendo assim capaz de ser ligar aos recetores de estrogénio, promovendo ou inibindo a ação desta hormona, dependendo do recetor ao qual estabelece ligação. Este agente químico tem sido associado a diversas alterações como infertilidade, efeitos epigenéticos, cancro, etc. Cancro é a segunda maior causa de morte no mundo, apresentado um aumento de 42% na mortalidade nos últimos 15 anos. Há vários tratamentos para esta doença como a cirurgia, radioterapia e quimioterapia. Este último baseia na aplicação de agentes antineoplásicos para promover a eliminação das células cancerígenas. A doxorubicina é um dos antineoplásicos mais utilizados, sendo utilizado na terapêutica de vários cancros como leucemias, linfomas, cancro de mama, entre outros. Tendo em conta a associação do bisfenol A com o desenvolvimento de cancro, levanta-se a questão de saber se este poderá interferir com os efeitos antineoplásicos da doxorubicina e até de outros medicamentos quimioterapêuticos. Objetivo: Esta investigação pretendeu avaliar os efeitos genotóxicos do bisfenol A, bem como a sua capacidade de interferir com a doxorubicina em linhas celulares humanas de fibroblastos pulmonares de feto (MRC-5) e de carcinoma epidermóide da laringe (HEp-2). Métodos: Ambas as linhagens celulares foram expostas a baixas doses de bisfenol A (4.4 μM, 4.4 nM, 0.44 nM), a uma dose terapêutica de doxorubicina (4.4 μM) e ainda a ambos os agentes em simultâneo, perfazendo um total de 9 tratamentos [controlo, veículo (exposição ao etanol, solvente do bisfenol A) e 6 exposições]. Recorreu-se à técnica de comet assay para a avaliação do dano no DNA provocado por estas exposições e à modificação desta técnica para avaliar especificamente o dano oxidativo no DNA. Utilizou-se a avaliação citológica de ambas as linhas celulares para determinar o índice mitótico bem como as anomalias mitóticas. Outro método utilizado para avaliação dos danos genómicos foi a avaliação de micronúcleos, permitindo avaliar o dano no DNA que não foi reparado pelos mecanismos de reparação de DNA e persistiu a pelo menos uma divisão celular. Resultados e Discussão: Avaliando os danos causados pelo bisfenol A per si constatou-se que na linha celular HEp-2 a concentração mais baixa apresentou maior dano em comparação com o controlo, estando em acordo com outros estudos que relatam a capacidade deste para causar dano no DNA. O mesmo não foi observado na linha celular MRC-5, que não apresentou diferenças significativas entre as exposições de bisfenol A e o controlo. Este resultado demonstra que o bisfenol A não se comporta da mesma forma em todas as células, o que está em concordância com outros estudos que provam que este agente provoca diferentes respostas dependendo do recetor a que se liga. No entanto, a linha celular MRC-5 apresentou um aumento significativo do dano oxidativo promovido pela exposição ao bisfenol A, sendo a concentração intermédia (4.4nM) a que mostra maior dano. A exposição desta linha celular apresenta uma resposta não monotónica, este tipo de resposta é comum no sistema endócrino e já foram anteriormente associadas ao bisfenol A. Podem ser explicadas pela disponibilidade de ligando e de recetor ou seja, se a concentração do ligando é baixa vai levar a que existam recetores livres e assim a resposta não será a máxima; no caso de a concentração ser muito alta não irá existir um aumento de resposta porque todos os recetores estão ocupados, podendo ainda ocorrer que esta concentração seja citotóxica. Ambas as linhas celulares apresentaram um aumento do dano no DNA decorrente da exposição à doxorubicina, como já era esperado uma vez que o mecanismo de ação deste medicamento baseia-se no aumento do dano para promover a apoptose das células. Avaliando as exposições a ambos os agentes em simultâneo, verificou-se que ambas as linhas celulares apresentam um decréscimo do dano causado nas co-exposições na concentração mais alta (4.4 μM) e na mais baixa (0.44 nM) de bisfenol A, comparado com a exposição à doxorubicina per si. Tendo em conta que os mecanismos de ação da doxorubicina têm como objetivo provocar dano no DNA e evitar que este seja reparado, ao verificarmos que existe uma diminuição do dano causado pelas co-exposições em comparação com o dano provocado pela exposição à doxorubicina per si, isto sugere-nos que o bisfenol A tem um efeito antagónico sobre a doxorubicina. Em relação ao índice mitótico, verificou-se que apenas a linha celular MRC-5 apresenta diferenças significativas em relação ao controlo, demostrando que o bisfenol A tem a capacidade de induzir a divisão celular, como já havia sido descrito por outros autores. O maior índice mitótico foi apresentado pela concentração 4.4 nM. Em ambas as linhas celulares, as células expostas à doxorubicina exclusivamente ou em conjunto com bisfenol A, não apresentaram mitoses. Isto sugere que embora ao nível do dano no DNA o bisfenol A aparenta ter a capacidade de antagonizar os efeitos da doxorubicina, o bisfenol A nestas concentrações não bloqueia o efeito de paragem no ciclo celular promovido por este antineoplásico. Ambas as linhas celulares apresentam um aumento da percentagem de micronúcleos nas concentrações 4.4 μM e 0.44 nM de bisfenol A, em comparação com o controlo. A exposição à doxorubicina apresentou um decréscimo na percentagem de micronúcleos em relação ao controlo para ambas as linhas celulares. Pode ainda verificar-se em ambas as linhas celulares um aumento, embora não significativo, da percentagem de micronúcleos de algumas das exposições a ambos os agentes em relação ao controlo. Isto demonstra que o bisfenol A apresenta um efeito antagonista sobre a doxorubicina. Conclusão: Este estudo demonstra que o bisfenol A apresenta efeitos genotóxicos mesmo em baixas concentrações às quais estamos expostos no nosso quotidiano, que diferentes linhas celulares respondem ao bisfenol A de forma diferente e também que este agente provoca respostas não monotónicas. São ainda apresentadas evidências de que estas concentrações de bisfenol A interferem com os efeitos da doxorubicina a uma concentração terapêutica, podendo ser um fator crucial para indivíduos que estão em tratamento com este agente. Esta investigação demonstra a relevância de estudar diruptores endócrinos, especialmente os seus efeitos a concentrações baixas que são consideradas como seguras pelas entidades responsáveis pela segurança alimentar (EFSA, Food and Drugs Administration (FDA), etc.) e a importância de encontrar substitutos para estes agentes.Introduction: The chemical industry has grown in the past few years, leading to the presence of a lot of chemicals in food, air, water and consumer products, thus making daily human exposure to them unavoidable. Some of them are classified as Endocrine Disrupting Chemicals (EDCs). These substances have the ability to change function(s) of the endocrine system by acting on the hormone receptors directly or interfering in proteins that control the delivery of a hormone. Bisphenol A (BPA) is a commonly utilized EDC that has been suggested to interfere with cell division mechanisms. Objectives: The aim of this in vitro study is to evaluate the DNA damage induced by BPA and its interactions with Doxorubicin (DOX) in human lung foetus fibroblasts (MRC-5) and in human epidermoid carcinoma of the larynx cell lines (HEp-2). Methods: In this study the cells were exposed to low concentrations of BPA (4.4 μM, 4.4 nM, 0.44nM), to a therapeutic concentration of DOX (4 μM) and to both drugs. After the exposure, genotoxicity was evaluated by comet assay, cytological analysis of mitosis, and micronuclei assay. Results: Our study shows that BPA induces an increase of DNA damage in the HEp-2 cell line and in the oxidative damage of the MRC-5 cell line. We also found an increase in the mitotic index and the micronuclei percentage in both the cell lines due to BPA exposure. The co-exposures to BPA and DOX of both cell line shows that BPA has a capacity to antagonize DOX effects on DNA damage and micronuclei. The mitotic index was not altered in the co-exposures in comparison to the DOX exposure alone. Conclusion: This study shows that low-doses of BPA can be genotoxic even without promoting cytotoxicity. Also, it demonstrates that BPA effects are not the same for all cell lines and that BPA interferes with DOX effects at a therapeutic concentration.Ladeira, Carina Alexandra Fernandes,1984-Gomes, Manuel do Carmo,1957-Repositório da Universidade de LisboaRamos, Carina Isabel Mártires2018-01-15T15:58:25Z201720172017-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10451/30601TID:201865467enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-08T16:23:27Zoai:repositorio.ul.pt:10451/30601Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T21:46:15.569696Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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