Abstract

O câncer de próstata é a neoplasia maligna mais comum em homens. No presente estudo, LNCaP (células cancerosas humanas da próstata andrógeno-sensíveis) e células (células de câncer de próstata humano independente de androgénios) PC-3 foram utilizados para investigar os efeitos anti-câncer de radiação ionizante (IR) combinado com o trióxido de arsênio (ATO ) e determinar os mecanismos subjacentes

in vitro

e

in vivo

. Descobrimos que RI combinado com ATO aumenta a eficácia terapêutica em comparação com os tratamentos individuais em LNCaP e PC-3 de células de cancro da próstata humano. Além disso, o tratamento combinado mostrou espécies reactivas de oxigénio geração (ROS) aumentada em comparação com o tratamento com ATO ou IV sozinho em células PC-3. O tratamento combinado induzida autofagia e apoptose em células LNCaP, e principalmente induzida autofagia em células PC-3. A morte celular que foi induzida pelo tratamento combinado era principalmente o resultado da inibição das vias de sinalização de Akt /mTOR. Além disso, verificou-se que o tratamento combinado de células pré-tratadas com 3-MA resultou numa alteração significativa em células AO-positivos e citotoxicidade. Em um

in vivo

estudo, o tratamento combinado tinham efeitos de crescimento anti-tumorais. Estes novos resultados sugerem que o tratamento combinado é uma estratégia terapêutica potencial não apenas para o câncer de próstata andrógeno-dependentes, mas também para o cancro da próstata independente de androgénios

Citation: Chiu HW, Chen Ya, Ho SY, Wang YJ (2012. ) de trióxido de arsénico Aumenta a sensibilidade à radiação de células andrógeno-dependentes e cancro da próstata independente de Humano. PLoS ONE 7 (2): e31579. doi: 10.1371 /journal.pone.0031579

editor: Eric J. Bernhard, National Cancer Institute, Estados Unidos da América

Recebido: 29 de novembro de 2011; Aceito: 09 de janeiro de 2012; Publicação: 20 de fevereiro de 2012

Direitos de autor: © 2012 Chiu et al. Este é um artigo de acesso aberto distribuído sob os termos da Licença Creative Commons Attribution, que permite uso irrestrito, distribuição e reprodução em qualquer meio, desde que o autor original ea fonte sejam creditados

Financiamento:. Este estudo foi apoiado pelo Conselho Nacional de Ciência, Taiwan (NSC 98-2314-B-006-034-MY2) eo Hospital Christian Sinlau, Tainan, Taiwan. Os financiadores não tiveram nenhum papel no desenho do estudo, coleta de dados e análise, decisão de publicar ou preparação do manuscrito

CONFLITO DE INTERESSES:.. Os autores declararam que não existem interesses conflitantes

Introdução

O câncer de próstata representa um importante problema de saúde para os homens em todo o mundo. Estudos anteriores têm demonstrado que a activação de receptores de androgénio (AR) por androgénios é necessário para o crescimento e sobrevivência de células de cancro da próstata. Além disso, a maioria dos tumores da próstata são andrógeno-dependente no início [1]. No entanto, ao longo do tempo, o tumor se repete de forma androgénio-refractário e presente a um fenótipo mais agressivo e metastático, que é resistente a posterior manipulação hormonal [2]. Porque andrógenos desempenhar papéis importantes no crescimento e sobrevivência de células de cancro da próstata, evidência crescente sugere um papel significativo para Akt no desenvolvimento da doença da próstata independente de hormonas [3], [4], [5]. A inibição de Akt em células da próstata anula HER-2 /neu-induzida sinalização AR e a sobrevivência de células /efeitos de crescimento na ausência ou na presença de androgénio [4]. Além disso, a progressão bem sucedida para um estado independente de androgénios requer sinalização intacta PI3K [6]. Assim, a inibição da via de Akt está a emergir como um objectivo clínico atraente para a prevenção de doença refractário a hormonas.

Existe agora provas abundantes de que suportam os benefícios da alta dose de radioterapia de feixe externo em pacientes com clinicamente localizado cancro da próstata [7]. No entanto, doses elevadas de radioterapia provoca danos colaterais consideráveis ​​para as populações de células normais no local do tratamento [8]. Assim, a utilização de modificadores químicos como radiossensibilizadores em combinação com a irradiação de baixa dose pode aumentar a eficácia terapêutica global. Arsénio tem sido muito utilizado como agente anti-cancro na medicina tradicional chinesa [9]. Recentemente o trióxido de arsénio (ATO) tem sido utilizada com sucesso no tratamento de leucemia promielocítica aguda recidiva ou refractário (APL), e a sua eficácia tem sido confirmada mesmo em pacientes resistentes à quimioterapia convencional [10]. Estudos anteriores também demonstraram que a combinação de ATO e radiação ionizante (IR) é provável que seja a estratégia mais eficiente para a leucemia e tumores sólidos, [11], [12], [13]. ATO poderia servir como um sensibilizador à radiação potente e pode aumentar a taxa de cura das células malignas. No entanto, os efeitos e o mecanismo preciso de tratamento combinado de ATO e IV contra o cancro da próstata permanecem pouco claros.

Autophagy é um dos mecanismos de tolerância ao stress que mantém a viabilidade das células e podem conduzir a dormência de tumor, progressão e terapêutico resistência. No entanto, muitos fármacos anti-cancerígenos também poderia induzir a autofagia excessiva ou prolongada que provoca a morte das células do tumor. Estão em curso estudos para definir melhores estratégias para modular a autofagia para a prevenção e terapia do cancro e de explorar a autofagia como um alvo para a descoberta de fármacos no tratamento [14]. Um número de ligações ocorrem a montante da maquinaria apoptótica e autophagic, em que as vias de sinalização regulam ambos os processos. A activação da quinase PI3 /Akt, um método bem conhecido para inibir a apoptose, também inibe a autofagia [15]. Akt é uma cinase de proteína serina /treonina que desempenha um papel crítico na supressão de apoptose por regulação suas vias a jusante [16]. Akt também fosforila alvo da rapamicina em mamíferos (mTOR), o que tem sido relatado para inibir a indução de autofagia [17]. Ambos apoptose e autofagia pode ser induzida em certas células tumorais através do tratamento de drogas anti-cancerosas [18], [19].

A atorvastatina induz autofagia no cancro da próstata negativo do receptor de androgénio PC-3 de células através da activação LC3 de transcrição [20]. Além disso, um estudo recente indicou também que um mimético de BH3 naturais ((-) – gossipol) induz autofagia no cancro da próstata resistentes à apoptose por modulação da interacção de Bcl-2-Beclin1 no retículo endoplasmático [21]. células de cancro de próstata independente de androgénios com níveis mais elevados de Bcl-2 eram mais resistentes a (-) – gossipol induzida apoptose. No entanto, (-) – gossipol induziu níveis semelhantes de morte celular total em ambas as células de androgénios e independentes de dependentes; matou células de androgénio principalmente através de apoptose, mas em células independente de androgénios, o modo da morte das células não foi totalmente compreendido [21]. Recentemente, foi mostrado que a ATO ou IV também podem induzida autofagia mas não apoptose em células cancerosas [22], [23].

No presente estudo, LNCaP (próstata células cancerosas humanas sensíveis-andrógenos) e PC -3 células (células de cancro da próstata humano independente de androgénios) foram utilizados para investigar os efeitos anti-câncer de IR combinados com ATO. Foram examinados os tipos de morte celular induzida por IR combinado com ATO. Nós também investigou os possíveis mecanismos subjacentes a apoptose ou a autofagia em LNCaP e PC-3 células induzidas pelo IR e /ou ATO.

Materiais e Métodos

Cultura celular e tratamento medicamentoso

as linhas celulares de cancro da próstata humano LNCaP (ATCC CRL-1740) e PC-3 (ATCC CRL-1435) foram obtidas a partir da American Type Culture Collection (ATCC). As células foram cultivadas em meio RPMI 1640 (Gibco BRL, Grand Island, NY) que foi suplementado com antibióticos contendo 100 U /ml de penicilina, 100 ug /ml de estreptomicina (Gibco BRL, Grand Island, NY), e 10% de soro fetal de bovino (Hyclone, Sul Logan, UT, EUA) .Cells foram incubados numa atmosfera humidificada contendo 5% de CO

2 a 37 ° C. Exponencialmente as células em crescimento foram desprendidas com 0,05% de tripsina-EDTA (Gibco BRL, Grand Island, NY) em meio RPMI 1640. Por exposição ao trióxido de arsénio (Sigma Chemical Co.), 1 mM de fresco soluções de reserva foram preparadas antes de cada experiência e filtro-esterilizado usando um filtro de seringa de 0,2