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MILENA CRISTINA SENDÃO EFEITO DO LICOPENO NA MUTAGENICIDADE INDUZIDA PELA CISPLATINA EM RATOS ARARAQUARA 2004 MILENA CRISTINA SENDÃO EFEITO DO LICOPENO NA MUTAGENICIDADE INDUZIDA PELA CISPLATINA EM RATOS Dissertação apresentada ao Programa de Pós Graduação em Alimentos e Nutrição da Faculdade de Ciências Farmacêuticas da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Alimentos e Nutrição, área de concentração de Ciências Nutricionais. Orientadora: Profª Drª Maria de Lourdes Pires Bianchi Co-orientadora: Profª Drª Lusânia Maria Greggi Antunes ARARAQUARA 2004 Ficha Catalográfica Elaborada Pelo Serviço Técnico de Biblioteca e Documentação Faculdade de Ciências Farmacêuticas Sendão, Milena Cristina S474e Efeito do licopeno na mutagenicidade induzida pela cisplatina em ratos. / Milena Cristina Sendão. – Araraquara, 2004 98 f. Dissertação (Mestrado) – Un iversidade Estadual Paulista. “Júlio de Mesquita Filho”. Faculdade de Ciências Fa rmacêuticas. Programa de Pós Graduação em Alimentos e nutrição. Orientadora: Maria de Lourdes Pires Bianchi Co-orientadora: Lusânia Maria Greggi Antunes 1.Antioxidantes. 2.Licopeno - Antioxidantes. 3.Agentes antineoplásicos (Cisplatina) I.Bianchi, Maria de Lourdes , orient. II. Antunes, Lusânia Maria Greggi, co-orient. .III. Título. CAPES: 50700006 COMISSÃO EXAMINADORA Profª Drª Maria de Lourdes Pires Bianchi Profª Drª Cecília Rodrigues Silva Profª Drª Jacqueline Pontes Monteiro Profª Drª Eliana Aparecida Varanda Profª Drª Cristina Márcia Wolf Evangelista Araraquara, _______ de ___________________ de 2004. DEDICATÓRIA “As pessoas que acreditam em nossa capacidade, fazem mais do que apenas incentivar. Elas criam para nós uma atmosfera que favorece nosso sucesso”. (John Spalding) Aos meus pais Romão e Elza, meus maiores mestres, que souberam compreender e compartilhar todos os momentos que passei durante o mestrado. Sem o amor, apoio e incentivo de vocês, este trabalho jamais seria concluído. Às minhas irmãs e meus cunhados Selma e Paula, Jairo e Adriano Mesmo distantes, sempre me incentivaram e dividem comigo mais esta alegria! Aos meus sobrinhos Júlia e Felipe Pelos momentos alegres que passamos juntos. Ao Marcílio, Por ser alguém muito especial em minha vida, por sua compreensão, carinho e amor dedicados a mim. A toda sua família, pelos momentos de descontração e alegria que passamos juntos. Agradeço a Deus, pelo dom da vida, por me fortalecer na caminhada e não permitir que desanimasse frente às dificuldades. AGRADECIMENTOS À minha orientadora Profª Drª Maria de Lourdes Pires Bianchi, pela dedicação, amizade e confiança depositada em minha desde o início do projeto. À minha co-orientadra Profª Drª Lusânia Maria Greggi Antunes, pela disposição, amizade e incentivo durante a realização desse trabalho. Aos membros da Banca Examinadora, pelas sugestões que me direcionaram para a conclusão da dissertação. À Profª Drª Catarina Satie Takahashi e Profª Drª Elza Tieme Sakamoto-Hojo, do Laboratório de Citogenética e Mutagênese da FMRP-USP, pela disposição por terem me recebido em seu laboratório para que eu aprendesse a análise das aberrações cromossômicas. À amiga Raquel, pela dedicação, paciência e disposição em me ensinar a análise das aberrações cromossômicas. Aos professores da Pós-graduação, pelos ensinamentos transmitidos, em especial ao Prof. Dr. João Bosco Faria, pela amizade e sugestões concedidas durante a elaboração inicial do projeto. À amiga Joana D’Arc, pelo apoio técnico durante a realização dos experimentos, e ao seu marido, Vitor pelo auxílio nos cálculos das doses e solubilidade da formulação estudada. Ao Prof. Dr. Alexandre Souto Martines, do Departamento de Física da FFCLRP-USP, pela ajuda na análise estatística. Às secretárias da Pós-graduação FCFAR-UNESP, Cláudia, Laura e Sônia; Luci e Lúcia, da FCFRP-USP, os meus sinceros agradecimentos pelo prestativo atendimento. Aos funcionários do Biotério, Aldo e Reinaldo, pelos serviços prestados com a manipulação dos animais. Às amigas que conviveram comigo durante esses anos, em especial: Angélica, Angelma, Camila (Batatais), Camila (Ribeirão Preto), Camila (Jaú), Daniela, Estela, Ivi, Patrícia e Renata. À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior- CAPES, pelo suporte financeiro concedido durante a realização desse trabalho. SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ............................................................................................ 1 2 REVISÃO DA LITERATURA ...................................................................... 5 2.1 Carotenóides..................................................................................................... 7 2.2 Licopeno ........................................................................................................... 8 2.3 Licopeno e Câncer.......................................................................................... 12 2.4 Quimioprevenção ........................................................................................... 14 2.5 Cisplatina ....................................................................................................... 16 3 OBJETIVOS .............................................................................................. 19 4 MATERIAL E MÉTODOS ......................................................................... 21 4.1 Material .......................................................................................................... 22 4.1.1 Animais .................................................................................................. 22 4.1.2 Cisplatina............................................................................................... 22 4.1.3 Licopeno ................................................................................................ 22 4.1.4 Reagentes Químicos........................................................................... 22 4.2 Métodos .......................................................................................................... 23 4.2.1 Ensaio Biológico................................................................................... 23 4.2.2 Aberrações Cromossômicas .............................................................. 27 4.2.3 Análise Estatística ............................................................................... 29 5 RESULTADOS ......................................................................................... 30 5.1 Ensaio Preliminar .......................................................................................... 31 5.2 Tratamento Agudo .......................................................................................... 33 5.3 Tratamento Subagudo .................................................................................... 42 6 DISCUSSÃO ............................................................................................. 50 7 CONCLUSÕES .........................................................................................59 8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................... 61 LISTA DE ABREVIATURAS AC ............................................................................ Aberrações cromossômicas ACFs ........................................................................ “Colonic aberrant crypt foci” C ........................................................................................... Quebra cromatídica cDDP .................................................................................................... Cisplatina DMBA ............................................................. 7,2-dimetilbenzeno- [a] antraceno DNA ............................................................................. Ácido desoxirribonucléico DP ................................................................................................. Desvio padrão E ........................................................................................................ “Exchange” IC .................................................................................................. Índice mitótico i.p. ................................................................................................. Intraperitoneal KCl ........................................................................................ Cloreto de potássio Lico ........................................................................................................ Licopeno M ................................................................................................................ Média MA .................................................. Metáfases com aberrações cromossômicas MNNG ........................................................... N-metil-N-nitro-N-nitrosoguanidina MnPCEs ............................................. Eritrócitos policromáticos micronucleados n ........................................................................................... Número da amostra p.c. ................................................................................................ Peso corpóreo Q ........................................................................................... Figura quadrirradial R .......................................................................................... Rearranjo complexo ROS ...................................................................... Espécies reativas de oxigênio SRATB ............................................ Substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico T ................................................................................................... Figura trirradial LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Estrutura química - All-trans-β-caroteno ........................................... 8 Figura 2 - Fórmula estrutural da cisplatina ...................................................... 16 Figura 3 - Delineamento experimental do tratamento agudo .......................... 26 Figura 4 - Delineamento experimental do tratamento subagudo .................... 26 Figura 5 – Fotomicrografia de uma metáfase normal identificada em células de medula óssea de rato. (2n= 42) ....................................................................... 38 Figura 6 – Fotomicrografia de uma aberração cromossômica do tipo figura trirradial identificada em células de medula óssea de rato. (2n= 42) .......................................................................................................................... 38 Figura 7 – Número de metáfases com aberrações cromossômicas em 600 células por tratamento (n= 6) observado em medula óssea de ratos Wistar, tratados de forma aguda com diferentes doses do carotenóide licopeno (2, 4 e 6 mg/Kg p.c.) e respectivos controles .............................................................. 39 Figura 8 – Total de aberrações cromossômicas em 600 células por tratamento (n= 6) observado em medula óssea de ratos Wistar, tratados de forma aguda com diferentes doses do carotenóide licopeno (2, 4 e 6 mg/Kg p.c.) e respectivos controles ....................................................................................... 39 Figura 9 – Número de metáfases com aberrações cromossômicas em 600 células por tratamento (n= 6) observado em medula óssea de ratos Wistar, tratados de forma aguda com diferentes doses do carotenóide licopeno (2, 4 e 6 mg/Kg p.c.) associado ao antitumoral cisplatina (cDDP) e respectivos controles .......................................................................................................... 40 Figura 10 – Total de aberrações cromossômicas em 600 células por tratamento (n= 6) observado em medula óssea de ratos Wistar, tratados de forma aguda com diferentes doses do carotenóide licopeno (2, 4 e 6 mg/Kg p.c.) associado ao antitumoral cisplatina (cDDP) e respectivos controles .......................................................................................................................... 40 Figura 11 - Redução no total de metáfases com aberrações cromossômicas sobre o dano induzido pelo tratamento com o antitumoral cisplatina em células da medula óssea de ratos Wistar, tratados de forma aguda com diferentes doses do carotenóide licopeno (2, 4 e 6 mg/Kg p.c.) ....................................... 41 Figura 12 - Redução no total de aberrações cromossômicas sobre o dano induzido pelo tratamento com o antitumoral cisplatina em células da medula óssea de ratos Wistar, tratados de forma aguda com diferentes doses do carotenóide licopeno (2, 4 e 6 mg/Kg p.c.) ...................................................... 41 Figura 13 – Número de metáfases com aberrações cromossômicas em 600 células por tratamento (n= 6) observado em medula óssea de ratos Wistar, tratados de forma subaguda com diferentes doses do carotenóide licopeno (0,5; 1 e 1,5 mg/Kg p.c.) e respectivos controles ............................................. 47 Figura 14 – Total de aberrações cromossômicas em 600 células por tratamento (n= 6) observado em medula óssea de ratos Wistar, tratados de forma subaguda com diferentes doses do carotenóide licopeno (0,5; 1 e 1,5 mg/Kg p.c.) e respectivos controles ................................................................. 47 Figura 15 – Número de metáfases com aberrações cromossômicas em 600 células por tratamento (n= 6) observado em medula óssea de ratos Wistar, tratados de forma subaguda com diferentes doses do carotenóide licopeno (0,5; 1 e 1,5 mg/Kg p.c.) associado ao antitumoral cisplatina (cDDP) e respectivos controles ....................................................................................... 48 Figura 16 – Total de aberrações cromossômicas em 600 células por tratamento (n= 6) observado em medula óssea de ratos Wistar, tratados de forma subaguda com diferentes doses do carotenóide licopeno (0,5; 1 e 1,5 mg/Kg p.c.) associado ao antitumoral cisplatina (cDDP) e respectivos controles .......................................................................................................................... 48 Figura 17 - Redução no total de metáfases com aberrações cromossômicas sobre o dano induzido pelo tratamento com o antitumoral cisplatina em células da medula óssea de ratos Wistar, tratados de forma subaguda com diferentes doses do carotenóide licopeno (0,5; 1 e 1,5 mg/Kg p.c.) ................................. 49 Figura 18 - Redução no total de aberrações cromossômicas sobre o dano induzido pelo tratamento com o antitumoral cisplatina em células da medula óssea de ratos Wistar, tratados de forma subaguda com diferentes doses do carotenóide licopeno (0,5; 1 e 1,5 mg/Kg p.c.) ................................................ 49 LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Distribuição dos animais de acordo com o grupo de tratamento ..........................................................................................................................24 Tabela 2 - Índice mitótico, tipos de aberrações cromossômicas, total de aberrações cromossômicas e número de metáfases alteradas observados em células da medula óssea de ratos Wistar, tratados de forma aguda com diferentes doses do carotenóide licopeno ....................................................... 32 Tabela 3 - Índice mitótico, tipos de aberrações cromossômicas, total de aberrações cromossômicas e número de metáfases alteradas observados em células da medula óssea de ratos Wistar, tratados de forma aguda com diferentes doses do carotenóide licopeno e respectivos controles .................. 36 Tabela 4 - Índice mitótico, tipos de aberrações cromossômicas, total de aberrações cromossômicas e número de metáfases alteradas observados em células da medula óssea de ratos Wistar, tratados de forma aguda com diferentes doses do carotenóide licopeno com cDDP e respectivos controles .......................................................................................................................... 37 Tabela 5 - Índice mitótico, tipos de aberrações cromossômicas, total de aberrações cromossômicas e número de metáfases alteradas observados em células da medula óssea de ratos Wistar, tratados de forma subaguda (72, 48, 24 e 1h) com diferentes doses do carotenóide licopeno e respectivos controles .......................................................................................................................... 45 Tabela 6 - Índice mitótico, tipos de aberrações cromossômicas, total de aberrações cromossômicas e número de metáfases alteradas observados em células da medula óssea de ratos Wistar, tratados de forma subaguda (72, 48, 24 e 1h) com diferentes doses do carotenóide licopeno com cDDP e respectivos controles ....................................................................................... 46 LISTA DE QUADROS Quadro 1 - Quantidade aproximada de licopeno nos alimentos ....................... 9 Quadro 2 - Distribuição de carotenóides encontrados no tomate ..................... 9 RESUMO O licopeno é um carotenóide natural, cuja função biológica está relacionada com sua capacidade de seqüestrar radicais livres e quelar a molécula de O2, tendo, portanto, alto potencial antioxidativo. A cisplatina (cDDP) é um dos principais agentes antineoplásicos usado para o tratamento de pacientes com cânceres, entretanto, está associada com vários efeitos colaterais, incluindo indução de aberrações cromossômicas. Os objetivos deste estudo foram investigar o efeito mutagênico de diferentes doses do carotenóide licopeno e o seu possível efeito protetor sobre as aberrações cromossômicas induzidas pela cisplatina (cDDP). Os animais foram divididos em 10 grupos: controle negativo, solvente, três doses de licopeno (2, 4 e 6 mg/Kg p.c. e 0,5; 1 e 1,5 mg/Kg p.c., nos tratamentos agudo e subagudo, respectivamente), cDDP, solvente associado com cDDP e associações de licopeno e cDDP. O licopeno foi administrado 24h ou 72, 48, 24 e 1h por gavagem antes da injeção intraperitoneal de cDDP ou solução salina (0,9%), respectivamente. Os resultados mostraram que o licopeno em todas as doses testadas, não reduziu os valores do índice mitótico e não aumentou o total de aberrações cromossômicas, quando comparados com o controle negativo e solvente. O tratamento com a cDDP induziu um aumento significativo (p< 0,01) no total de aberrações cromossômicas e no número de metáfases com aberrações cromossômicas. Os animais tratados de forma aguda e subaguda com diferentes doses do licopeno e com o antitumoral cDDP, mostraram uma redução significativa (p< 0,01) no total de aberrações cromossômicas e no número de metáfases com aberrações cromossômicas, comparado com os animais tratados apenas com a cDDP. Esta proteção do licopeno sobre os danos cromossômicos induzidos pela cDDP pode ser atribuída à capacidade deste carotenóide de seqüestrar radicais livres. Estes dados promissores obtidos podem futuramente incluir este carotenóide nos estudos clínicos de quimioprevenção em seres humanos. ABSTRACT Lycopene is a natural carotenoid, whose biological role is related to capacity of free radicals scavengers and quench molecular oxygen, therefore, it has a high antioxidative potencial. Cisplatin is one of the mostly used antineoplasic agents in the treatment of patients wich cancer, but is associated with various side effects, including induce chromosomal aberrations. The aims of this study were to investigate the mutagenic effect of doses differents of lycopene carotenoid and possible protect effect on cisplatin-induced chromosomal aberrations. The animals were divided into ten groups: negative control, solvent, three doses of lycopene (2, 4 and 6 mg/Kg b.w. or 0,5; 1 and 1,5 mg/kg b.w., in the agude and subagude treatments, respectively), cDDP, solvent associated with cDDP and associations of lycopene and cDDP. The lycopene was administred 24h or 72, 48, 24 and 1h by gavage before cisplatin injection or saline solution (0,9%), respectively. The results showed to lycopene all doses testing were not reduced mitotic index and not increased the total of chromosomal aberrations, when compared with negative control and solvent. The treatment with cDDP induced significant increased (p< 0,01) in the total aberrations and in the number of metaphases with chromosomal aberrations. The animals treated of agude and subagude forms with doses different of lycopene and with cDDP antitumoral, showed a significant reduce (p< 0,01) in the total of chromosomal aberrations and in the number of metaphases with chromosomal aberrations, compared with animals treated only with the cisplatin. This protection of the lycopene on cisplatin-induced chromosomal damage can be ascribed to the of this capacity in this carotenoid in free radicals scanvengers. This promising findings promising can in future including this carotenoid in the clinical studies of chemoprevention in humans. Introdução 1 1 INTRODUÇÃO Introdução 2 Os carotenóides são uma classe de pigmentos lipofílicos amplamente distribuídos nas plantas e em bactérias fotossintéticas (ROMANCHICK et al., 1997). A função biológica dos carotenóides, em especial do licopeno se deve à sua capacidade de seqüestrar radicais livres e de quelar fisicamente a molécula de oxigênio singlete, tendo, portanto, grande potencial antioxidante (DI MASCIO et al., 1989). A capacidade de quelar radicais livres de um carotenóide depende principalmente do número de suas duplas ligações, sendo pouco influenciado pelos grupos de carotenóides (cíclico ou acíclico) ou pela natureza de substitutos nos carotenóides, o que torna o licopeno um dos carotenóides naturais mais eficientes em quelar o oxigênio (YAMAGUCHI et al., 1999). Embora sua estrutura seja similar ao β caroteno, o licopeno não tem nenhuma atividade de pró-vitamina A, por não apresentar a estrutura β ionona (ARAB e STECK, 2000). É capaz de fornecer diretamente um efeito protetor sem ter que ser transformado em retinol (REIFEN et al., 2001). Durante muitos anos foi utilizado como corante para alimentos, mas recentemente vários estudos têm indicado sua atividade antioxidante e o potencial na prevenção de doenças crônicas, como doenças cardiovasculares e certos cânceres, como o de próstata (BRAMLEY, 2000). A cisplatina é um dos principais agentes citostáticos (ELSENDOORN et al., 2001) utilizado para o tratamento de pacientes com cânceres de testículo, ovário, bexiga, cabeça e pescoço e também para os linfomas malignos, apresentando alto índice de cura, em torno de 70% (GIACCONE, 2000). É freqüentemente administrada em combinação com outras drogas Introdução 3 quimioterápicas, como a doxorrubicina,etoposide ou bleomicina resultando na cura e melhora da sobrevida dos pacientes com câncer (ELSENDOORN et al., 2001). A cisplatina exerce seu efeito antineoplásico por meio de uma reação intracelular, na qual as moléculas de cloro na posição cis são substituídas por água ou grupos hidroxil, transformando-a num composto altamente reativo, que pode alquilar as bases púricas e pirimídicas do DNA (HALABE et al., 1991). Entretanto, este fármaco tem seu uso limitado na prática clínica pelos seus efeitos colaterais como nefrotoxicidade, ototoxicidade, neurotoxicidade, supressão da medula óssea e mutagenicidade (WEIJL et al., 1997; GENTILE et al., 2001). A cisplatina é altamente mutagênica, causa troca de cromátides irmãs e aberrações cromossômicas em células de mamíferos em cultura, em células da medula óssea de ratos e em linfócitos sanguíneos periféricos de humanos (OSANTO et al., 1991; ANTUNES et al., 2000a). Vários compostos antioxidantes da dieta têm sido testados para minimizar os efeitos citotóxicos da cisplatina. O pré-tratamento com a curcumina ou a vitamina C reduziu a clastogenicidade em células da medula óssea de ratos Wistar, mas não apresentou efeito sinérgico quando estas foram administradas em associação (ANTUNES et al., 2000a). O selênio em conjunto com a vitamina C não reduziu as aberrações cromossômicas induzidas pela cisplatina em células da medula óssea de ratos Wistar (ANTUNES et al., 2000b). O carotenóide bixina foi testado nas doses 2,5 e 5 mg/Kg p.c. sobre os danos cromossômicos induzidos pela cisplatina em células de medula óssea de ratos Wistar. A dose mais baixa de bixina provocou uma redução de 21% com relação às metáfases alteradas induzidas pela cisplatina, Introdução 4 enquanto que a dose mais alta de bixina foi mais eficiente, diminuindo a freqüência de aberrações cromossômicas e metáfases alteradas induzidas pela cisplatina em aproximadamente 33% (SILVA et al., 2001). Mora et al. (2002), mostraram que a administração de uma dose única do aminoácido glutamina (300 mg/Kg p.c.) em ratos, foi efetiva na redução da genotoxicidade causada pela ação da cisplatina. Tendo em vista as propriedades antioxidantes do licopeno, este trabalho visa verificar um possível efeito protetor do licopeno, o que poderá possibilitar seu uso no futuro, em associação com a cisplatina, reduzindo o efeito citotóxico deste agente antineoplásico. Revisão da Literatura 5 2 REVISÃO DA LITERATURA Revisão da Literatura 6 Nas últimas décadas, vários acontecimentos no mundo como a globalização e a industrialização, tiveram um grande impacto na alimentação e no estilo de vida das pessoas. O aumento do consumo de dieta rica em gorduras (principalmente gordura saturada), baixa em carboidratos complexos e pobre em micronutrientes, associado com o estilo de vida sedentário, está relacionado com várias doenças crônicas degenerativas como: obesidade, diabetes, doenças cardiovasculares, hipertensão, osteoporose e câncer (LAJOLO, 2002). Por volta dos anos 80, crescia no Japão o interesse em alimentos que além de satisfazer os requerimentos nutricionais básicos, desempenhassem efeitos fisiológicos benéficos. Esta categoria de alimentos foi regulamentada em julho de 1991 no Japão e recebeu o nome de “Foods for Special Health Use” (FOSHU), dando origem aos alimentos funcionais (CANDIDO e CAMPOS, 1995). Nos últimos anos, um grande número de alimentos industrializados com propriedades funcionais tem surgido em vários países. Os efeitos funcionais visam a redução de doenças crônicas, saúde e bem-estar do indivíduo. Dentre estes alimentos, o leite foi alvo de várias modificações, em virtude da grande expansão de sua industrialização ocorrida neste período. Este alimento teve adição de oligofrutose, ácidos graxos ômega 3 e 6, além de ser comercializado na forma fermentada com Lactobacillus. Outros exemplos de alimentos modificados são os biscoitos, com redução do índice glicêmico, bem como as margarinas e iogurtes com adição de fibras. Revisão da Literatura 7 Recentemente, tem sido realizado um grande número de estudos para verificar se a ingestão de alguns componentes dietéticos como flavonóides, carotenóides e glicosinolatos diminuem ou previnem o aparecimento de certas doenças crônicas, como cânceres e doenças cardiovasculares (LAJOLO, 2002). Entretanto, os níveis satisfatórios de ingestão dos alimentos funcionais não estão elucidados em seres humanos. Pesquisas com animais têm fornecido alguma indicação de ingestão. Por exemplo, a recomendação de ingestão de 30 mg por dia ou 10 porções por semana de tomates ou seus produtos, tem sido relacionada com a redução do risco para o câncer de próstata. Mais estudos com componentes dietéticos são necessários, antes de especificar os níveis de ingestão em seres humanos (HASLER et al., 2004). 2.1 Carotenóides Existem mais de 600 carotenóides encontrados na natureza, alguns como hidrocarbonetos puros (carotenos), enquanto outros contêm grupos funcionais oxigenados (xantofilas) (WILLIS e WIANS, 2003). Alguns são nutricionalmente ativos como precursores da vitamina A, mas somente 10% destes são identificados na natureza e possuem essa propriedade. Eles não são considerados micronutrientes essenciais, e não há uma cota dietética recomendada especificamente para cada carotenóide, embora estes sejam levados em consideração na quantificação de vitamina A nos alimentos (como equivalentes de retinol) (ROJAS-HIDALGO e OLMEDILLA, 1993). Os carotenóides exercem duas funções essenciais: como complemento de pigmentos na fotossíntese e na fotoproteção. Isso pode ser explicado devido a estrutura de polieno conjugada dos carotenóides, que permite que a molécula Revisão da Literatura 8 absorva luz para quelar ou inativar o oxigênio singlete e radicais livres (Figura 1) (MAYNE, 1996). Figura 1 - Estrutura química - All-trans-β-caroteno 2.2 Licopeno O licopeno é um carotenóide acíclico com 11 duplas ligações conjugadas e duas duplas ligações não conjugadas (DI MASCIO et al., 1989). Está presente em poucos alimentos, diferente da maioria dos carotenóides consumidos pelos seres humanos, que são encontrados em diversas frutas e vegetais (CLINTON, 1998). A maior fonte de licopeno são os tomates e seus produtos (Quadro 1), que apresentam tanto atividade in vitro, quanto in vivo. Os tomates também são fontes de outros carotenóides, como fitoeno, fitoflueno, δ caroteno, γ caroteno, β caroteno e neurospeno (Quadro 2). O licopeno presente nos tomates pode variar significativamente com o amadurecimento e em diferentes variedades do vegetal. Vários estudos têm relatado o efeito do tomate na prevenção do câncer de próstata (GIOVANNUCCI, 1999; KRISTAL e COHEN, 2000). Revisão da Literatura 9 Quadro 1 - Quantidade aproximada de licopeno nos alimentos Alimentos Quantidade (mg/100g) Tomate fresco 0,88-4,20 Tomate cozido 3,70 Molho de tomate 6,20 Pasta de tomate 5,40-150,0 Sopa de tomate 7,99 Tomate em pó (liofilizado) 112,63-126,49 Suco de tomate 5,00-11,60 Tomate seco em óleo 46,50 Ketchup9,90-13,44 Damasco < 0,01 Damasco em conserva 0,06 Damasco seco 0,86 Grapefruit 3,36 Goiaba fresca 5,40 Suco de goiaba 3,34 Melancia 2,30-7,20 Mamão papaia 2,00-5,30 Adaptado de Clinton (1998) Quadro 2 - Distribuição de carotenóides encontrados no tomate Carotenóides Quantidade (%) Licopeno 60-64 Neurosporeno 7-9 Fitoeno 10-12 Fitoflueno 4-5 δ caroteno 1-2 γ caroteno 10-11 β caroteno 1-2 Adaptado de Clinton (1998) Revisão da Literatura 10 Mais de 80% do consumo alimentar de licopeno dos americanos provém de fontes de tomates, incluindo ketchup, suco ou molho de tomate (CLINTON, 1998). A ingestão diária de licopeno é usualmente avaliada com base no questionário de freqüência alimentar. Scott et al. (1996), avaliaram mulheres do Reino Unido quanto ao consumo diário de alimentos ricos em licopeno. O resultado obtido foi uma ingestão de aproximadamente 1,1 mg/dia. Em contraste, num estudo realizado por Rao et al. (1998) a média de ingestão diária de licopeno da população do Canadá foi estimada em 25 mg/dia em produtos processados de tomate. Apesar dos benefícios do licopeno na saúde humana e seu consumo estimado em diferentes estudos, ainda não existe uma recomendação diária. Após a absorção pelas células da mucosa intestinal, o licopeno é transportado no plasma pelas lipoproteínas (GESTER, 1997). Após o pré- tratamento de ratos com uma dose única de licopeno sintético, este foi excretado por via urinária em pequenas quantidades (3,1-4,0%), sendo que a maioria da quantidade foi encontrada nas fezes (87,6-97,0%) (McCLAIN e BAUSCH, 2003). O licopeno é um carotenóide importante presente no plasma humano com níveis variando de 0,22 a 1,06 nmol/mL (MATOS et al., 2001), e é eliminado no plasma com uma meia vida de aproximadamente 2-3 dias (STAHL e SIES, 1996). No plasma humano, o licopeno é uma mistura isomérica contendo 50% do total como isômeros cis. O isômero geométrico predominante em fontes de plantas são todos trans (RAO e AGARWAL, 1999). A absorção máxima de licopeno em ratos, ocorreu entre 4 e 8 horas depois da administração de uma dose única por gavagem (MATHEWS-ROTH et al., Revisão da Literatura 11 1990). A absorção de licopeno parece ser mais eficiente em baixas dosagens. Este carotenóide quando ingerido com o β caroteno foi melhor absorvido que quando ingerido sozinho (JOHNSON et al., 1997). As perdas de licopeno durante a preparação alimentar como o cozimento são mínimas. De fato, a biodisponibilidade pode ser melhorada por meio de aquecimento e com adição de gorduras (STAHL e SIES, 1992). O licopeno por gavagem nas doses de 500, 1500 e 3000 mg/Kg p.c. não apresentou toxicidade quando foi administrado em ratos durante 13 semanas. Nesse estudo, foi avaliada a toxicidade por meio de parâmetros bioquímicos, clínicos e histológicos (MELLERT et al., 2002). Os níveis de licopeno no soro são afetados por fatores biológicos e estilo de vida. Em jejum, os níveis de licopeno no soro são maiores do que os níveis pós-prandiais, indicando que a dieta pode induzir o estresse metabólico (RAO e AGARWAL, 1998). Por outro lado, vários estudos indicam que as concentrações de licopeno no plasma caem rapidamente após a restrição de alimentos que os contêm (ROCK et al., 1992). Os níveis de licopeno no sangue não diferem significativamente entre homens e mulheres (BRADY et al., 1997; OLMEDILLA et al., 1994). Entretanto, com o envelhecimento, parece ocorrer uma significativa associação com a diminuição nas concentrações de licopeno no soro (GESTER, 1997). No estudo de Rao e Agarwal (1998) não foi encontrada diferença significativa nos níveis de licopeno no soro entre fumantes e não fumantes. Entretanto, após indivíduos fumantes consumirem três cigarros, os níveis séricos deste carotenóide podem abaixar em 40%, seguido de um aumento também em 40% da peroxidação lipídica. Revisão da Literatura 12 2.3 Licopeno e Câncer Os oncologistas tentam melhorar a taxa de sobrevida dos pacientes com câncer utilizando vários tipos de tratamento, incluindo a combinação quimioterápica com ou sem terapia de radiação. Por causa da constante sensação de tristeza, medo, raiva, como resultado do alto índice de mortalidade, os pacientes freqüentemente optam por terapias complementares e alternativas. Uma proposta de terapia complementar, recomendada para pacientes oncológicos durante o tratamento neoplásico citoredutor, é o uso de substâncias antioxidantes. É aceito que os antioxidantes podem ser úteis na redução dos efeitos colaterais da quimioterapia e radioterapia, por reduzir sua toxicidade. Contudo, há divergências quanto ao seu uso, pois acredita-se que os antioxidantes poderiam reduzir a eficiência dos tratamentos radio ou quimioterápico sobre as células cancerosas (WEIJL et al., 1997). Há evidências de que estas substâncias podem ser uma escolha para intervenção terapêutica junto com a quimioterapia, por demonstrar benefícios na redução do tamanho do tumor e na longevidade dos pacientes (DRISKO et al., 2003; WEIJL et al., 2004). Nos últimos anos, os carotenóides têm recebido muita atenção em pesquisas experimentais, como agentes quimiopreventivos. Destaca-se o licopeno e o β caroteno que têm sido relacionado por prevenir a iniciação e progressão de vários tumores. Narisawa et al. (1996) testaram várias dosagens de licopeno (6; 1,2; 0,24; 0,12 e 0,06 mg/Kg p.c.) e verificaram que o mesmo tem efeito protetor contra a formação de lesões nas criptas colônicas (ACFs-“colonic aberrant crypt foci”), um biomarcador intermediário para câncer de cólon em ratos. Os Revisão da Literatura 13 autores concluiram também que as dosagens mais baixas têm maior efeito potencial para inibir a atividade da formação de ACFs. Em 1998, o mesmo grupo de pesquisadores observou que o suco de tomate protegeu contra a carcinogênese no cólon de ratos (NARISAWA et al., 1998). O estudo de Sharoni et al. (1997) mostrou que o desenvolvimento do tumor mamário diminuiu significativamente, bem como a área do mesmo foi menor, nas ratas que foram suplementadas com licopeno. Os animais receberam licopeno enriquecido com oleoresina de tomate durante duas semanas antes da indução do tumor mamário pelo carcinogênico DMBA (7, 12-dimetilbenzeno-[a] antraceno). No estudo de Bhuvaneswari et al. (2001) foi verificado que a administração de licopeno suprimiu significativamente a incidência de tumores bucais em hamsters, que também foram induzidos quimicamente pelo carcinógeno. O licopeno inibiu a susceptibilidade do tecido tumoral por meioda peroxidação lipídica, indicando os efeitos supressores na proliferação celular em um órgão alvo. O tratamento com licopeno também pode ser útil na quimioprevenção de tumor gástrico. A suplementação de ratos com este carotenóide reduziu os níveis de SRATB (substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico) no plasma, aumentou os níveis plasmáticos de glutationa e vitaminas A e E (VELMURUGAN et al., 2002). Com base nestes resultados promissores obtidos in vivo, e como não há dados na literatura sobre o efeito do licopeno em células da medula óssea em ratos, as investigações sobre o potencial antioxidante e antimutagênico deste carotenóide em ratos submetidos ao tratamento com a cisplatina, foram então estudados. Revisão da Literatura 14 2.4 Quimioprevenção A dieta desempenha um dos papéis mais importantes na etiologia e prevenção do câncer. Algumas estratégicas para a prevenção de doenças como o câncer estão sendo estudadas. A ingestão de fatores de proteção é uma delas, sendo esta área denominada de quimioprevenção (DE FLORA et al., 2001). A quimioprevenção investiga a capacidade de constituintes específicos dietéticos (vitaminas, minerais e fitoquímicos) ou componentes sintéticos (agentes farmacológicos) em paralisar ou suprimir a iniciação e progressão da carcinogênese. Os alimentos comumente consumidos pelos seres humanos, particularmente os vegetais e as frutas, são fontes de muitos micronutrientes. Vários desses, incluindo o β caroteno, as vitaminas E e C, o selênio e o folato têm sido extensivamente estudados em pesquisas experimentais e epidemiológicas, para determinar a influência sobre o risco de câncer (GREENWALD et al., 2001). Estudos epidemiológicos mostram que 20 a 60% de todos os cânceres estão relacionados com a dieta (KANASMÜLLER et al., 2002), e que a ingestão de frutas, vegetais, ervas e outros constituintes fitoquímicos são recomendados como parte da prevenção dietética do câncer. É aceito que as propriedades antioxidantes dessas plantas protegem as células da formação dos radicais livres, que são responsáveis pelo dano do DNA e que podem causar mutações e subseqüentemente carcinogênese (LOPACZYNSKI e ZEISEL, 2001). No estudo de Antunes e Takahashi (1998) foi demonstrado que as vitaminas C e E, dependendo da dose utilizada, exercem um efeito protetor sobre os danos cromossômicos induzidos pelo antitumoral doxorrubicina em células da medula óssea de ratos Wistar. Os antioxidantes podem agir como Revisão da Literatura 15 anticarcinogênicos, prevenindo o desenvolvimento de câncer secundário acompanhado de estresse oxidativo, relacionado à mutagênese induzida por fármacos antitumorais (ELSENDOORN et al., 2001). Radical livre é qualquer átomo ou molécula que contém um ou mais elétrons desempareados. Os radicais livres são produzidos em células pelo metabolismo normal e por fontes exógenas, como agentes carcinogênicos e radiações ionizantes. Dos radicais livres, o radical hidroxil (OH•) é o mais reativo e pode causar dano no DNA (DIZDAROGLU et al., 2002). Um dos lugares mais importantes que os radicais livres agem no processo de carcinogênese é o DNA. O dano do DNA pode ter várias formas, alcançando as bases oxidadas purinas e pirimidinas até lesões do DNA como quebras cromossômicas, troca de cromátides irmãs e formação de micronúcleos (LOPACZYNSKI e ZEISEL, 2001). Tradicionalmente, acredita-se em agentes exógenos quando a formação de quebras e outras lesões na fita de DNA são consideradas. Entretanto, está sendo estudado que muitas deficiências nutricionais podem aumentar a probabilidade dessas lesões no DNA. As vitaminas e os minerais são essenciais para a manutenção e a estabilidade do DNA, e estão envolvidos em muitos aspectos no metabolismo do mesmo, incluindo a síntese, o reparo e a apoptose (GENTILE et al., 2001). Revisão da Literatura 16 2.5 Cisplatina A cisplatina [cis-diaminodicloroplatina II, cDDP] é um importante antineoplásico, cuja estrutura química é formada por um complexo de metal pesado, que contém um átomo central de platina, cercado por dois átomos de cloro e duas moléculas de amônia na posição cis (CALABRESI e CHABNER, 1996) (Figura 2). Cl NH3 Pt Cl NH3 Figura 2 - Fórmula estrutural da cisplatina Sua atividade biológica foi descoberta casualmente por Rosenberg et al. (1965) estudando o efeito da corrente elétrica no crescimento da bactéria Escherichia coli, que eram cultivadas em um meio de cultura contendo cloreto de amônia. Verificaram que estas formavam longos filamentos, ou seja, que houve inibição da divisão celular. A cisplatina foi introduzida na clínica médica em 1971, e desde então vem sendo utilizada em vários tratamentos para câncer (SRIGANTH e PREMALATHA, 1999). Um dos efeitos colaterais do uso da cisplatina é a geração de radicais livres em células não tumorais (OSANTO et al., 1991). O DNA é o principal alvo. Ocorre lesão na molécula de forma que a célula torna-se inviável para a divisão, o que pode levar a morte celular com conseqüente regressão do tumor. Portanto, a cisplatina é um fármaco citotóxico que age de maneira não Revisão da Literatura 17 dependente do ciclo celular, afetando as células em qualquer fase do ciclo, sendo classificado como de fase não específica (SIMON, 1990). A utilização da quimioterapia com a cisplatina, leva à queda dos níveis de antioxidantes plasmáticos dos pacientes, sugerindo uma falha no mecanismo de defesa antioxidante contra o estresse oxidativo. Este resultado pode estar relacionado com o baixo consumo de antioxidantes entre os pacientes, resultando em desequilíbrio oxidativo (WEIJL et al., 1998; 2004). Os agentes citostáticos são conhecidos por exercer sua função antitumoral pela interação com estruturas celulares específicas. A classificação inclui agentes alquilantes (ciclofosfamida, ifosfamida e cisplatina), antimetabólicos (5- fluorouracil e metotrexato), bloqueadores da tubulina (vincristina e taxol) e antibióticos (doxorrubicina e bleomicina) (WEIJL et al., 1997). As anormalidades cromossômicas induzidas por agentes citostáticos em linfócitos de sangue periférico de pacientes, podem potencialmente levar a um câncer secundário. Observou-se aumento da freqüência de mutação em linfócitos de pacientes com câncer testicular, mesmo depois de muitos anos da quimioterapia (OSANTO et al., 1991). Desde a descoberta da atividade antitumoral da cisplatina, é aceito que sua ação citotóxica é conseqüência da interação com o DNA celular (FICHTINGER-SCHEPMAN et al., 1996). Diante disso, a cisplatina induz aductos no DNA, gerando rearranjos complexos e aberrações cromossômicas observadas em cromossomos de células de mamíferos em cultura (KLIESCH e ADLER, 1987). Nos últimos anos, um grande número de estudos envolvendo antioxidantes dietéticos como antimutagênicos e anticarcinogênicos tem sido Revisão da Literatura 18 publicados (MURE e ROSSMAN, 2001). Os antioxidantes são capazes de proteger os tecidos normais do dano do DNA induzido por agentes citostáticos, agindo como antimutagênicos, sem comprometer os efeitos antitumorais das drogas citostáticas (ANDERSON et al., 1995; KATAOKA et al., 1996). Estudos in vitro e in vivo demonstraram que vários antioxidantes, incluindo as vitaminas C e E, são capazes de reduzir a mutagenicidade resultante do estresse oxidativo causado pela cisplatina, agindo portanto, como antimutagênicos (ANDERSON et al., 1995; KATAOKA et al., 1996; WEIJL et al., 1997). Objetivos 19 3 OBJETIVOSObjetivos 20 Objetivo Geral • Avaliar o efeito do carotenóide licopeno na mutagenicidade induzida pela cisplatina em ratos Wistar. Objetivos Específicos • Investigar o efeito do carotenóide licopeno, administrado em diferentes doses para permitir um estudo de dose-resposta, sobre a indução de aberrações cromossômicas em células da medula óssea de ratos Wistar. • Avaliar o possível efeito protetor dos tratamentos agudo e subagudo de diferentes doses do carotenóide licopeno, sobre as aberrações cromossômicas induzidas pelo antitumoral cisplatina em células da medula óssea de ratos Wistar. Material e Métodos 21 4 MATERIAL E MÉTODOS Material e Métodos 22 4.1 Material 4.1.1 Animais Os animais utilizados foram ratos machos da espécie Rattus norvegicus da linhagem Wistar, provenientes do Biotério Central do Campus de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo, com peso de aproximadamente 100 ± 10g (6 - 7 semanas de vida). Foram usados 6 animais por grupo de tratamento. 4.1.2 Cisplatina A cisplatina foi obtida de uma preparação comercialmente disponível para administração intravenosa, Platinil (Quiral Química do Brasil). Foi administrada por injeção intraperitoneal na dose de 5 mg/Kg p.c., com base nos dados da literatura (ANTUNES et al., 2000 a; ANTUNES et al., 2000 b). 4.1.3 Licopeno O licopeno foi gentilmente doado pela empresa Ayalla Marketing e Representações LTDA. Para a preparação da solução, esta substância que se apresentava na forma líquida de oleoresina de tomate, foi diluída em óleo de milho e administrada via oral por gavagem no volume máximo de 0,3 mL/100g. 4.1.4 Reagentes Químicos Todos os outros reagentes utilizados durante a realização desta investigação foram de grau analítico. Todas as soluções foram utilizadas imediatamente após a preparação. Material e Métodos 23 4.2 Métodos 4.2.1 Ensaio Biológico Os ratos utilizados no experimento foram alojados no Biotério da Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo. Os animais (no máximo 4) foram mantidos em caixas de polietileno, em sala com temperatura e ciclo de luz controlados (24ºC; ciclo de claro/escuro de 12h), onde receberam ração comercial (Tabelas 21 a 23, apêndice) e água destilada ad libitum. Na primeira fase do trabalho foram avaliados os efeitos de várias doses de licopeno (2, 4, 6, 8, 10 e 12 mg/Kg p.c.) para permitir uma curva dose- resposta na análise dos danos cromossômicos. O peso dos animais foi determinado para o cálculo das doses corretas que foram administradas. O protocolo experimental executado no ensaio preliminar está ilustrado na tabela a seguir. Nesse experimento foram utilizados 2 animais por grupo de tratamento (Tabela 1). Material e Métodos 24 Tabela 1 - Distribuição dos animais de acordo com o grupo de tratamento GRUPOS TRATAMENTOS Controle negativo água (0,5 mL) administrada por gavagem 24h antes da administração do diluente (salina 0,9%) da cisplatina Lico 2 licopeno (2 mg/Kg p.c.) administrado por gavagem 24h antes da administração do diluente (salina 0,9%) da cisplatina Lico 4 licopeno (4 mg/Kg p.c.) administrado por gavagem 24h antes da administração do diluente (salina 0,9%) da cisplatina Lico 6 licopeno (6 mg/Kg p.c.) administrado por gavagem 24h antes da administração do diluente (salina 0,9%) da cisplatina Lico 8 licopeno (8 mg/Kg p.c.) administrado por gavagem 24h antes da administração do diluente (salina 0,9%) da cisplatina Lico 10 licopeno (10 mg/Kg p.c.) administrado por gavagem 24h antes da administração do diluente (salina 0,9%) da cisplatina Lico 12 licopeno (12 mg/Kg p.c.) administrado por gavagem 24h antes da administração do diluente (salina 0,9%) da cisplatina n= 2 animais por grupo Os animais foram submetidos à eutanásia por decapitação 24h após a injeção intraperitoneal de solução salina. Após a realização e interpretação dos resultados do experimento preliminar, foi possível selecionar as doses mais adequadas a serem administradas aos animais. Foram selecionadas as doses de licopeno (2, 4 e 6 mg/Kg p.c.) para o estudo agudo e para o estudo subagudo foram utilizadas Material e Métodos 25 doses menores (0,5, 1 e 1,5 mg/Kg p.c.). Os animais foram divididos em diferentes grupos de tratamento no estudo agudo: 1- Controle negativo: água por gavagem 24h antes da injeção intraperitoneal de solução salina. 2- Óleo de milho: óleo por gavagem 24h antes da injeção intraperitoneal de solução salina. 3- Lico 2: licopeno por gavagem 24h antes da injeção intraperitoneal de solução salina. 4- Lico 4: licopeno por gavagem 24h antes da injeção intraperitoneal de solução salina. 5- Lico 6: licopeno por gavagem 24h antes da injeção intraperitoneal de solução salina. 6- cDDP (5 mg/Kg p.c.): água por gavagem 24h antes da injeção intraperitoneal de cisplatina. 7- Óleo de milho + cDDP: óleo por gavagem 24h antes da injeção intraperitoneal de cisplatina. 8- Lico 2 + cDDP: licopeno por gavagem 24h antes da injeção intraperitoneal de cisplatina. 9- Lico 4 + cDDP: licopeno por gavagem 24h antes da injeção intraperitoneal de cisplatina. 10- Lico 6 + cDDP: licopeno por gavagem 24h antes da injeção intraperitoneal de cisplatina. Material e Métodos 26 No tratamento subagudo foram realizadas 4 administrações de licopeno por gavagem (72, 48, 24 e 1h) antes da administração da cisplatina/solução salina. Dessa forma os protocolos experimentais dos tratamentos agudo (Figura 3) e subagudo (Figura 4) foram, respectivamente: i.p. de salina (0,9%) ou cDDP (5 mg/Kg p.c.) 24h antes da i.p. 24h depois da i.p. gavagem de óleo de eutanásia dos animais milho, licopeno ou água Figura 3 – Delineamento experimental do tratamento agudo Figura 4 - Delineamento experimental do tratamento subagudo 24h depois da i.p. 72h 48h 24h 1h i.p. de salina (0,9%) ou cDDP (5 mg/kg) gavagem de óleo de milho, licopeno ou água eutanásia dos animais antes da i.p. Material e Métodos 27 4.2.2 Aberrações Cromossômicas Os fêmures dos animais foram retirados após a eutanásia, para obtenção das células das medulas ósseas em metáfase. Foi utilizada a técnica de Preston et al. (1987) adaptada para o laboratório de Bromatologia e Nutrição da FCFRP – USP. Injetou-se na região intraperitoneal do rato, 0,5 mL/100g de peso corpóreo de colchicina (0,16%) noventa minutos antes da eutanásia do animal, com o objetivo de bloquear as células em metáfase. Após esse tempo, os animais foram submetidos à eutanásia por decapitação. Em seguida, foi procedida a remoção das células da medula óssea, introduzindo-se no canal medular 5,0 mL de solução hipotônica de KCl 0,075M à 37oC, com o auxílio de uma seringa com agulha. Esse procedimento foi repetido duas vezes em cada fêmur do animal e o material obtido foi centrifugado por 5 minutos a 200g. O sobrenadante foi desprezado e adicionou-se 5,0 mL de fixador (metanol e ácido acético 3:1). O material foi ressuspendido e em seguida, o mesmo foi centrifugado por 5 minutos a 200g. Novamente, o sobrenadante foi desprezado e em seguida foi adicionado 3 mL de fixador. O material foi ressuspendido e centrifugado por 5 minutos a 200g. O sobrenadante foi desprezado e adicionou-se mais 2 mL do fixador no precipitado. O material foi vedado e conservado na geladeira por 24h. Depois desse período, foi ressuspendido e centrifugado por 5 minutos a 200g. O sobrenadante foi desprezadoe adicionou-se algumas gotas de fixador para ter quantidade suficiente para a confecção das lâminas. As lâminas foram previamente limpas com água destilada e sabão. Foram guardadas na geladeira, imersas em água destilada. Material e Métodos 28 Foram coradas com uma solução de Giemsa (1,0 mL de Giemsa para 30 mL de tampão Sorensen pH 6,8). A análise das lâminas foi feita em microscópio de luz, com o objetivo de se detectar possíveis alterações cromossômicas nas células metafásicas dos animais. Para a avaliação da freqüência de aberrações cromossômicas (AC) foram analisadas 100 células metafásicas de cada animal com 42 ± 1 cromossomos. O índice mitótico foi determinado pelo número de células em divisão em mil células contadas por animal, sendo o resultado expresso em porcentagem. Foi utilizado microscópio de luz, com a objetiva de imersão (100 x), em teste cego, para se evitar tendenciosidade na interpretação dos resultados. As análises das aberrações cromossômicas foram realizadas conforme a classificação proposta por Savage (1976). De acordo com esta classificação, neste protocolo foram encontradas os seguintes tipos de aberrações cromossômicas: � quebras do tipo cromatídicas: ocorrem apenas em um determinado local de uma das cromátides do cromossomo; � quebras do tipo isocromatídicas: ocorrem em um determinado local de ambas as cromátides irmãs de um mesmo cromossomo; � trirradial: quando dois cromossomos com aberração tipo rearranjo complexo formam este tipo de figura geométrica, em decorrência de suas posições; � rearranjo complexo: quando ocorre troca das partes de cromossomos homólogos ou não, em virtude da ocorrência de quebras seguida de interação das partes lesionadas (Ex: anel , quadrirradial); Material e Métodos 29 � “gaps”: correspondem às lesões acromáticas, com pequenas mudanças estruturais, sendo estas lesões em geral, menores do que a largura da cromátide. 4.2.3 Análise Estatística A assessoria estatística foi prestada pelo Prof. Dr. Alexandre Souto Martinez, do Departamento de Física e Matemática da Faculdade de Filosofia e Letras de Ribeirão Preto-USP. Os resultados foram submetidos ao teste da diferença entre duas proporções (teste de homogeneidade), com α = 0,01. Este teste foi aplicado com o objetivo de aceitar ou rejeitar a hipótese nula (Hο). Neste caso supõe-se que não há diferença estatística significativa entre os tratamentos. Caso contrário, considera-se H1. Os resultados foram expressos pela média dos índices mitóticos, pelo total de aberrações cromossômicas, pelo número de metáfases com aberrações cromossômicas ± DP (desvio padrão), de cada grupo analisado e a significância foi expressa pelo valor p. Resultados 30 5 RESULTADOS Resultados 31 5.1 Ensaio Preliminar Os resultados obtidos no ensaio preliminar com várias doses do carotenóide licopeno (2, 4, 6, 8, 10 e 12 mg/Kg p.c.) e respectivo controle negativo estão apresentados na Tabela 2. A tabela mostra os tipos e freqüências de aberrações cromossômicas, o total de aberrações cromossômicas, os valores dos índices mitóticos e o número de metáfases com aberrações cromossômicas para cada tratamento. Como pode ser observado, as menores doses de licopeno (2, 4 e 6 mg/Kg p.c.) apresentaram índice mitótico semelhante ao grupo controle negativo. Ao contrário, nas doses de licopeno a partir de 8 mg/Kg p.c. foi observada uma diminuição considerável do índice mitótico, comparados com o grupo controle negativo. Nos tratamentos utilizando diferentes doses do carotenóide licopeno, houve também um aumento no número de aberrações cromossômicas ou no número de metáfases com aberrações cromossômicas a partir da dose de 10 mg/Kg p.c., quando comparado com o controle negativo. As aberrações cromossômicas verificadas foram as quebras do tipo cromatídica e os “gaps”. Após a realização do ensaio preliminar, pôde ser observado que as menores doses de licopeno (2, 4 e 6 mg/Kg p.c.) testadas, mostraram valores semelhantes ao controle negativo, indicando a ausência de efeito citotóxico, ou seja, não interferiu no índice mitótico das células. R esultados 32 Tabela 2 - Índice mitótico, tipos de aberrações cromossômicas, total de aberrações cromossômicas e número de metáfases alteradas observados em células da medula óssea de ratos Wistar, tratados de forma aguda com diferentes doses do carotenóide licopeno, sacrificados 24 horas após os tratamentos Grupos Número de AC IM (%) “Gaps” Quebras Outras Total MA C IC Controle negativo 1,6 0 3 0 0 3 3 Lico 2 1,7 0 2 0 0 2 2 Lico 4 1,7 1 1 0 0 2 2 Lico 6 1,8 0 3 0 0 2 3 Lico 8 1,4 1 1 0 0 2 2 Lico 10 1,3 2 3 0 0 5 5 Lico 12 0,9 1 5 0 0 6 6 Foram analisadas 200 células por tratamento (n=2) AC = aberrações cromossômicas; IM = índice mitótico; C = quebra cromatídica; IC = quebra isocromatídica e MA = número de metáfases com aberrações cromossômicas Resultados 33 5.2 Tratamento Agudo Os resultados obtidos no tratamento agudo com diferentes doses do carotenóide licopeno (2, 4 e 6 mg/Kg p.c.) e/ou cisplatina associados ou não, assim como seus respectivos controles, estão apresentados nas Tabelas 3 e 4 e nas Figuras 7 a 12. Estas tabelas também mostram os tipos e as freqüências de aberrações cromossômicas, o total de aberrações cromossômicas, os valores dos índices mitóticos, além da média das metáfases com aberrações cromossômicas e o desvio padrão. Os resultados individuais obtidos no tratamento agudo, nos tratamentos associados ou não do carotenóide licopeno com o antitumoral cisplatina estão apresentados no apêndice (Tabelas 1 a 10). Na Tabela 3 pode ser observado o resultado obtido dos animais tratados com o solvente óleo de milho, mostrando que o mesmo não apresentou diferença estatística no total de aberrações cromossômicas ou no número de metáfases com aberrações cromossômicas, quando comparado com o controle negativo (p> 0,01). A Tabela 3 apresenta ainda os resultados dos tratamentos com o licopeno, sobre a avaliação do potencial deste carotenóide na indução de aberrações cromossômicas, mostrando que nas doses utilizadas não houve aumento estatisticamente significativo no total de aberrações cromossômicas ou no número de metáfases com aberrações cromossômicas, isto em relação ao controle negativo (p> 0,01) (Figuras 7 e 8). Com relação a média dos índices mitóticos, não foi encontrada diferença estatisticamente significativa, mostrando a ausência de citotoxicidade do carotenóide nas diferentes doses utilizadas, quando comparados com os grupos controle negativo e solvente. Ao contrário disto, a Tabela 4 mostra um aumento significativo no total de aberrações cromossômicas no tratamento com o antitumoral cisplatina (p< Resultados 34 0,01), aumentando o número de metáfases com aberrações cromossômicas de 20 no controle negativo para 137 aberrações no tratamento com a cisplatina. E ainda, induziu um percentual médio no número de metáfases com aberrações cromossômicas de 22,8%, comparado com o valor médio de 3,3% observado no tratamento controle negativo. As aberrações cromossômicas observadas com maior freqüência foram as quebras do tipo cromatídica, seguidas dos “gaps”, quebras do tipo isocromatídica, trirradiais (Figura 6) e “exchange” complexa, que podem ser comparadas com a metáfase normal mostrada na Figura 5. Os resultados obtidos nos tratamentos com diferentes doses do carotenóide licopeno em associação com o antitumoral cisplatina, estão apresentados na Tabela 4 e ilustrados nas Figuras 9 e 10. Houve redução estatisticamente significativa (p< 0,01) no total de aberrações cromossômicas e no número de metáfases com aberrações cromossômicas, comparado com o tratamentoutilizando a cisplatina. A menor dose de licopeno (2 mg/Kg p.c.) utilizada, forneceu uma redução no total de aberrações cromossômicas de 42,1% e no número de metáfases com aberrações cromossômicas de 42,3%, em relação ao tratamento apenas com o antitumoral cisplatina. A dose intermediária de licopeno (4 mg/Kg p.c.) possibilitou uma redução no total de aberrações cromossômicas de 47,8% e de 39,4% no número de metáfases com aberrações cromossômicas, comparado com a cisplatina. E ainda, a maior dose de licopeno (6 mg/Kg p.c.) administrada possibilitou também uma redução no total de aberrações cromossômicas de 55,6% e de 46,7%, no número de metáfases com aberrações cromossômicas, comparado com a cisplatina (Figuras 11 e 12). Resultados 35 Pode ser observado também que o óleo de milho em associação com o antitumoral cisplatina, não apresentou diferença estatisticamente significativa no total de aberrações cromossômicas e no número de metáfases com aberrações cromossômicas, comparado ao grupo cisplatina (Tabela 4). Em nenhum dos tratamentos foi observado diferença estatisticamente significativa na média dos índices mitóticos, quando comparados com o controle negativo. Foi possível verificar que houve predominância de uma aberração por célula, mas mesmo assim, foram observadas células com mais de uma aberração quando os animais foram tratados com cisplatina e/ou associação com o licopeno (Tabelas 3 e 4). A eficiência das doses de licopeno estudadas na proteção contra as aberrações cromossômicas induzidas pela cisplatina foram doses dependentes no tratamento agudo, sendo assim classificada: Lico 6 > Lico 4 > Lico 2, com relação ao total de aberrações cromossômicas. R esultados 36 Tabela 3 - Índice mitótico, tipos de aberrações cromossômicas, total de aberrações cromossômicas e número de metáfases alteradas observados em células da medula óssea de ratos Wistar, tratados de forma aguda (24h) com diferentes doses do carotenóide licopeno e respectivos controles. Os animais foram sacrificados 24 horas após o tratamento intraperitoneal com solução salina (0,9%) Grupos Número de AC IM (%) “Gaps” Quebras Outras Total MA M ± DP C IC Controle Negativo 2,0 4 14 2 0 20 20 3,3 ± 1,9 Óleo 2,2 4 14 1 0 19 19 3,1 ± 1,9 Lico 2 2,4 5 5 0 0 10 10 1,6 ± 1,2 Lico 4 2,1 2 12 0 0 14 14 2,3 ± 0,5 Lico 6 2,2 1 13 1 0 15 15 2,5 ± 1,5 Foram analisadas 600 células por tratamento (n=6) AC = aberrações cromossômicas; IM = índice mitótico; C = quebra cromatídica; IC = quebra isocromatídica; MA = número de metáfases com aberrações cromossômicas; M = média do número de metáfases com aberrações cromossômicas e DP = desvio padrão R esultados 37 Tabela 4 - Índice mitótico, tipos de aberrações cromossômicas, total de aberrações cromossômicas e número de metáfases alteradas observados em células da medula óssea de ratos Wistar, tratados de forma aguda (24h) com diferentes doses do carotenóide licopeno com cDDP e respectivos controles. Os animais foram sacrificados 24 horas após o tratamento intraperitoneal com solução salina (0,9%) e/ou cDDP (5 mg/kg p.c.) Grupos Número de AC IM (%) “Gaps” Quebras Outras Total MA M ± DP C IC Controle Negativo 2,0 4 14 2 0 20 20 3,3 ± 1,9 cDDP 2,0 15 153 9 1E 178 137 a 22,8 ± 4,9 Óleo + cDDP 1,8 7 151 1 0 159 138 a 23,0 ± 4,1 Lico 2 + cDDP 1,5 6 85 7 2E, 3T 103 79 a, b 13,2 ± 3,7 Lico 4 + cDDP 2,0 8 74 8 1E, 2T 93 83 a, b 13,8 ± 1,3 Lico 6 + cDDP 2,2 11 66 2 0 79 73 a, b 12,2 ± 3,3 Foram analisadas 600 células por tratamento (n=6) AC = aberrações cromossômicas; IM = índice mitótico; C = quebra cromatídica; IC = quebra isocromatídica; E = “exchange” complexa; T = figura trirradial; MA = número de metáfases com aberrações cromossômicas; M = média do número de metáfases com aberrações cromossômicas e DP = desvio padrão; a estatisticamente diferente do grupo controle negativo (p< 0,01); b estatisticamente diferente do tratamento com cDDP (p< 0,01) Resultados 38 Figura 5 – Fotomicrografia de uma metáfase normal identificada em células de medula óssea de rato. (2n= 42). Aumento de 1000 x (imersão). Figura 6 – Fotomicrografia de uma aberração cromossômica do tipo figura trirradial identificada em células de medula óssea de rato (2n= 42). Aumento de 1000 x (imersão). Resultados 39 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 T ot al d e M et áf as es c om A be rr aç õe s cr om os sô m ic as Controle Negativo Óleo Lico 2 Lico 4 Lico 6 Figura 7 – Número de metáfases com aberrações cromossômicas em 600 células por tratamento (n= 6) observado em medula óssea de ratos Wistar, tratados de forma aguda com diferentes doses do carotenóide licopeno (2, 4 e 6 mg/Kg p.c.) e respectivos controles. 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 T ot al d e A be rr aç õe s C ro m os sô m ic as Controle Negativo Óleo Lico 2 Lico 4 Lico 6 Figura 8 – Total de aberrações cromossômicas em 600 células por tratamento (n= 6) observado em medula óssea de ratos Wistar, tratados de forma aguda com diferentes doses do carotenóide licopeno (2, 4 e 6 mg/Kg p.c.) e respectivos controles. Resultados 40 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 T ot al d e M et áf as es c om A be rr aç õe s C ro m os sô m ic as Controle Negativo cDDP Óleo + cDDP Lico 2 + cDDP Lico 4 + cDDP Lico 6 + cDDP Figura 9 – Número de metáfases com aberrações cromossômicas em 600 células por tratamento (n= 6) observado em medula óssea de ratos Wistar, tratados de forma aguda com diferentes doses do carotenóide licopeno (2, 4 e 6 mg/Kg p.c.) associado ao antitumoral cisplatina (cDDP) e respectivos controles. 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 T ot al d e A be rr aç õe s C ro m os sô m ic as Controle Negativo cDDP Óleo + cDDP Lico 2 + cDDP Lico 4 + cDDP Lico 6 + cDDP Figura 10 – Total de aberrações cromossômicas em 600 células por tratamento (n= 6) observado em medula óssea de ratos Wistar, tratados de forma aguda com diferentes doses do carotenóide licopeno (2, 4 e 6 mg/Kg p.c.) associado ao antitumoral cisplatina (cDDP) e respectivos controles. Resultados 41 0 10 20 30 40 50 60 % R ed uç ão n o T ot al d e M et áf as es c om A be rr aç õe s C ro m os sô m ic as Lico 2 + cDDP Lico 4 + cDDP Lico 6 + cDDP Figura 11 - Redução no total de metáfases com aberrações cromossômicas sobre o dano induzido pelo tratamento com o antitumoral cisplatina em células da medula óssea de ratos Wistar, tratados de forma aguda com diferentes doses do carotenóide licopeno (2, 4 e 6 mg/Kg p.c.). Figura 12 - Redução no total de aberrações cromossômicas sobre o dano induzido pelo tratamento com o antitumoral cisplatina em células da medula óssea de ratos Wistar, tratados de forma aguda com diferentes doses do carotenóide licopeno (2, 4 e 6 mg/Kg p.c.). 0 10 20 30 40 50 60 % R ed uç ão n o T ot al d e A be rr aç õe s C ro m os sô m ic as Lico 2 + cDDP Lico 4 + cDDP Lico 6 + cDDP Resultados 42 5.3 Tratamento Subagudo Os resultados obtidos no tratamento subagudo com diferentes doses do carotenóide licopeno (0,5; 1 e 1,5 mg/Kg p.c.) e/ou cisplatina associados ou não, assim como dos seus respectivos controles estão demonstrados nas Tabelas 5 e 6 e nas Figuras 13 a 16. Estas tabelas também mostram os tipos e freqüências de aberrações cromossômicas, o total de aberrações cromossômicas, os valores dos índices mitóticos, além da média das metáfases com aberrações cromossômicas e o desvio padrão. Os resultados individuais obtidos no tratamento subagudo, nos tratamentos associados ou não do carotenóide licopeno com o antitumoral cisplatina estão apresentados no apêndice(Tabelas 11 a 20). Na Tabela 5, pode ser observado o resultado obtido dos animais tratados com diferentes doses do carotenóide licopeno, controle negativo e do solvente óleo de milho. Estes resultados demonstram novamente que o veículo utilizado não apresentou diferença estatística no total de aberrações cromossômicas e no número de metáfases com aberrações cromossômicas, quando comparado com o controle negativo (p> 0,01). Esta tabela apresenta ainda os resultados dos tratamentos com diferentes doses do carotenóide licopeno, mostrando que o licopeno em todas as doses testadas não apresentou diferença estatisticamente significativa no total de aberrações cromossômicas ou no número de metáfases com aberrações cromossômicas, quando comparados com o controle negativo. Assim como não foi encontrada diferença estatisticamente significativa na média dos índices mitóticos, mostrando a ausência de citotoxicidade do licopeno analisado sobre as células Resultados 43 da medula óssea de ratos, quando comparados com os grupos controle negativo e solvente (Figuras 13 e 14). Assim como no experimento com o tratamento agudo, os animais que foram submetidos ao tratamento com o antitumoral cisplatina, apresentaram um aumento significativo no total de aberrações cromossômicas (p< 0,01), aumentando o número de metáfases com aberrações cromossômicas de 15 no controle negativo para 139 aberrações no tratamento com a cisplatina (Tabela 6). O antitumoral induziu também um percentual médio no número de metáfases com aberrações cromossômicas de 23,2% comparado com o percentual médio de 2,5% observado no grupo controle negativo. As aberrações cromossômicas observadas com maior freqüência também foram as quebras do tipo cromatídica, seguidas dos “gaps”, quebras do tipo isocromatídica, trirradiais e “exchange” complexa. A Tabela 6 e as Figuras 15 e 16 apresentam os resultados obtidos nos tratamentos com diferentes doses do carotenóide licopeno em associação com o antitumoral cisplatina. Houve uma redução estatisticamente significativa (p< 0,01) no total de aberrações cromossômicas e no número de metáfases alteradas em todas as doses utilizadas, quando comparadas com o tratamento utilizando apenas a cisplatina (Figuras 17 e 18). Pode ser observado também que o óleo de milho em associação com a cisplatina não apresentou diferença estatística (p> 0,01) tanto no total de aberrações cromossômicas como no número de metáfases com aberrações cromossômicas, comparado ao grupo cisplatina (Tabela 6). Resultados 44 No tratamento subagudo também não foi observado diferença estatisticamente significativa na média dos índices mitóticos em todos os grupos de tratamento, quando comparados com o controle negativo. Nas Tabelas 5 e 6 foi possível visualizar que houve predominância de uma aberração por célula, mas mesmo assim foram observadas células com mais de uma aberração quando os animais foram tratados com cisplatina e/ou associação com o licopeno. R esultados 45 Tabela 5 - Índice mitótico, tipos de aberrações cromossômicas, total de aberrações cromossômicas e número de metáfases alteradas observados em células da medula óssea de ratos Wistar, tratados de forma subaguda (72, 48, 24 e 1h) com diferentes doses do carotenóide licopeno e respectivos controles. Os animais foram sacrificados 24 horas após o tratamento intraperitoneal com solução salina (0,9%) Grupos Número de AC IM (%) “Gaps” Quebras Outras Total MA M ± DP C IC Controle Negativo 2,8 3 12 0 0 15 15 2,5 ± 1,0 Óleo 2,1 4 10 0 0 14 14 2,3 ± 2,2 Lico 0,5 2,3 3 15 0 0 18 18 3,0 ± 2,4 Lico 1 1,8 7 12 0 0 19 19 3,2 ± 1,8 Lico 1,5 2,2 3 10 0 0 13 13 2,2 ± 1,5 Foram analisadas 600 células por tratamento (n=6) AC = aberrações cromossômicas; IM = índice mitótico; C = quebra cromatídica; IC = quebra isocromatídica; E = “exchange” complexa; T = figura trirradial; MA = número de metáfases com aberrações cromossômicas; M = média do número de metáfases com aberrações cromossômicas e DP = desvio padrão R esultados 46 Tabela 6 - Índice mitótico, tipos de aberrações cromossômicas, total de aberrações cromossômicas e número de metáfases alteradas observados em células da medula óssea de ratos Wistar, tratados de forma subaguda (72, 48, 24 e 1h) com diferentes doses do carotenóide licopeno com cDDP e respectivos controles. Os animais foram sacrificados 24 horas após o tratamento intraperitoneal com solução salina (0,9%) e/ou cDDP (5 mg/kg p.c.) Grupos Número de AC IM (%) “Gaps” Quebras Outras Total MA M ± DP C IC Controle Negativo 2,8 3 12 0 0 15 15 2,5 ± 1,0 cDDP 2,1 15 145 12 3T 175 139 a 23,2 ± 3,0 Óleo + cDDP 1,8 17 153 8 3T, 1E 182 145 a 24,2 ± 4,3 Lico 0,5 + cDDP 1,7 5 53 0 1T 59 54 a, b 9,0 ± 3,1 Lico 1 + cDDP 2,0 8 110 3 1T, 2E 124 92 a, b 15,3 ± 5,3 Lico 1,5 + cDDP 2,3 16 101 0 0 117 89 a, b 14,8 ± 4,9 Foram analisadas 600 células por tratamento (n=6) AC = aberrações cromossômicas; IM = índice mitótico; C = quebra cromatídica; IC = quebra isocromatídica; E = “exchange” complexa; T = figura trirradial; MA = número de metáfases com aberrações cromossômicas; M = média do número de metáfases com aberrações cromossômicas e DP = desvio padrão; a estatisticamente diferente do grupo controle negativo (p< 0,01); b estatisticamente diferente do tratamento com cDDP (p< 0,01) Resultados 47 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 T ot al d e M et áf as es c om A be rr aç õe s C or m os sô m ic as Controle Negativo Óleo Lico 0,5 Lico 1,0 Lico 1,5 Figura 13 – Número de metáfases com aberrações cromossômicas em 600 células por tratamento (n= 6) observado em medula óssea de ratos Wistar, tratados de forma subaguda com diferentes doses do carotenóide licopeno (0,5; 1 e 1,5 mg/Kg p.c.) e respectivos controles. 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 T ot al d e A be rr aç õe s C ro m os sô m ic as Controle Negativo Óleo Lico 0,5 Lico 1,0 Lico 1,5 Figura 14 – Total de aberrações cromossômicas em 600 células por tratamento (n= 6) observado em medula óssea de ratos Wistar, tratados de forma subaguda com diferentes doses do carotenóide licopeno (0,5; 1 e 1,5 mg/Kg p.c.) e respectivos controles. Resultados 48 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 T ot al d e M et áf as es c om A be rr aç õe s C ro m os sô m ic as Controle Negativo cDDP Óleo + cDDP Lico 0,5 + cDDP Lico 1,0 + cDDP Lico 1,5 + cDDP Figura 15 – Número de metáfases com aberrações cromossômicas em 600 células por tratamento (n= 6) observado em medula óssea de ratos Wistar, tratados de forma subaguda com diferentes doses do carotenóide licopeno (0,5; 1 e 1,5 mg/Kg p.c.) associado ao antitumoral cisplatina (cDDP) e respectivos controles. 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 T ot al d e A be rr aç õe s C ro m os sô m ic as Controle Negativo cDDP Óleo + cDDP Lico 0,5 + cDDP Lico 1,0 + cDDP Lico 1,5 + cDDP Figura 16 – Total de aberrações cromossômicas em 600 células por tratamento (n= 6) observado em medula óssea de ratos Wistar, tratados de forma subaguda com diferentes doses do carotenóide licopeno (0,5; 1 e 1,5 mg/Kg p.c.) associado ao antitumoral cisplatina (cDDP) e respectivos controles. Resultados 49 0 10 20 30 40 50 60 70 % R ed uç ão n oT ot al d e M et áf as es c om A be rr aç õe s C ro m os sô m ic as Lico 0,5 + cDDP Lico 1 + cDDP Lico 1,5 + cDDP Figura 17 - Redução no total de metáfases com aberrações cromossômicas sobre o dano induzido pelo tratamento com o antitumoral cisplatina em células da medula óssea de ratos Wistar, tratados de forma subaguda com diferentes doses do carotenóide licopeno (0,5; 1 e 1,5 mg/Kg p.c.). 0 10 20 30 40 50 60 70 % R ed uç ão n o T ot al
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