Avaliação da indução de autofagia em linhagem de câncer colorretal tratada com nanopartículas de óxido de zinco - Leite, Camila Custódio (My University, 2022)
Nanoparticles of zinc oxide (ZnO-NPs) have attracted the attention of nanomedicine due to its promising anticancer properties, resulting from its electrostatic characteristic and the generation of reactive oxygen species, combined with a relatively easy and economical synthesis process. The molecular mechanisms of the effects of ZnO-NPs on tumor cells are still not well defined, and one of the processes involved that has been investigated is the role of autophagy. In this study, the cytotoxic effects of ZnO-NPs on human colon carcinoma cells (HCT-116) and induction of autophagy were investigated. The characterization of the commercially acquired ZnO-NPs was confirmed with the presence of wurtzite crystal structure by the X-ray Diffraction technique and its approximate size of 50 nm by Transmission Electron Microscopy. The dispersions of ZnO-NPs in DMEM medium showed low stability with tendency to agglomeration by zeta potential analysis and increase of the hydrodynamic size revealed by Dynamic Light Scattering. A concentration-dependent cell viability reduction was observed in the MTT assay, as colony formation was progressively affected with increasing ZnO-NP concentration in the clonogenic assay. Alterations in cell morphology such as loss of adhesion and cytoplasmic retraction were observed by optical microscopy in the presence of increasing concentrations of ZnO-NPs. Western blot analysis was performed to investigate autophagy, revealing a progressive increase in LC3 protein expression after 6, 12 and 18h incubation with IC50 obtained in the MTT assay, confirmed by indirect immunofluorescence test, which similarly increased the expression pattern of LC3A/B at higher concentrations (25 μg mL-1). The results indicated that ZnO-NPs was able to promote cytotoxic effects on the HCT-116 human colorectal carcinoma cell line and induce autophagy at a concentration of 25 μg ml-1. Due to the lack of studies indicating the mechanism of action after exposure to ZnO-NPs in colorectal cancer cells, the data here presented may contribute to the elucidation of the effects of nanoparticles on tumor cells and may direct further studies to better understand the role of autophagy induced by ZnO-NPs. [resumo fornecido pelo autor]
As nanopartículas de óxido de zinco (ZnO-NPs) têm atraído a atenção da nanomedicina devido às suas promissoras propriedades anticancerígenas, resultado de sua característica eletrostática e da geração de espécies reativas de oxigênio, aliadas a um processo de síntese relativamente fácil e econômico. Os mecanismos moleculares dos efeitos de ZnO-NPs em células tumorais ainda não estão bem definidos, sendo que um dos processos envolvidos que vem sendo investigado é o papel da autofagia. Neste estudo, foram investigados os efeitos citotóxicos de ZnO-NPs em células de carcinoma de cólon humano (HCT-116) e indução de autofagia. A caracterização das ZnO-NPs, adquiridas comercialmente foi confirmada através da presença de estrutura cristalina wurtzita pela técnica de Difração de Raios-X e seu tamanho aproximado de 50 nm por Microscopia Eletrônica de Transmissão. As dispersões de ZnO-NPs em meio DMEM apresentaram baixa estabilidade com tendência a aglomeração pela análise de Potencial Zeta e aumento do tamanho hidrodinâmico revelada por Dispersão de Luz Dinâmica. Observou-se uma redução da viabilidade celular na dependente da concentração no ensaio MTT, assim como a formação de colônias foi afetada progressivamente com o aumento da concentração de ZnO-NPs no ensaio clonogênico. Alterações na morfologia celular como perda de adesão e retração do citoplasma foram observadas por microscopia óptica na presença de concentrações crescentes de ZnO-NPs. A análise de western blot foi realizada para investigar a autofagia, revelando um aumento progressivo da expressão da proteína LC3 após 6, 12 e 18h de incubação com o IC50 obtido no ensaio MTT, confirmados por teste indireto de imunofluorescência, que aumentou similarmente o padrão de expressão de LC3A/B nas maiores concentrações (25 μg mL-1). Os resultados indicaram que ZnO-NPs foi capaz de promover efeitos citotóxicos na linhagem celular de carcinoma colorretal humano HCT-116 e induzir autofagia a uma concentração de 25 μg mL-1. Em face a carência de estudos indicando o mecanismo de ação após exposição à ZnO-NPs em células de câncer colorretal, os dados aqui apresentados podem contribuir na elucidação dos efeitos das nanopartículas em células tumorais, podendo direcionar novos estudos para melhor entender o papel da autofagia induzida por ZnO-NPs. [resumo fornecido pelo autor]
Keywords: Nanotecnologia; Nanopartículas; óxido de zinco; Cólon (Anatomia) - Câncer; Autofagia