Nova abordagem terapêutica para o colangiocarcinoma: do NIS à radioterapia metabólica

Dissertação de mestrado em Investigação Biomédica, apresentada à Faculdade de Medicina da Universidade de Coimbra.O colangiocarcinoma (CC) é uma neoplasia com mau prognóstico que possui uma taxa de sobrevivência diminuta, tornando-se crucial investigar novas opções terapêuticas para este tipo de tumor altamente agressivo. Recentemente foi demonstrado que o CC apresenta expressão aumentada de NIS (do inglês sodium iodide symporter), uma molécula que medeia a captação de iodo. É sabido que o NIS possui um papel preponderante na radioterapia metabólica com iodo-131 para o tratamento de tumores da tiróide, sendo também atualmente alvo de investigação ativa para o tratamento de tumores extra-tiroideus. Assim, o objetivo deste trabalho consistiu em avaliar o potencial terapêutico da radioterapia metabólica com iodo-131 numa linha celular de CC. Para tal, foi utilizada uma linha celular humana de CC extrahepático, a linha TFK- 1. Os estudos foram iniciados pela determinação da expressão de NIS na linha celular, e para além disso realizaram-se estudos de captação e de retenção de iodo-131. Posteriormente as células foram sujeitas a doses de radiação entre 0,35 e 60 Gy com este radioisótopo, para avaliar e caracterizar os efeitos da radioterapia metabólica ao nível da sobrevivência celular, danos no DNA, tipos e mecanismos de morte celular induzidos e alterações no ciclo celular. Verificou-se que as células TFK-1 expressam NIS, aumentando a captação após irradiação. Em concordância, o iodo-131 é captado e retido por esta linha celular. Observou-se que o tratamento com iodo-131 induziu danos severos no DNA e um decréscimo da sobrevivência celular, dependentes da dose de radiação. O tipo de morte celular predominantemente induzido foi a apoptose, seguida por uma tendência para o aumento da razão BAX/BCL-2, despolarização da membrana mitocondrial e libertação de citocromo c. Após a irradiação, verificou-se um aumento da produção de radical superóxido e de peróxidos intracelulares. Observou-se também uma tendência para o XII ! aumento da expressão de superóxido dismutase e de glutationa reduzida. No que se refere à análise do ciclo celular, não se verificaram diferenças relativamente ao controlo. Desta forma foi possível concluir que as células TFK-1 expressam NIS, o que permite a captação de iodo-131. Consequentemente, a irradiação com iodo-131 induz danos no DNA, resultando numa diminuição da sobrevivência e da viabilidade celular bem como um aumento da morte celular principalmente por apoptose, através da via mitocondrial. O radical superóxido e os peróxidos intracelulares parecem estar envolvidos neste processo. Pelo exposto, a radioterapia metabólica com iodo-131 poderá ser uma opção promissora para o tratamento do CC.Cholangiocarcinoma (CC) is a malignancy that has poor prognosis and low survival rate, being crucial to investigate new therapeutic options for this highly aggressive type of tumour. Recently, it was shown that CC has increased expression of sodium iodide symporter (NIS), a molecule that mediates the iodine uptake. It is already known that NIS has a key role in metabolic radiotherapy, using iodine-131, in the treatment of thyroid tumours, being also currently under active investigation for the treatment of extra thyroidal tumours. Thus, the aim of this study was to evaluate the therapeutic efficacy of metabolic radiotherapy with iodine-131 in a CC cell line. To this end, a human extrahepatic CC cell line was used, the TFK-1 cell line. Studies were started by determining the expression of NIS, in this cell line, and furthermore, iodine-131 influx and efflux studies were performed. Subsequently, the cells were irradiated with doses of this radioisotope from 0.35 to 60 Gy, in order to evaluate and characterize the effects of metabolic radiotherapy on cell survival, DNA damages, type and mechanisms of induced cell death, and cell cycle changes. It was found that TFK-1 cells express NIS that increases after irradiation. Accordingly to this result, the iodine-131 is captured and retained by this cell line. It was observed that the treatment with iodine-131 induces severe DNA damages and a decrease in cell survival, dependent on the dose. The predominant type of induced cell death was apoptosis, followed by a tendency to increase of the BAX/BCL-2 ratio, mitochondrial membrane depolarization, and release of cytochrome c. After irradiation, it was observed an increase on superoxide anion and intracellular peroxides production. It was also observed a tendency to increase of superoxide dismutase and glutathione expression. Regarding the cell cycle, there were no differences compared to the control. Thus, it was possible to conclude that TFK-1 cells express NIS, which allows iodine-131 uptake. Consequently, irradiation with iodine-131 induced severe DNA XIV ! damage and caused a decrease in cells survival and viability as well as cell death mainly by apoptosis, through mitochondrial pathway. Superoxide anion and intracellular peroxides seem to be involved in this process. So, metabolic radiotherapy with iodine-131 could be a promising option for the treatment of CC