Avaliação e modulação do potencial citotóxico do cádmio em células mamárias humanas

Tese de mestrado, Controlo da Qualidade e Toxicologia dos Alimentos, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2011O cádmio (Cd) é um metal pesado, tóxico e muito utilizado a nível industrial, sendo considerado um poluente ambiental ao qual o Homem tem vindo a ser exposto através do tabaco e da sua actividade ocupacional. Os alimentos são também uma fonte importante de Cd, sendo considerada a principal fonte de exposição para a população não fumadora em geral. Este metal foi classificado como sendo um cancerígeno humano devido a evidências de aparecimento de tumores em diferentes órgãos, obtidas em modelos animais ou em populações humanas expostas. No que respeita ao tecido mamário, diversos efeitos celulares têm vindo a ser reportados ao Cd e alguns estudos epidemiológicos têm vindo a associar este elemento com o cancro de mama. O trabalho aqui apresentado inclui a avaliação da citotoxicidade do cádmio (CdCl2), usando diferentes ensaios de viabilidade celular, bem como a avaliação da geração de espécies reactivas de oxigénio em células MCF10A, uma linha celular mamária humana de origem não tumoral. Pretendeu-se ainda investigar a potencial mitigação dos efeitos citotóxicos do Cd utilizando um agente quelante, o macrociclo [15]pyN5, na forma de sal de cálcio. O Cd mostrou ser citotóxico para as células MCF10A, revelando perfis de citotoxicidade semelhantes em ambos os ensaios utilizados, o ensaio do MTT e o ensaio do Cristal Violeta (CV). Pela avaliação morfológica verificaram-se alterações celulares degenerativas marcadas, acompanhadas de uma clara redução no número de células, para concentrações compreendidas entre 75 μM e 200 μM. A geração de radical anião superóxido intracelular foi também observada de uma forma ligeira, mas com significado estatístico para concentrações de Cd ≥100 μM. O sal de cálcio de [15]pyN5 mostrou claramente reduzir a citotoxicidade induzida pelo Cd (50 e 75 μM) pelo método de MTT. O ensaio de CV e a avaliação da morfologia celular confirmaram estes resultados. Em resumo, no modelo experimental de células mamárias aqui apresentado, o Cd mostrou ser citotóxico, sendo em concentrações elevadas, um indutor de ROS. Os resultados mostram também que o macrociclo [15]pyN5 é um agente quelante eficaz para minorar a toxicidade do Cd.Cadmium (Cd) is a toxic heavy metal with many industrial uses and is considered an environmental pollutant to which humans have been exposed through tobacco and occupational activity. Food is also an important source of Cd being considered the main source of exposure for non-smoking general population. This metal was classified as a human carcinogen mainly due to the sufficient evidence for tumors in different organs, obtained either in experimental animals or in human populations exposed to cadmium compounds. In what concerns to the mammary tissue, different Cd-induced cellular effects have been reported and some epidemiological studies have associated Cd with breast cancer. The work reported here includes the evaluation of the cytotoxicity profiles of Cd using different mechanism-based cell viability assays as well as the assessment of the generation of reactive oxygen species (ROS), in human MCF10A cells. Importantly, this report provides experimental data on the mitigation of Cd cytotoxicity in MCF10A cells using a novel chelating agent, the macrocycle [15]pyN5 in the form of calcium salt. Cadmium (CdCl2) revealed to be cytotoxic to MCF10A cells showing linear dose-response curves with similar patterns using the MTT and CV assays. The evaluation of cell morphology showed marked degenerative morphological changes, along with a clear reduction in cell number for the concentrations ranging from 75 μM to 200 μM. The generation of superoxide radical was mildly, but significantly, observed for higher Cd concentrations (≥100 μM). Different concentrations of the calcium salt of [15]pyN5 were shown to be very effective in preventing Cd (50 and 75 μM) toxic effects using the MTT assay. The CV assay and cellular morphology confirmed these results. Overall, in the experimental model presented here for mammary cells, cadmium was shown to be cytotoxic, and at high concentrations, an inducer of ROS. The results also suggest that the macrocycle [15]pyN5 is an effective protective agent for Cd-induced cytotoxicity