Effect of metformin in systems repair of DNA

Células de todos os organismos vivos restauram lesões em DNA preservando a integridade da informação genética, através de mecanismos de reparo. A não eliminação, ou o acúmulo destas lesões ou a deficiência em uma via de reparo, leva ao acúmulo de mutações em células, podendo contribuir para o câncer. Lesões no DNA podem estar associadas com Diabetes Mellitus (DM) e pouco se sabe a respeito de possíveis distúrbios no sistema de reparo, associado a esta síndrome. A metformina (MET), um sensibilizador de insulina, pode estar associado a incidência reduzida e melhora no prognóstico de certos tipos de cânceres em DM. Neste estudo, estamos sugerindo em eucariotos e procariotos, deficientes em enzimas de reparo de DNA, que a MET, age via enzimas de reparo, para proteger a célula contra os danos em DNA. Isto porque células XPD, deficientes na enzima de reparo XPD, pré-tratadas com MET (1mM) e irradiadas com UVC, tiveram sobrevivência menores, avaliadas através da viabilidade celular pela exclusão do Azul de Trypan, em comparação com controle, MRC5. O mesmo ocorrendo com as cepas bacterianas AB1885, BH20 e AB2463 deficientes nas enzimas de reparo, UvrB e Fpg e do sistema SOS, respectivamente, quando foram pré-tratadas com MET (20mg = 168mM) e irradiadas com UVC comparadas com suas sobrevivências sem UVC. Cepas AB1885 e BH20 transformadas em proficientes de todos os sistemas de reparo e submetidas ao mesmo tratamento com MET, mas com a dose de UVC igual à administrada para a cepa selvagem (AB1157), observou-se um aumento de sobrevivência. E ao se utilizar a cepa GY4765 (SOS+), proficiente da atividade autocatalítica do sistema SOS, nas mesmas condições de tratamento, houve também aumento da sobrevivência em relação ao controle, sendo também o sistema testado através do SOS Cromoteste onde a MET expressou este sistema. Através do ensaio da eletroforese alcalina em gel de agarose, onde se avaliou a atividade de reparo da cepa bacteriana AB1157, após o prétratamento com MET e irradiação com UVC, confirmou-se a ação da MET em ativar sistemas de reparo do DNA. Demonstrou-se, também, a existência de uma ação conjunta da MET com a insulina, quando em células provenientes de pacientes portadores de câncer de mama MCF7, transfectada com o gene BRCA1(HRR), o tratamento com MET (168mM) não expressou este gene, mas o fez, em ação conjunta com a insulina (10nM) quando avaliadas no ensaio de luciferase. Quando células MRC5 foram submetidas ao pré-tratamento com MET(168mM) e insulina(10nM) e após irradiada com UVC, tiveram sua sobrevivência maiores do aquelas irradiadas sem insulina. Já nas células XPD, esta ação conjunta MET e insulina, não protegeu a célula contra a ação do UVC. Conclui-se que a MET em procariotos, ativa reparo de DNA, necessita das enzimas de reparo UvrB (NER) e fpg (BER) e do sistema SOS para proteger a célula contra os efeitos deletérios do UVC. Em eucariotos, a MET, necessita da enzima de reparo de DNA, XPD (NER) para promover a mesma proteção contra a ação do UVC, que é exacerbada, quando associada à insulina. Possivelmente, a MET, também expressa o gene BRCA1 (HRR) quando associada à insulina.Cells prevent the formation of injuries in DNA preserving integrity of the genetic information, through repair mechanisms. The accumulation of these injuries or the deficiency in one repair mechanism can produce mutations in cells, leading to neoplasic transformation. Injuries in the DNA can be associated with Diabetes Mellitus (DM) and little is known regarding possible disturbance in the repair system, associated with this syndrome. The use of metformin (MET), a insulin sensitizer, can be associated with reduced incidence and improvement in the prognostic of certain types of cancer in DM. In this study, we are suggesting in prokaryotes and eukaryotes deficient in repair enzymes that MET acts through these enzymes, to protect against the damages in DNA. Cells XPD, deficient in the enzyme of repair XPD, pre-treated with MET (1mM) and radiated with UVC, showed lower survival, evaluated through Trypan Blue test of cell viability in comparison with MRC5 control cells. The same occurring with bacterial strains AB1885, BH20 and AB2463 deficient in repair enzymes UvrB and Fpg and the SOS system, respectively, when pre-treated with MET (20mg/ml=168mM) and radiated with UVC compared with its survival without UVC. Strains AB1885 and BH20 transformed into proficient of all the repair systems through, and submitted to the same treatment with MET and equal dose of UVC the used in the wild strain (AB1157), we observed an increase of its survival. Studying the strains GY4765 (SOS+) proficient on the autocatalytic activity of the SOS system, using the same conditions of treatment, also had increase of its survival in relation to the control, being also this system tested through Chromotest SOS where the MET expressed the SOS genes. Through alkaline electroforese in agarose gel to evaluate the repair activity on the bacterial strain AB1157 (proficient of all repair systems) the pre-treatment with MET and irradiation with UVC, confirmed the action of MET in activating repair systems. It was demonstrated, also, the existence of a synergic action of MET and insulin, when cells from patients with of breast cancer of (MCF7), transfected with BRCA1 gene (HRR). The treatment with MET (20mg/ml) did not increase the expression of this gene, but when combined with insulin (10nM) we observed an increase in the expression of this gene, evaluated in the Luciferase assay. When MRC5cells has been submitted to the pre-treatment with MET and insulin and exposed with UVC, had its higher survival of those radiated without insulin. XPD cells, treated with MET and insulin, did not show any protection agains UVC exposure. In conclusion MET treatment in prokaryotes active DNA repair, but needs UvrB enzymes (NER), fpg (BER) and SOS system to protect the cell against the deleterious effect of the UVC. In eukaryotes, MET needs XPD repair enzyme, (NER) to promote the same protection against the action of the UVC that is bigger when associated with insulin. Possibly, MET also increases the expression of BRCA1gene (HRR) when associated with insulin