Role of p53 tumor suppressor protein for the induction of cyclooxygenase-2 carcinoma non-small cell lung: molecular and clinical aspects

O Carcinoma de Pulmão de Células Não Pequenas (NSCLC) é uma doença freqüentemente letal e altamente resistente à terapia oncológica convencional, como por exemplo, o tratamento quimioterápico com cisplatina e paclitaxel. A superexpressão de Ciclooxigenase-2 (COX-2) é constantemente observada em pacientes com NSCLC, estando associada ao prognóstico ruim destes pacientes. Acredita-se que a alta expressão de COX-2 produz efeitos anti-apoptóticos, porém pouco é conhecido sobre os mecanismos de regulação desta enzima. Muitos sinais capazes de ativar COX-2 também induzem a proteína supressora de tumor p53, conhecida pelo seu papel fundamental no controle da proliferação celular e apoptose. Dados recentes indicam que a proteína p53 é um importante regulador da expressão de COX-2. O objetivo desta dissertação foi avaliar os efeitos da quimioterapia na expressão da enzima COX-2 em linhagens celulares com diferente status do gene TP53, e ainda, correlacionar a expressão de COX-2 e o status mutacional de TP53, com as características clínico-patológicas de pacientes com NSCLC. Como ferramentas experimentais foram usadas técnicas de biologia celular e molecular como interferência de RNA, PCR em tempo real, análise mutacional e imuno-histoquímica. Com os resultados obtidos, observamos que as linhagens celulares de câncer de pulmão que apresentam p53 na sua forma selvagem, quando expostas ao tratamento com cisplatina, apresentaram indução da expressão de COX-2 (RNAm e proteína), em adição ao aumento da síntese de Prostaglandina E2 (PGE2). Em contrapartida, a expressão de COX-2 não foi alterada após o tratamento com cisplatina nas linhagens celulares que apresentavam mutação no gene TP53. Ao avaliar o tratamento com paclitaxel, foi observado um aumento da expressão de COX-2 nas linhagens A549 e H460 (linhagens celulares do tipo selvagem para p53), entretanto não foi observada alteração nos níveis de PGE2. Em adição, o tratamento com paclitaxel induziu um aumento da expressão de COX-2 na linhagem com deleção em TP53, ACC LC-319. Em seguida, após silenciamento de p53 na linhagem celular A549, por interferência de RNA, a cisplatina passou a não ser mais capaz de induzir o aumento da expressão de COX-2. No tratamento com paclitaxel, o silenciamento de TP53 não mudou a expressão de COX-2, indicando assim um efeito independente de p53. Dessa maneira, sugerimos que a indução de COX-2, por cisplatina, em linhagens celulares NSCLC é dependente de p53. Na análise dos pacientes NSCLC, os resultados demonstram que 54% dos pacientes apresentam expressão positiva de COX-2. Mutações em TP53 foram observadas em 57% dos pacientes, incluindo 56% de fumantes correntes e 37% de ex-fumantes. Uma associação entre a expressão de COX-2 e o status selvagem de TP53 foi observada, entre os pacientes que apresentaram expressão positiva de COX-2, 80% apresentaram TP53 selvagem. Um número maior de pacientes é necessário para aumentar o poder estatístico e confirmar as tendências observadas nesse estudoNon-Small Cell Lung Cancer (NSCLC) is a lethal disease and highly resistant to conventional chemotherapeutic agents, like cisplatin and paclitaxel. Overexpression of cyclooxygenase-2 (COX-2) is frequently found in NSCLC, and is associated with a bad prognosis. High COX-2 expression is thought to exert antiapoptotic effects in cancer, but little is known about COX-2 regulation. Many signals that activate COX-2 also induce the tumor suppressor protein p53, which is believed to play a pivotal role in controlling proliferation and apoptosis. Recent data indicate the tumor suppressor protein p53 as an important regulator of COX-2. The main objective of this work was to analyze the effect of chemotherapy on the expression of COX-2 according to TP53 status and also evaluate the relationship between COX-2 expression and TP53 mutational status, according to clinic pathological features in NSCLC patients. As experimental tools techniques of cell and molecular biology such as RNA interference, real time PCR, mutational analysis and immunohistochemistry were used. We report herein that lung cancer cell lines expressing wild-type p53 when exposed to cisplatin treatment induced COX-2 (mRNA and protein), with concurrent synthesis of prostaglandins (PGE2). In contrast, COX-2 expression was not detected or changed after cisplatin treatment of cells containing an inactive form of p53. For paclitaxel treatment, an increase in COX-2 mRNA expression was observed in H460 and A549 (wild-type p53 cell lines), although the same was not observed on PGE2 production. Moreover, paclitaxel treatment increased COX-2 expression in ACC-LC-319 cell lines (p53 null). Further, after silencing wild-type p53 expression in A549 cells by RNA interference, cisplatin was no longer able to induce COX-2 mRNA and protein expression. While in treatment with paclitaxel the silencing of wild type TP53 did not change COX-2 expression, showing a p53-independent effect. Therefore, we suggest that induction of COX-2 by cisplatin in NSCLC cell lines is dependent on p53. In the NSCLC patients analysis, the results showed a COX-2 positive staining in 54% patients. TP53 mutations were found in 57% of the patients, including 56% in current smokers and 37% in former smokers. There was an association between COX-2 expression and wild-type TP53. Among COX-2 positive patients, 80% were wild-type TP53. A higher number of patients are necessary to increase statistical power and confirm the tendencies observed in this stud