Diazepam effects on Ehrlich ascitic tumor growth: role of Peripheral Benzodiazepine Receptor (PBR) or Translocator Protein (TSPO)

Os benzodiazepínicos são amplamente utilizados devido às suas propriedades ansiolíticas e sedativas mediadas pelo complexo GABAA no Sistema Nervoso Central. Porém, posteriormente foi demonstrado que os mesmos também atuam no Receptor Periférico para Benzodiazepínico (PBR), conhecido atualmente como Proteína Translocadora (TSPO), expresso tanto em células normais como também em células tumorais. O presente trabalho avaliou os efeitos in vivo da administração de diazepam sobre o crescimento do tumor ascítico de Ehrlich em camundongos e o envolvimento da TSPO mediando este efeito. Mais especificamente, estudamos o crescimento tumoral, fases do ciclo e morte celular, assim como a produção de Espécies Reativas de Oxigênio (EROs) e a expressão de TSPO nas células tumorais, após o tratamento com diazepam, Ro5-4864 ou clonazepam (3,0 mg/kg, via oral, por 7 dias). Quantificou-se também os níveis de diazepam no plasma e no fluido ascítico dos camundongos portadores do tumor. Finalmente, o sequenciamento parcial de Tspo das células do tumor de Ehrlich e a presença de receptores de estrógeno foram avaliadas. Os resultados mostraram que o tratamento in vivo com diazepam aumentou: (1) o crescimento do tumor ascítico de Ehrlich e a porcentagem de células em fase G2-M, (2) a porcentagem de células positivas para anexina e PI, (3) a produção de EROs. No mesmo sentido, o tratamento in vivo com Ro5-4864: (4) Aumentou o crescimento do tumor ascítico de Ehrlich e a porcentagem de células em fase S, (5) Não modificou a porcentagem de morte celular, (6) Aumentou a produção de EROs. Por outro lado, o tratamento in vivo com clonazepam não modificou: (7) quer o crescimento do tumor quer o ciclo celular, (8) a porcentagem de morte celular, (9) a produção de EROs. Além disso, o tratamento in vivo com diazepam não interferiu com a expressão de TSPO (western blot e citometria de fluxo) ou com os valores de Kd e Bmax de PK11195 (binding) presentes nas células do tumor de Ehrlich; entretanto, detectou-se a presença de polímeros, de alta porcentagem de células positivas para TSPO e uma alta afinidade de PK11195 por TSPO. Este mesmo tratamento resultou em níveis quantificáveis de diazepam no plasma e no fluido ascítico de animais portadores do tumor de Ehrlich. Finalmente, o sequenciamento parcial da Tspo presente nas células tumorais revelou 3 mutações nos nucleotídeos, sendo 1 delas silenciosa. Desta forma, estes resultados sugerem que as ações in vivo do diazepam sobre o crescimento do tumor ascítico de Ehrlich ocorram de maneira dependente e direta na TSPO existente em células do tumor de Ehrlich. Essas ações parecem envolver um aumento da produção de EROs e não modificam a expressão de TSPO. Finalmente o padrão farmacológico e bioquímico de expressão de TSPO nas células do tumor de Ehrlich pode indicar um papel dos mesmos na patogênese do câncer.Benzodiazepines are widely used due to their anxiolitic and sedative properties, acting on specific site coupled to GABAA complex in the Central Nervous System. However, benzodiazepines have been shown to have high affinity for Peripheral Benzodiazepine Receptor site (PBR), now renamed as Translocator Protein (TSPO), expressed in normal cells, and being up-regulated on cancer cells. The present study evaluated the diazepam in vivo effects on Ehrlich ascitic tumor growth in mice and also the TSPO role in mediating this effect. Specifically we evaluated the tumor growth, cell cycle and cell death, and also the Reactive Oxygen Species (ROS) production and TSPO expression on tumor cells after diazepam, Ro5-4864 or clonazepam treatments (3.0 mg/kg, per oral, during 7 days). Furthermore, diazepam levels on plasma and on ascitic fluid taken from Ehrlich ascitic tumor bearing mice were quantified. Finally, the parcial Tspo sequencing on Ehrlich cells and Estrogen Receptor detection was evaluated. Results showed that diazepam in vivo treatment increased: (1) Ehrlich tumor growth and percentage of cells on G2-M phase, (2) percentage of positive cells for both annexin and PI, (3) ROS production. In the same way, Ro5-4864 in vivo treatment: (4) increased Ehrlich tumor growth and percentage of cells on S phase, (5) did not change the percentage of cell death, (6) increased ROS production. On the other hand, clonazepam in vivo treatment did not modify: (7) both Ehrlich tumor growth and cell cycle, (8) the percentage of cell death, and, (9) ROS production. Moreover, the in vivo diazepam treatment did not interfere with TSPO expression (western blot and flow cytometry) or Kd and Bmax values for PK11195 (binding) detected on Ehrlich tumor cells; however, the presence of TSPO polymers, a high percentage of TSPO positive cells and a high PK11195 afinity were found on these cells. This same treatment resulted on diazepam levels that were quantified on plasma and ascitic fluid from Ehrlich tumor bearing mice. Finally, Tspo partial nucleotide sequencing reaveled three point mutations, one of them is silent. Taken together, these data suggest that diazepam in vivo effects on Ehrlich tumor growth are TSPO-dependent. These actions may involve an increase on ROS production and seems not to be related to modifications on TSPO expression on tumor cells. Finally, TSPO pharmacological and biochemical properties on Ehrlich tumor cells are similar to those described in other tumor cells and may indicate a possible role for this protein on cancer pathogenesis