Characterization of the anti-neoplastic effect of butyrate in two mouse cell lines derived from hepatic tumors with different levels of differentiation.

O carcinoma hepatocelular (HCC) é uma neoplasia primária com mau prognóstico e alta taxa de recorrência. Estudos recentes demostram que o HCC pode ser classificado em três subtipos segundo o perfil molecular. Destes subtipos, o HCC pouco diferenciado apresenta pior prognostico. Neste sentido, torna-se de particular interesse o estudo de compostos com efeitos diferenciadores e citotóxicos nas células destas neoplasias pouco diferenciadas. O butirato, um ácido graxo de cadeia curta produzido pela fermentação microbiana da fibra alimentar no intestino, tem demonstrado atividade anti-neoplásica e capacidade moduladora da diferenciação celular em diversos tipos celulares, incluindo linhagens de HCC humano e células progenitoras hepáticas. Assim, objetivou-se neste estudo, caracterizar o efeito do butirato de sódio (NaBu) em duas linhagens de células neoplásicas de rato: uma pouco diferenciada (GP7TB) e a outra, uma linhagem derivada de um HCC diferenciado (JM-1). A linhagem GP7TB mostrou maior resistência ao NaBu (ED50= 7,7 mM) do que as células JM-1 (ED50= 5,2 mM). A redução na viabilidade celular após 72 h de tratamento com NaBu esteve relacionada com a diminuição na proliferação celular e no caso das células GP7TB, de um aumento na apoptose. O tratamento com NaBu induziu alterações morfológicas nas duas linhagens celulares, porém apenas nas células do tipo GP7TB, essas alterações sugerem um processo de diferenciação/transdiferenciação celular. O aumento na expressão de genes envolvidos no controle da pluripotência de células tronco, assim como de alguns marcadores de células tronco, sugere que o NaBu induziu uma reprogramação profunda das células GP7TB. Por outro lado, a redução na expressão de genes relacionados com migração e plasticidade celular assim como de proliferação celular apontam que estas células diminuíram seu potencial invasivo e a capacidade de autorenovação. Embora sejam necessárias análises adicionais para confirmar o efeito observado nos perfis de expressão gênica, os resultados deste estudo sugerem que o NaBu apresenta efeito antineoplásico por meio da redução da proliferação, aumento da apoptose e modulação da expressão de genes associados com a transição epitéliomesenquimal em células com características tronco tumorais.Hepatocellular carcinoma (HCC) is a primary neoplasia with poor prognosis and high recurrence rate. Recent evidence suggests that HCC can be classified in three different subtypes based on their molecular profile. Among these subtypes, the poorlydifferentiated HCC has the worst prognosis. Therefore, the study of compounds with pro-differentiating and cytotoxic effects on poorly-differentiated neoplastic cells represents a matter of primary concern. Butyrate which is a short-chain fatty acid produced by microbial fermentation in the intestine, has demonstrated anti-neoplastic activity and pro-differentiating potential in several cell types, including, human HCC cell lines and liver progenitor cells. In this study, we aimed to characterize the effect of sodium butyrate (NaBu) on two neoplastic cell lines derived from rats: a poorlydifferentiated cell line (GP7TB) and, a cell line derived from a well-differentiated HCC. GP7TB showed increased resistance to NaBu treatment (ED50= 7.7 mM) compared to JM-1 (ED50= 5.2 mM). The reduction in cell viability observed after 72 h of treatment was explained by a reduction in cell proliferation and, in the case of GP7TB, by increased levels of apoptosis. The NaBu treatment induced morphological alterations in both cell lines. However, only in the case of GP7TB cells, the alterations suggested a differentiation/transdifferentiation process. The up-regulation of genes involved in pluripotency and genes expressing stem cell markers indicated that NaBu triggered a deep reprogramming of GP7TB cells. Besides, a down-regulation in the expression of genes related with cell migration and plasticity suggested that these cells reduced their invasive potential and their self-renewal capacity. Additional analyses are necessary to confirm the observed effect on gene expression profiles. However, the results of this study suggest that NaBu exert anti-neoplastic effects through apoptosis, reduction of cell proliferation and downregulation of genes associated with epithelial-mesenchymal transition of cancer stem-like cells