Efeitos do γ-orizanol e extrato hidroalcólico de Thuya occidentalis sobre linhagens de câncer de próstata responsivas e não-responsivas a andrógenos

Abstract

O câncer de próstata é a segunda causa de morte entre homens no Brasil. É tipo um câncer de crescimento lento, podendo levar anos para o tumor atingir 1 cm3, porém, em alguns casos ele pode se espalhar pelo corpo, sendo o osso o principal sítio de metástase. No estágio de desenvolvimento do câncer conhecido como metástase, o principal tratamento consiste em terapia de restrição andrógena, levando as células prostáticas a pararem de proliferar, uma vez que elas crescem em resposta a presença de hormônios andrógenos, como a diidrotestosterona e testosterona. Porém, em alguns casos, as células proliferam mesmo na ausência de andrógenos e isto se deve a diversos fatores que, em geral, estão associados a mutações no receptor andrógeno e/ou alterações no metabolismo andrógeno. Quando isto acontece, os tratamentos disponíveis são menos efetivos e costumam falhar. Porém, estudos sugerem que o γ-orizanol, um fitoesterol extraído do óleo do farelo do arroz; e extratos amplamente utilizados na medicina popular, como o extrato hidroalcólico de Thuya occidentalis, poderiam atuar inibindo o desenvolvimento e progressão do câncer de próstata. Neste estudo, com o uso de abordagens bioquímicas e de biologia molecular, foi demonstrado que o tratamento com γ-orizanol diminui a viabilidade e biomassa celular em cultura, associado ao aumento da morte celular por apoptose e/ou necrose, em linhagens celulares responsivas (LNCaP) e não-responsivas a andrógenos (PC3 e DU145), além de aumentar a pERK1/2 em células LNCaP e DU145. O γ-orizanol também foi capaz de bloquear o ciclo celular em G2/M nas células PC3 e LNCaP e em G0/G1 nas células DU145. Estes efeitos foram ainda acompanhados por uma redução da expressão do gene e proteína caveolina-1- uma importante molécula envolvida no aumento da agressividade do câncer de próstata, e também, na progressão da doença para o fenótipo andrógeno resistente - nas células não-responsivas a andrógenos, e do gene PCGEM1 - gene específico da próstata regulado por andrógeno - nas células LNCaP e DU145. Ainda, γ-orizanol também mostrou capacidade de regular vários miRNAs - pequenas moléculas de RNA não codificantes de proteínas - envolvidos no controle de funções associadas ao desenvolvimento, progressão e invasão no câncer de próstata, como o miR16-1, miR19b-2, miR24b-1, miR24b-2, miR99a, miR133a-5p, miR182-5p, miR198 e miR222. O extrato hidroalcólico de Thuya occidentalis reduziu a viabilidade e biomassa celular nas linhagens responsiva (LNCaP) e não-responsivas (DU145 e PC3) a andrógenos, além de induzir parada do ciclo celular na fase G0/G1 nas células DU145 e aumentar a morte celular por apoptose e/ou necrose em todas as linhagens. Da mesma forma que o γ-orizanol, este extrato reduziu a expressão da caveolina-1 nas linhagens não-responsivas a andrógenos. Trabalhos anteriores mostram que o monoterpeno α-tujona é o principal composto ativo do extrato de Thuya occidentalis. Por cromatografia gasosa acoplada a detector de massas foi mostrada a existência de 0,0016 μg de α-tujona na dose de extrato usada neste estudo. No entanto, o tratamento com 0,0016μg de α-tujona foi efetivo somente sobre linhagem LNCaP, não tendo efeito sobre as outras linhagens estudadas, reforçando a hipótese da diferença de sensibilidade entre as linhagens responsivas e não responsivas a andrógeno e mostrando a contribuição de outros componentes do extrato nos efeitos observados neste estudo. Concluindo, estes resultados demonstram que tanto γ-orizanol como o extrato de Thuya occidentalis podem vir a ser agentes terapêuticos promissores no tratamento de câncer de próstata, não só por inibirem o crescimento celular, mas também e principalmente pela possibilidade de induzirem a recuperação da sensibilidade a andrógenos, aumentando as possibilidades de tratamento da doença.

Prostate cancer is the second cause of death among men in Brazil. It is a slowgrowing cancer and it may take years for tumor to reach 1 cm3, but in some cases it can spread throughout the body and the bone is the main site of metastasis. At this cancer stage known as metastasis, the principal treatment involves antiandrogen therapy, leading to prostate cells stop proliferating, because they grow in response to presence of androgens such as testosterone and dihydrotestosterone. However, in some cases, the cells can proliferate even in the absence of androgens and this fact occurs due to many factors and they are generally associated with mutations in the androgen receptor and/or alterations in androgen metabolism. In this stage, the treatments available are less effective and usually fail. However, studies suggest that γ-oryzanol, a phytosterol extracted of rice bran oil; and extracts widely used in folk medicine, as Thuya occidentalis hidroalcolic extract, could act inhibiting the development and progression of prostate cancer. In this study, using molecular biology and biochemical approaches we showed that γ- oryzanol treatment was able to decrease cell viability and biomass in culture, and this fact was linked to increased cell death by apoptosis and/or necrosis in androgen responsive (LNCaP) and unresponsive (DU145 and PC3) prostate cancer cell lines, besides increasing pERK1/2 in LNCaP and DU145 cells. γ- oryzanol was also able to cause cell cycle arrest at G2/M phase in LNCaP and PC3 cells and at G0/G1 phase in DU145 cells. These effects were also accompanied by a reduction in caveolin-1 gene and protein expression - an important molecule related to high aggressiveness in prostate cancer and also in the progression of the disease to androgen resistant phenotype - in androgen unresponsive cells, and also PCGEM1 gene - a prostate specific gene regulated by androgens - in LNCaP and DU145 cells. γ-oryzanol also showed ability to regulate several miRNAs - small non-coding RNA molecules - involved in the control of many functions associated with the development, progression and invasion of prostate cancer, such as miR16-1, miR19b-2, miR24b-1, miR24b-2, miR99a, miR133a-5p, miR182-5p, miR198 and miR222. Thuya occidentalis hidroalcolic extract also reduce cell viability and biomass in androgen responsive (LNCaP) and unresponsive (DU145 and PC3) cells, in addition to inducing cell cycle arrest at G0/G1 phase in DU145 cells and to increase apoptosis and/or necrosis cell death in all cell lines. The same way that γ-oryzanol, this extract reduced the caveolin-1 expression in androgen unresponsive prostate cancer cells. Prior studies showed that the monoterpene α-thujone is the main active compound in the T. occidentalis extract. By gas chromatography coupled to mass detector it was showed the existence of 0.0016 μg of α-thujone in extract dose used in this study. However, the treatment with 0.0016 μg of α-thujone was effective only on LNCaP cell line, having no effect on the other studied lines, supporting the hypothesis of difference in sensitivity between responsive and unresponsive cell lines and showing the contribution of other components in the effects caused by the extract, observed it this study. In conclusion, these results demonstrate that both γ-oryzanol as T. occidentalis extract may become promising therapeutic agents in treatment of prostate cancer, not only inhibit cell growth but also and manly by the possibility of inducing the recovery of androgen sensitivity, increasing the treatment chances of treatment this disease.