Apoptose induzida por extrato aquoso de Pteridium aquilinum em células de glândula submandibular humana (HSG) e de epitélio bucal (OSCC-3)

Abstract

A samambaia Pteridium aquilinum é considerada uma das plantas tóxicas mais importantes, não só por sua extensa distribuição geográfica, mas também por provocar, nas diferentes espécies animais que a utilizam como alimento, severos quadros de intoxicação e o desenvolvimento de tumores nos tratos digestório e urinário. Além disso, estudos epidemiológicos têm relacionado a alta incidência de câncer de esôfago e estômago em populações humanas à utilização da samambaia na alimentação e à exposição indireta aos seus carcinógenos, como pela aspiração de seus esporos e pela ingestão de leite de vacas que se alimentaram da planta ou de água contaminada por tais compostos. Para melhor entender dos mecanismos de toxicidade induzida por essa samambaia, este estudo avaliou os efeitos genotóxicos e citotóxicos do extrato aquoso da planta, em três diferentes concentrações (0,20; 0,40 e 0,67 mg/mL), sobre células de glândula submandibular humana (HSG) e de epitélio bucal (OSCC-3). O ensaio de cometa mostrou que o extrato foi genotóxico para ambas linhagens celulares, nas diferentes concentrações estudadas, mas não de forma dosedependente. O experimento de DNA ladder, por outro lado, não demonstrou fragmentação incomum da cromatina, provavelmente em função de uma baixa percentagem de células com material genético severamente alterado, em comparação àquelas pouco afetadas. As análises morfológica, por microscopia de luz, e ultraestrutural, por microscopia eletrônica de transmissão, permitiram observar que o extrato de P. aquilinum provocou alterações evidentes em ambos tipos celulares, como condensações atípicas na cromatina, picnose nuclear, diminuição no volume das células, ruptura do envoltório nuclear, presença de numerosos vacúolos de tamanhos variados e a formação de corpos apoptóticos. Esses resultados, em conjunto com os obtidos com os ensaios de coloração com alaranjado de acridina/brometo de etídeo e de TUNEL, evidenciaram que extrato foi citotóxico para as células HSG e OSCC-3, em todas as concentrações estudadas, e que a principal via de degeneração celular induzida foi a apoptose. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT

The bracken Pteridium aquilinum is considered one of the most important toxic plants, not only for its extensive geographic distribution, but also for provoking, in different animal species that use it as food, severe poisoning and the development of tumors in the digestory and urinary tracts. Moreover, epidemiologic studies have related the high incidence of esophagus and stomach cancers in human populations to the use of the bracken as food. This incidence may also be related to the indirect exposition to bracken carcinogens, as by the aspiration of its spores, the ingestion of milk from cows feeding on the plant, or by the consumption of water contaminated by such composites. Aiming to better understand the toxicity mechanisms induced by braken fern, this study evaluated the genotoxic and cytotoxic effects of the plant aqueous extract, at three different concentrations (0.20, 0.40 and 0.67 mg/mL), over human submandibular gland (HSG) and buccal epitelium (OSCC-3) cells. The comet assay showed that the extract was genotoxic for both cell lines, at the different studied concentrations, but the results were not dose-dependent. DNA ladder assay, on the other hand, did not show an unusual DNA fragmentation pattern, possibly due to the low percentage of severely damaged cells. The morphological (light microscopy) and ultrastructural (transmission electron microscopy) analyses showed that the extract provoked conspicuous alterations in both cell types, such as cromatin uncommon condensation, nuclear picnosis, cellular volume decrease, nuclear envelope rupture, the presence of numerous vacuoles of different sizes and the formation of apoptotic bodies. This results, added to those obtained with the acridine orange/ethidium bromide fluorescent dyeing test and in the TUNEL assay, clearly demonstrated that the bracken extract was cytotoxic to HSG and OSCC-3 cells, at all the studied concentrations, and that cellular degeneration occurred mainly by apoptosis.