Ring-fused chlorins-based photodynamic therapy in oral cancer cells

Abstract

Introdução: O carcinoma espinocelular oral (OSCC) é o tumor maligno mais frequente da cavidade oral e o sétimo cancro mais frequente no mundo. A terapia fotodinâmica é um método conservador, com resultados promissores no tratamento do cancro e que apresenta menos efeitos adversos, comparativamente aos tratamentos convencionais. Considerando os resultados positivos que o fotossensibilizador do tipo derivado dihidroximetilo de 4,5,6,7–tetra-hidropirazolol[1,5-a]piridina fundido com tetrafenilclorina (Clorina 5) tem demonstrado contra outros tipos de tumores, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a fototoxicidade desta clorina em células de OSCC.Materiais e métodos: Células FaDu, representativas de OSCC, foram utilizadas para testar a eficácia da clorina 5, 24 horas após a terapia fotodinâmica. A atividade metabólica foi determinada através de ensaios de MTT, tendo sido traçada a curva dose-resposta e calculado o valor inibitório IC50. Os conteúdos proteico e de DNA foram avaliados através dos ensaios da sulforodamina B e de violeta de cristal, respetivamente. A viabilidade celular, os tipos de morte e a análise do ciclo celular foram avaliados através de citometria de fluxo. A morfologia celular foi avaliada após a coloração com May-Grünwald-Giemsa. Resultados: Foi determinado um valor IC50 de 26.11 nM e não se verificaram diferenças significativas no ciclo celular. Verificou-se uma diminuição significativa nos conteúdos proteico e de DNA após o tratamento fotodinâmico. No grupo experimental é ainda evidente uma diminuição estatisticamente significativa na percentagem de células viáveis e um aumento na percentagem de células em apoptose, apoptose tardia e necrose. Estes dados foram confirmados pela análise morfológica, que evidenciou características de apoptose e de necrose. Discussão: A eficácia da terapia fotodinâmica, juntamente com os reduzidos efeitos adversos e a sua ação localizada, fundamenta uma potencial aplicação futura no tratamento de OSCC. Considerando estudos anteriores em outros tipos de cancro, verifica-se que a eficácia da clorina 5 não é dependente do tipo de tumor, e que a sua capacidade citotóxica notável é dependente da ativação por irradiação.Conclusão: A Clorina 5 apresenta elevada atividade em células OSCC, em doses reduzidas, na ordem dos nanomolar.

Introduction: Oral squamous cell carcinoma (OSCC) is the most common oral cavity malignancy and the seventh most frequent cancer worldwide. Photodynamic therapy (PDT) is conservative and promising for cancer treatment, presenting few side effects compared to conventional therapies. Considering the positive results that the dihydroxymethyl derivative of 4,5,6,7-tetrahydropyrazolo[1,5-a]pyridine-fused tetraphenylchlorin has demonstrated in other cancer types, the present study aims to evaluate this chlorin photocytotoxicity in OSCC cells.Materials and Methods: FaDu cells, representative of human OSCC were used to test the efficacy of Chlorin 5, 24 hours after photodynamic treatment. Metabolic activity was determined using the MTT assay, a dose-response curve was traced, and the inhibitory IC50 value was calculated. Protein and DNA contents were assessed with SRB and crystal violet assays, respectively. Cell viability, types of death, and cell cycle analysis were evaluated with flow cytometry and May-Grünwald-Giemsa staining was used to assess cell morphology. Results: An IC50 value of 26.11 nM was determined, and no significant changes occurred in the cell cycle analysis. A significant decrease in protein and DNA content was visible in all treatment groups. In addition, a decrease in cell viability and an increase in the percentage of cells in apoptosis, late apoptosis, and necrosis was evident in the treatment group and no changes occurred in the cell cycle. The morphological analysis confirmed these results, with evident apoptosis and necrosis characteristics. Discussion: The efficacy of PDT, combined with its few side effects and a more localized action, supports its future potential use for OSCC treatment. Comparison with previous studies shows that chlorin 5 efficacy is not tumor-type dependent, but that the PS has a notable cytotoxic capacity when activated by irradiation.Conclusion: Chlorin 5 presents impressive results in OSCC cells, with low-dose efficacy in nanomolar photodynamic treatment.