RESUMO
The skin's immune system is made up of innate and adaptive immunity cells that act in defense against external agents, however, they can be affected when exposed to carcinogens such as polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH), and suffer from their cytotoxic effects. An example of a PAH is 7,12 dimethylbenzanthracene (DMBA), which has toxic effects when interacting with the skin. Our analysis focused on the impacts of DMBA, alone or associated with TPA, on the skin of mice phenotypically selected for maximum (AIRmax) or minimum (AIRmin) acute inflammatory response, in the face of the appearance of papillomatous lesions. Above all, we studied the influence of Crotoxin (CTX) or crude crotalic venom on the evolution of these lesions. In a first experiment, animals from both lines received the following treatments: acetone (control), DMBA 5x and CTX, evaluated for 80 days. In a subsequent protocol, we associated DMBA and TPA, with the following groups: acetone (control), DMBA/TPA, DMBA/TPA/CTX EPI 2x and DMBA/TPA/Poison evaluated for 7, 20, 80 and 120 days. A final two-stage protocol was carried out with CTX EPI applications 1x per week and subcutaneous administration equally at a time, and the animals were evaluated for periods of 20, 40 and 80 days. Our findings revealed that in the first protocol, AIRmin were more sensitive to DMBA, especially when considering the multiplicity and incidence of injuries. In the second protocol (DMBA/TPA), AIRmax exhibited a high incidence of lesions that resembled carcinomas, especially in the groups that were exposed to CTX or poison. In the last approach, also with the two- stage protocol, we identified that the application of CTX EPI 1x per week inhibited the progression of lesions in both lineages, something that was not evidenced with the subcutaneous administration of CTX. However, histopathological data suggest that the subcutaneous route of CTX administration is important in inhibiting malignant evolution. Additionally, by evaluating cell populations, we distinguished two subpopulations of Tγδ lymphocytes that may play an important role in tumor progression. This highlights the importance of CTX as an immunomodulatory agent in studies on sensitivity to HPA-type carcinogens.
O sistema imunológico da pele é formado por células da imunidade inata e adaptativa que atuam na defesa contra agentes externos, porém, podem ser afetadas quando expostas a carcinógenos como os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA), e sofrer com seus efeitos citotóxicos. Um exemplo de HPA é o 7,12 dimetilbenzantraceno (DMBA), que tem efeitos tóxicos ao interagir com a pele. Nossa análise tomou como foco os impactos do DMBA, isolado ou associado ao TPA, na pele de camundongos fenotipicamente selecionados para resposta inflamatória aguda máxima (AIRmax) ou mínima (AIRmin), frente ao surgimento de lesões papilomatosas. Sobretudo, estudamos a influência da Crotoxina (CTX) ou do veneno crotálico bruto na evolução dessas lesões. Em um primeiro experimento, animais de ambas as linhagens receberam os seguintes tratamentos: acetona (controle), DMBA 5x e CTX, avaliados por 80 dias. Em um protocolo subsequente, associamos DMBA e TPA, com os seguintes grupos: acetona (controle), DMBA/TPA, DMBA/TPA/CTX EPI 2x e DMBA/TPA/Veneno avaliados por 7, 20, 80 e 120 dias. Um último protocolo de dois estágios foi realizado com aplicações de CTX EPI 1x por semana e administração por via subcutânea igualmente por vez, e os animais foram avaliados por períodos de 20, 40 e 80 dias. Nossas descobertas revelaram que no primeiro protocolo, os AIRmin foram mais sensíveis ao DMBA, especialmente ao considerar a multiplicidade e incidência de lesões. Já no segundo protocolo (DMBA/TPA), os AIRmax exibiram alta incidência de lesões que se assemelhavam a carcinomas, principalmente nos grupos que foram expostos a CTX ou veneno. Na última abordagem, também com o protocolo de dois estágios, identificamos que a aplicação de CTX EPI 1x por semana, inibiu a progressão das lesões nas duas linhagens, algo que não foi evidenciado com a administração subcutânea de CTX. No entanto, dados histopatológicos sugerem que a via subcutânea para administração de CTX é importante na inibição da evolução maligna. Adicionalmente, ao avaliar as populações celulares, distinguimos duas subpopulações de linfócitos Tγδ que podem desempenhar uma função importante na progressão tumoral. Isso destaca a importância da CTX como agente imunomodulador em estudos sobre a sensibilidade a carcinógenos do tipo HPA.
RESUMO
The skin immune system is composed of different cell types of the innate immunity, among them the classic dendritic cells, Langerhans cells and Tγδ lymphocytes that are part of a set of cells which play a fundamental role in protecting against external infectious agents or carcinogenesis control. Found mainly in the epidermis, these cells constitute the cellular group of skin immunity and, therefore, are important for the study of cutaneous carcinogenesis. Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) such as 7,12-dimethylbenzanthracene (DMBA), a synthetic prototype, present toxic action when coming in contact with skin. DMBA binds to the Aryl hydrocarbon receptor (AHR) in the cytoplasm to act as a Transcription Factor within the nucleus by inducing different genes transcription, including CYPs enzymes (P450) important in the PAH metabolism. Here, we analyzed the tumorigenic action of DMBA when applied on the skin of phenotypically selected mice for maximum (AIRmax) or minimum (AIRmin) acute inflammatory response. These mice, due the AHR genetic polymorphism, the DMBA action on the skin induces papillomas appearance and a particular cell dynamic in each lines of mice. Thus, we treated groups of 6 mice of each group, Acetone (control), and DMBA (5 consecutive applications). A second approach was carried out with the association of TPA (12-O-tetradecanoylphorbol- 13-acetate) and DMBA. In both approaches we evaluated the number of cutaneous lesions, skin histology and cell populations in the epidermis and dermis. We found that, for the two protocols used, AIRmin mice showed greater sensitivity to DMBA concerning the multiplicity and incidence of papillomas, the skin architecture and the presence of two Tγδ lymphocyte populations and dendritic cells. These characteristics observed mainly in AIRmin mice depend on their particular sensitivity to DMBA and open a field to identify the cellular mechanisms operating in the sensitivity to HPA carcinogens. Studies focusing on the two populations of Tγδ lymphocytes and dendritic cells may be promising in the sense of the therapeutic studies aiming to control the non-melanoma skin carcinogenesis development.
O sistema imunológico da pele é composto por diversas células que compõem a imunidade inata, dentre elas destacam-se as células dendríticas clássicas, de Langerhans e linfócitos Tγδ que fazem parte de um conjunto de células que possuem um papel fundamental na proteção contra agentes externos infecciosos e com funções importantes na carcinogênese. Localizadas principalmente na epiderme, essas células constituem o grupo celular da imunidade inata de proteção da pele e, por isso, são importantes para o estudo de carcinogênese cutânea. Tratando-se de agentes cancerígenos, podem-se destacar os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos como, por exemplo, o 7,2-dimethylbenzanthraceno (DMBA) um protótipo sintético que possui ação tóxica quando em contato com a pele. O DMBA liga-se ao receptor Aril hidrocarboneto (AHR) localizado no citoplasma das células para exercer suas funções de Fator de Transcrição, induzindo a transcrição de diferentes genes, incluindo as enzimas CYPs importantes na metabolização dos compostos HPA. No presente estudo, analisamos a ação tumorigênica do DMBA quando aplicado na pele de camundongos fenotipicamente selecionados para resposta inflamatória aguda máxima (AIRmax) ou mínima (AIRmin). Esses animais, por apresentarem polimorfismo genético no gene codificador do AHR, a ação do DMBA na pele induz o aparecimento de papilomas em número diferente e provavelmente propicia uma dinâmica celular particular em cada uma dessas linhagens. Assim, tratamos grupos de 6 animais de cada linhagem com Acetona (controle), DMBA (cinco aplicações) e avaliamos o aparecimento de lesões durante 62 dias. Um segundo protocolo com a associação de TPA (12-O- Tetradecanoylphorbol-13-acetate) e DMBA foi realizado com 3 animais de cada grupo e avaliados aos 78 dias após os tratamentos. Em ambos os experimentos avaliamos as características histopatológicas e a presença de populações celulares na epiderme e derme. Verificamos que, para os dois protocolos utilizados, os animais AIRmin apresentaram maior sensibilidade ao DMBA quando avaliamos a multiplicidade e a incidência de papilomas, as estruturas internas da pele e a presença principalmente de duas populações de linfócitos Tγδ e populações de células dendríticas. Essas características observadas nos camundongos AIRmin refletem sua maior sensibilidade ao DMBA e abre campo de estudo para identificar mecanismos celulares operantes na sensibilidade a carcinógenos do tipo HPA. Estudos focando as duas populações de linfócitos Tγδ e as populações de células dendríticas pode ser promissor no sentido de indicar essas células como alvos terapêuticos para o controle da carcinogênese de pele não melanoma.