Efeitos da deficiência ou suplementação de zinco sobre a hepatocarcinogênese química em camundongos

Abstract

Zinc is required for a wide range of enzymes and transcription factors involved in DNA repair, antioxidant defense and cell proliferation. Inadequate zinc intake could impair these functions, predisposing to the development of human diseases. This study evaluated whether dietary zinc deficiency or supplementation alter early chemically-induced mouse hepatocarcinogenesis. Male Balb/C mice received a single dose of diethylnitrosamine (DEN, 50 mg/Kg) at postnatal day (PND) 15 as an initiating agent for hepatocarcinogenesis. At PND 28, animals were allocated into three groups (n=13/group) and were fed AIN-93G diet containing different concentrations of zinc: adequate zinc (35 mg/Kg diet), zinc deficiency (3 mg/Kg diet) or zinc supplementation (180 mg/Kg diet). Also, 2-acetylaminefluorene (2-AAF, 0.02%) was incorporated in all experimental diets as a promoting agent for hepatocarcinogenesis. Mice were euthanized at 12 or 24 weeks after introducing the experimental diets. Blood and liver samples were collected to perform Comet Assay. Other liver fragments were sampled for histopathological, morphometrical and immunohistochemical analyses, western blotting and antioxidant profiling. Zinc deficiency decreased Nrf2 expression and reduced glutathione (GSH) levels and increased NFκB, p53 expression and the number of preneoplastic altered hepatocyte foci (AHF) per cm² at week 12. In addition, zinc deficiency decreased GSH levels and increased 2-AAF-induced genotoxicity (peripheral blood and liver), cell proliferation into AHF and AHF size at week 24. In contrast, zinc supplementation increased GSH levels and Glutathione Peroxidase (GPx) activity and decreased 2-AAF-induced genotoxicity (blood) and β-catenin expression at week 12. Besides, zinc supplementation increased GSH levels and GPx, superoxide dismutase, and catalase activity at week 24. The findings indicate that zinc deficiency promotes early chemically-induced mouse hepatocarcinogenesis while zinc supplementation enhances hepatic antioxidant defense.

O Zinco é um elemento essencial para uma grande diversidade de enzimas e fatores de transcrição envolvidos no reparo ao DNA, defesa antioxidante e proliferação celular. O consumo inadequado desse metal pode prejudicar tais funções e predispor ao desenvolvimento de doenças. Assim, o estudo avaliou se a deficiência ou suplementação de zinco alteram os estágios iniciais da hepatocarcinogênese. Para tanto, camundongos Balb/C receberam dose única intraperitoneal do carcinógeno dietilnitrosamina (50 mg/Kg) no 15º dia pós-natal (DPN), para iniciação da hepatocarcinogênese. Ao 28º DPN, os animais foram randomicamente alocados em três grupos experimentais (n=13/grupo) recebendo dieta AIN-93G contendo níveis adequados (35 mg/Kg), deficiência (3 mg/Kg) ou suplementação (180 mg/Kg) de zinco, além do agente promotor acetilaminofluoreno (0.02% em todas as dietas). Os animais foram eutanasiados após 12 e 24 semanas após a introdução das dietas. Amostras de sangue periférico foram coletadas antes da eutanásia para a avaliação de genotoxicidade pelo Teste do Cometa. Na necropsia, amostras de fígado foram retiradas para o Teste do Cometa, avaliação histopatológica e morfométrica análise imunoistoquímica, determinação do perfil antioxidante e western blot. Na 12ª semana, a deficiência de zinco reduziu a expressão de Nrf2 e os níveis de glutationa reduzida (GSH) e aumentou a expressão de NFκB e p53 e número de lesões pré- neoplásicas por cm². Já na 24ª semana, a deficiência reduziu os níveis de GSH e aumentou a genotoxicidade induzida por 2-AAF (sangue e fígado), o tamanho e a proliferação celular das lesões pré-neoplásicas. Por outro lado, a suplementação aumentou os níveis de GSH e a atividade da enzima glutationa peroxidase (GPx) e reduziu a expressão de β-catenina e genotoxicidade induzida por 2-AAF (sangue). Ademais, na 24ª semana, a suplementação aumentou os níveis de GSH e a atividade das enzimas GPx, superóxido dismutase e catalase. Os resultados indicam que a deficiência de zinco promove a hepatocarcinogênese em seus estágios iniciais, enquanto a suplementação aumenta a defesa antioxidante hepática.