Citotoxicidade - Cytotoxicity
Citotoxicidade é a qualidade de ser tóxico para as células . Exemplos de agentes tóxicos são uma célula imune ou alguns tipos de veneno , por exemplo, do víbora ( Bitis arietans ) ou aranha reclusa marrom ( Loxosceles reclusa ).
Fisiologia celular
O tratamento das células com o composto citotóxico pode resultar em uma variedade de destinos celulares. As células podem sofrer necrose , na qual perdem a integridade da membrana e morrem rapidamente como resultado da lise celular . As células podem parar de crescer e se dividir ativamente (uma diminuição na viabilidade celular) ou podem ativar um programa genético de morte celular controlada ( apoptose ).
As células que sofrem necrose geralmente apresentam um rápido inchaço, perdem a integridade da membrana, desligam o metabolismo e liberam seu conteúdo no meio ambiente. As células que sofrem necrose rápida in vitro não têm tempo ou energia suficiente para ativar a maquinaria apoptótica e não expressarão marcadores apoptóticos. A apoptose é caracterizada por eventos citológicos e moleculares bem definidos, incluindo uma mudança no índice de refração da célula, redução citoplasmática, condensação nuclear e clivagem de DNA em fragmentos de tamanho regular. As células em cultura que estão em apoptose acabam por sofrer necrose secundária. Eles vão desligar o metabolismo, perder a integridade da membrana e lisar.
Medição
Os ensaios de citotoxicidade são amplamente utilizados pela indústria farmacêutica para rastrear a citotoxicidade em bibliotecas de compostos. Os pesquisadores podem procurar por compostos citotóxicos, se estiverem interessados em desenvolver uma terapêutica que tenha como alvo as células cancerosas que se dividem rapidamente, por exemplo; ou eles podem rastrear "sucessos" de triagens iniciais de drogas de alto rendimento para efeitos citotóxicos indesejados antes de investir em seu desenvolvimento como um produto farmacêutico.
Avaliar a integridade da membrana celular é uma das formas mais comuns de medir a viabilidade celular e os efeitos citotóxicos. Os compostos que têm efeitos citotóxicos muitas vezes comprometem a integridade da membrana celular. Corantes vitais, como azul de tripano ou iodeto de propídio são normalmente excluídos do interior das células saudáveis; entretanto, se a membrana celular estiver comprometida, eles cruzam livremente a membrana e coram os componentes intracelulares. Alternativamente, a integridade da membrana pode ser avaliada monitorando a passagem de substâncias que são normalmente sequestradas dentro das células para o exterior. Uma molécula, a lactato desidrogenase (LDH), é comumente medida usando o ensaio de LDH . O LDH reduz o NAD a NADH, o que provoca uma mudança de cor pela interação com uma sonda específica. Foram identificados biomarcadores de protease que permitem aos pesquisadores medir o número relativo de células vivas e mortas na mesma população de células. A protease de células vivas só está ativa em células com membrana celular saudável e perde a atividade quando a célula é comprometida e a protease exposta ao ambiente externo. A protease de células mortas não pode atravessar a membrana celular e só pode ser medida em meios de cultura depois que as células perderam sua integridade de membrana.
A citotoxicidade também pode ser monitorada usando brometo de 3- (4, 5-Dimetil-2-tiazolil) -2, 5-difenil-2H-tetrazólio ( MTT ) ou com 2,3-bis- (2-metoxi-4-nitro -5-sulfofenil) -2H-tetrazólio-5-carboxanilida (XTT), que produz um produto solúvel em água, ou o ensaio MTS. Este ensaio mede o potencial de redução da célula usando uma reação colorimétrica. As células viáveis reduzirão o reagente MTS a um produto formazan colorido . Um ensaio semelhante com base em redox também foi desenvolvido usando o corante fluorescente, resazurina . Além de usar corantes para indicar o potencial redox das células a fim de monitorar sua viabilidade, os pesquisadores desenvolveram ensaios que usam o conteúdo de ATP como marcador de viabilidade. Tais ensaios baseados em ATP incluem ensaios bioluminescentes em que ATP é o reagente limitante para a reação de luciferase .
A citotoxicidade também pode ser medida pelo ensaio sulforhodamina B (SRB), ensaio WST e ensaio clonogênico .
Os ensaios adequados podem ser combinados e realizados sequencialmente nas mesmas células, a fim de reduzir os resultados falsos positivos ou negativos específicos do ensaio. Uma combinação possível é LDH-XTT-NR (ensaio de vermelho neutro) -SRB, que também está disponível em formato de kit.
Uma abordagem sem rótulo para seguir a resposta citotóxica de células animais aderentes em tempo real é baseada em medições de impedância elétrica quando as células são cultivadas em eletrodos de filme de ouro. Essa tecnologia é conhecida como sensor de impedância de substrato de célula elétrica (ECIS). Técnicas em tempo real sem rótulo fornecem a cinética da resposta citotóxica, em vez de apenas um instantâneo, como muitos ensaios de ponto final colorimétricos.
Predição
Um tópico muito importante é a previsão de citotoxicidade de compostos químicos com base em medições anteriores, ou seja, testes in-silico. Para este propósito, muitos métodos de rastreio QSAR e virtual foram sugeridos. Uma comparação independente desses métodos foi feita no projeto "Toxicologia no século 21".
Em câncer
Na quimioterapia , os fármacos citotóxicos são usados por sua interferência de várias maneiras na divisão celular. Os medicamentos não conseguem distinguir entre células normais e malignas, mas inibem o processo de divisão celular, com o objetivo de matar o câncer antes do hospedeiro.
Sistema imunológico
A citotoxicidade mediada por células dependente de anticorpos (ADCC) descreve a capacidade de matar células de certos linfócitos , que requer que a célula alvo seja marcada por um anticorpo . A citotoxicidade mediada por linfócitos, por outro lado, não precisa ser mediada por anticorpos; nem a citotoxicidade dependente do complemento (CDC), que é mediada pelo sistema do complemento .
Três grupos de linfócitos citotóxicos são distinguidos:
Veja também
- Soro Citotóxico Antireticular
- Interface hospedeiro-patógeno
- Tráfego de vesículas de membrana
- Toxinas de cobra
Referências
links externos
- Citotoxinas na Biblioteca Nacional de Medicina dos EUA Medical Subject Headings (MeSH)