FIGURA 1 AP VP DLP

CS DS DIS CL DL DIL

FIGURA 2 CS DS DIS CL DL DIL AP VP DLP

FIGURA 3

Atividade das metaloproteinases de matriz (MMP-2 e MMP-9) na próstata de rato durante a puberdade: efeitos do diabete e da reposição com insulina

Elaine Manoela Porto1,2, Larissa Mayumi Ribeiro3, Sérgio Alexandre de Alcantara dos Santos3, Luis Antonio Justulin Jr4, Lívia Maria Lacorte3, Carolina Sarobo3, Sérgio Luís Felisbino3

1

Instituto de Biologia, Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Campinas, São Paulo, Brasil;

2

Centro de Ciências Biológicas e da Saúde (CCBS), Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE), Cascavel, Paraná, Brasil;

3

Departamento de Morfologia, Universidade Estadual Paulista (UNESP), Botucatu, São Paulo,Brasil

4

Departamento de Ciências Biológicas, Universidade Federal do Triângulo Mineiro, Uberaba, Minas Gerais, Brasil.

Palavras Chaves: próstata, diabete, metaloproteinases, matriz extracelular, insulina

Endereço para Correspondência:

Prof.Dr. Sérgio Luis Felisbino

Universidade Estadual Paulista (UNESP), Instituto de Biociências, Departamento de Morfologia, Distrito de Rubião Júnior, s/n, Botucatu, São Paulo, Brasil

Resumo

A matriz extracelular (MEC) e as metaloproteinases de matriz (MMPs) exercem um importante papel na morfogênese e no crescimento prostático normal e também no desenvolvimento de lesões tais como prostatite, hiperplasia benigna e os adenocarcinomas. Neste sentido, o presente trabalho teve por objetivo investigar se o diabete e a reposição imediata ou tardia de insulina interferem nas atividades das MMP-2 e MMP-9 na próstata de ratos durante o período de crescimento puberal. Ratos machos, com idade inicial de 40 dias, foram divididos em seis grupos experimentais: grupos controle, diabético e diabético com reposição simultânea de insulina, mortos aos 60 dias de idade dos animais e, grupos controle, diabético e diabético com reposição tardia de insulina, mortos com 80 dias de idade. Para a indução do diabete, os animais foram tratados com estreptozotocina (STZ), 40 mg/kg, diluído em tampão citrato (0,01M), injetado na veia caudal. Os animais do grupo controle receberam o veículo nas mesmas condições experimentais. Só foram incluídos no estudo animais que apresentaram concentrações sanguíneas de glicose >250mg/dl. Ao final de cada período experimental, os animais foram mortos utilizando-se alta dose de pentobarbital sódico, injetado intraperitonealmente. Os lobos prostáticos (anterior, ventral e dorsolateral) foram removidos, pesados e processados para técnicas histológicas e bioquímica de zimografia. O diabete experimental causou uma diminuição do peso absoluto de todos os lobos da próstata. A área ocupada pelas fibras colágenas foi significativamente maior nos animais diabéticos quando comparados aos controles. A técnica da zimografia revelou que atividade da MMP-2 e da MMP-9, nos diferentes lobos da próstata dos animais, era reduzida. O tratamento simultâneo e/ou tardio com insulina exógena reverteu os parâmetros alterados. Assim, podemos concluir que o diabete prejudica o crescimento prostático e reduz a atividade das MMPs. Por outro lado, a reposição com insulina restaura a atividade das MMPs, demonstrando que os efeitos do diabete na próstata são reversíveis.

Introdução

As metaloproteinases de matriz (MMPs) são uma família de aproximadamente 30 enzimas que clivam os vários elementos da MEC e recebem esta denominação devido a dependência de metais, principalmente zinco e cálcio, para a sua função, em pH fisiológico (Vu and Werb, 2006;

McCawley and Matrisian, 2001; Longin et al., 2001). A atividade das MMPs é regulada fisiologicamente através de sua ativação ou da síntese de inibidores teciduais das metaloproteinases (TIMPs) (Matrisian, 1990).

As MMPs são expressas em diversos órgãos reprodutivos, tais como ovário, útero, testículo, epidídimo e próstata (Hulboy et al., 1997). Alguns autores têm demonstrado que além do papel fisiológico, as MMP estão envolvidas em processos patológicos tais como câncer (John and Tuszynski, 2001; McCawley and Matrisian, 2001).

Dentre todas as MMPs as mais estudadas são as MMP-2 e MMP-9 ou gelatinases devido à sua habilidade de degradar os componentes da membrana basal, preferencialmente o colágeno do tipo IV e a laminina (Aimes and Quigley, 1995). Essas enzimas têm um papel importante no processo invasivo e angiogênico de tumores, incluindo o câncer de próstata. Estudos têm demonstrado uma associação entre aumento da expressão de MMPs e progressão de câncer de próstata (Nagakawa et al., 2000).

O termo Diabetes mellitus aplica-se a um grupo de distúrbios metabólicos, que se caracterizam bioquimicamente pela hiperglicemia crônica, decorrente de defeito na secreção e/ou ação da insulina. A deficiência na ação da insulina, base comum do diabete, causa anormalidades características no metabolismo de lipídios, proteínas e carboidratos (ADA, 2005). A etiologia da doença é multifatorial, sendo influenciada por fatores genéticos e/ou ambientais.

A próstata é um órgão glandular, dependente de andrógeno, do qual os produtos de secreção são liberados durante a ejaculação (Burden et al., 2006).

Estudos têm demonstrado que o diabete induzido experimentalmente em animais de laboratório causa profundas alterações estruturais e funcionais na próstata, caracterizada tanto por uma diminuição do peso absoluto da glândula quanto pela atrofia das células epiteliais e lúmen glandular (Soudomani et al., 2005; Carvalho et al., 2003; Cagnon et al., 2000; Ikeda et al, 2000). O estroma prostático é rico em MEC composta principalmente por colágeno, laminina, fibronectina e elastina. Além do papel estrutural, as MMPs estão envolvidas nos processos que regulam a morfogênese, desenvolvimento e maturação prostática, atuando não apenas nos processos de remodelação estromal como também na liberação de sinais crípticos encontrados nas moléculas da matriz extracelular (Xu et al., 2001).

Atualmente, o crescente debate nos meios acadêmicos e científicos sobre a relação entre diabete e câncer de próstata tem recebido especial atenção (Pierce et al., 2008; Velicer et al., 2007). Evidências epidemiológicas sugerem que o DM está associado a uma diminuição dos riscos em se desenvolver câncer de próstata (CaP) (Rodrigues et al., 2005; Bonovas et al., 2004; Zhu et al, 2004). Os mecanismos biológicos dessa associação ainda não estão claros, mas, estudos sugerem que esta relação inversa entre DM e risco de CaP seja devido as baixas concentrações de hormônios e fatores de crescimento estimulantes da proliferação celular tais como, insulina, IGF-I (Kasper et al., 2008), testosterona (Laaksonen et al., 2004), leptina (Saglan et al., 2003), dentre outros fatores promotores de tumores, diminuindo as chances do desenvolvimento de câncer em pacientes diabéticos.

Por outro, uma recente revisão feita por Nandeesha (2008) destaca a insulina como um novo agente na patogênese do CaP. Resistência a insulina, uma das principais causas do diabete tipo II, tem sido considerado um dos principais fatores de risco para o desenvolvimento de tumores, uma vez que as elevadas concentrações de glicose plasmática estimulam a síntese de DNA pelas células tumorais (Okumura et al., 2002) e glicação não enzimática de proteínas estruturais, que por sua vez, estimulam a liberação de radicais livres, citocinas e fatores de crescimento (Hussain et al., 2003).

Considerando que a matriz extracelular e as MMPs exercem um importante papel na gênese e progressão de doenças prostáticas, o presente trabalho teve por objetivo investigar se o diabete induzido experimentalmente pela estreptozotocina (STZ ) e a reposição contínua ou tardia com insulina interferem nas atividades das MMP-2 e MMP-9 na próstata de ratos durante o período de crescimento puberal.