EFFECT OF COMBINED INJECTABLE CONTRACEPTIVES IN HUMAN NON-TRANSFORMED BREAST CELL LINE

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Details
  • Presentation type: MS - Master's student
  • Track: 2. Cellular Biology
  • Keywords: Combined Hormonal Contraceptive; Breast cancer; HB4a;
  • 1 Universidade Federal do Rio de Janeiro

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Abstract

INTRODUCTION AND OBJECTIVES: Breast cancer is the most common cancer in women worldwide. As the breast is an organ influenced by women’s endogenous steroidal hormones – estrogens and progestogens act in breast development –, changes in these hormones can alter its health. Indeed, hormonal factors are listed as risk factors for breast cancer. Among these risk factors, however, there is still a controversy: hormonal contraceptive use. Since the formulations and doses are in constant changes, previous studies do not give conclusive answers to this debate. Also, in vitro studies using human non-transformed breast cells to understand breast cell behavior when exposed to hormonal contraceptives are scarce, and studies specifically of injectable contraceptives effects on the breast are limited. This study aims to evaluate if combined injectable contraceptives alter human non-transformed breast cells behavior in vitro. MATERIAL AND METHOD: We used HB4a – a human non-transformed breast cell line –, exposed to two hormonal formulations: a) norethisterone enanthate (NE) + estradiol valerate (EV); and b) medroxyprogesterone acetate (MA) + estradiol cypionate (EC) and their respective controls: a) castor oil; and b) DMEM. HB4a cells viability and proliferation behavior was analyzed for both drug formulations, respectively, by MTT assay and crystal violet or clonogenic assay, in a time and dose dependent manner. RESULTS AND CONCLUSION: Our results show that contraceptive formulation, dose, and time of exposition influence normal human breast cell behavior in vitro. In the firsts 48 hours of exposition to the higher doses (50 and 10 μg/mL) of the NE + EV formulation, there was a markedly cytotoxic effect, not observed in lower doses (5, 1, and 0.1 μg/mL). In lower doses of NE + EV, there was a decreased cell accumulation only after 48 hours of exposition. However, in clonogenic assay, long time exposition (17 days) to a lower dose of NE + EV (0.1 μg/mL) suggests an increase of cellular proliferation or cell survival compared to the control. The contraceptive combination MA + EC, on the other hand, does not cause decrease in cellular viability even in the higher doses. However, HB4a cells treated with MA + EC showed a dose-dependent decreased accumulation in crystal violet assay. We observed that both formulations have different effects in breast cell lines in vitro, as NE + EV had more important effects in HB4a lineage than MA + EC, but time and the dose-dependent response were observed in both formulations. Assays with even lower doses are also being conducted. We conclude that combined injectable contraceptives alter human normal breast cells behavior in vitro in a hormone, dose, and time-dependent manner.

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Isabela Pereira Fonseca Brusth

Boa tarde, Isabella! Muito obrigada pelo elogio e por suas questões. Vou respondê-las abaixo, e se qualquer dúvida permanecer, por favor me contate!

1.a.  O ensaio de viabilidade celular (MTT) foi realizado para fazermos um screening inicial de como essas células se comportam frente a diferentes concentrações dos contraceptivos, já que precisaríamos adaptar a dose da formulação, que é uma alta dose hormonal por ser injetável mensal e ficar armazenada no músculo, sendo liberada aos poucos na circulação da mulher. Então nesse primeiro ensaio escolhemos concentrações mais altas e mais baixas para entendermos quais concentrações seriam tão altas a ponto de matar as células e quais seriam tão baixas a ponto de não ter efeito algum, para adptarmos ao estudo in vitro e prosseguirmos com os outros ensaios. A partir desse resultado, descartamos as concentrações mais altas, que realmente em um dos contraceptivos teve um possível efeito citótoxico, e fizemos maiores diluições para chegarmos às concentrações relatadas como as séricas e até abaixo delas, performando então o ensaio de acúmulo celular. Esse segundo ensaio, portanto, foi realizado com as concentrações mais abrangentes pois já havíamos feito esse screening inicial, e queríamos ter um ensaio que chegasse às concentrações séricas, chegando mais perto do quanto essas células são expostas a esses hormônios, e assim entendermos os mecanismos envolvidos nessa interação. Inclusive, sim, era nosso objetivo chegar às doses séricas.  

1.b. Talvez eu não tenha me feito muito clara sobre estudos anteriores utilizarem altas concentrações. Eu estava me referindo na verdado ao fato de os contraceptivos presentes no mercado terem, alguns anos atrás, doses hormonais mais altas, portanto os estudos epidemiológicos abrangiam mulheres que utilizavam outras concentrações hormonais. E estudos in vitro relacionados à mama utilizam muitas vezes linhagens já tumorais, mas abrangem também diversas concentrações dos hormônios, utilizando altas e baixas doses nesses tipos celulares. 

2. O ensaio de acúmulo celular foi realizado em placas de 96 poços. Plaqueamos um número fixo de células no primeiro dia, em 5 placas diferentes. No dia seguinte, fixávamos uma das placas em etanol, ainda sem contraceptivos, e nas outras 4 plaqueávamos, em triplicata, as diferentes concentrações e formulações, conforme mostro na tabela. A cada 24h, fixávamos uma das placas, até o tempo de 96h. Após, fazíamos a leitura por coloração de cristal violeta em espectrofotômetro. Com isso, tínhamos, a cada dia, o quanto de células estavam acumuladas em cada concentração e tempo. Inclusive, muitas vezes esse ensaio é denominado de proliferação celular, porém o que medimos ao final não nos diz se houve proliferação ou inibição de morte, somente se as células acumularam mais ou menos em relação ao controle. Para vermos modfiicação na prolideração, faremos o ensaio de ciclo celular por citometria. 

3. Os ensaios de nosso trabalho são focamos em entendermos os possíveis mecanismos de interação entre as formulações dos contraceptivos e as células de mama, nos dando base para, futuramente, aplicarmos in vivo e assim complementarmos tais resultados, associando à interação no tecido mamário. E sim, pensamos em estudarmos mais sobre os receptores e as vias posteriormente. Agradeço inclusive a pergunta por acabar até sendo uma sugestão caso não tivéssemos pensado. Se você trabalhar com isso, seria ótimo saber mais sobre sua opnião e ideias!! 

4. Concordo com esse tipo de estudo ter limitações, e temos tido sim alguns desafios. Um deles é que por serem linhagens celulares, não podemos avaliar o efeito dessa exposição na mama a longo prazo. Além disso, utilizamos formulações que são injetáveis, mas no modelo celular não mimetizamos as diferenças de via de administração no efeito desses contraceptivos. Acreditamos, porém, que avaliar esses possíveis mecanismos de interação in vitro certamente será de valia para o debate acerca dessa controvérsia por mostrar, na interação direta entre contraceptivo e célula mamária, que tipo de mecanismo pode ser alterado - ou não, explicando o que pode ser visto in vivo. 

5. As diferenças mais importantes dos dois contraceptivos utilizados são os tipos de veículo e as formulações em si. A NE+VE é uma solução oleosa, e a MA+EC é aquosa, o que poderia - e realmente gerou - diferença nas respostas celulares. Sobre a NE+VE, em que as maiores concentrações geraram diminuição da viabilidade celular, nossa hipótese é que seja um efeito lipotóxico pela alta concentração lipídica na solução, não necessariamente um efeito do contraceptivo em si. 

Espero ter respondido suas dúvidas. Mais uma vez, agradeço muito por você ter assistido meu trabalho e se interessado a ponto de ter questionamentos - e ótimos questionamentos! Se algo ainda não ficou claro, me contate que tentarei explicar mais. 

Isabella Guimarães

Muito obrigada pelas respostas. Trabalhar com formulações injetáveis em ensaios in vitro é realmente desafiador. E utilizar doses clinicamente relevantes é extremamente importante. Um outro ponto crítico seria o tempo de exposição à esses contraceptivos que o modelo animal poderá ajudar a responder. Toda sorte na sua caminhada cientifica!! E parabéns pelo trabalho novamente.

Author

Isabela Pereira Fonseca Brusth

Muito obrigada, Isabella! Suas questões foram extremamente relevantes!