O envelhecimento celular é um estado de parada irreversível do crescimento induzido pelo encurtamento do telômero (senescência replicativa) ou por sinais independentes do telômero (senescência induzida pelo estresse).
O epitélio alveolar é freqüentemente lesado por uma variedade de toxinas inaladas, incluindo as toxinas da fumaça do cigarro (FC). Em um artigo publicado recentemente na revista American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology, os autores investigaram se a exposição à FC induz senescência das células do epitélio alveolar.
Os experimentos in vitro mostraram que a exposição de células A549 ou células normais do epitélio alveolar humano a concentrações subletais de extratos da FC induziu senescência celular. A senescência foi caracterizada por um aumento, tempo e dose dependente, da atividade da ß-galactosidase, bem como por alterações da morfologia celular, aumento do tamanho celular e massa lisossomal, acúmulo de lipofuscina, grande expressão da proteína p21 e parada irreversível do crescimento.
Os experimentos in vivo em um instituto de pesquisa de câncer em animais mostraram que a inalação da FC por duas semanas induziu aumentos na atividade da ß-galactosidase associada à senescência, acúmulo de lipofuscina e expressao da proteína p21 nas células epiteliais alveolares.
De acordo com os autores, estes resultados sugerem que a FC induz um fenótipo que é indistinguível daquele da senescência nas células epiteliais alveolares. A indução de senescência celular pela FC pode contribuir para a redução da re-epitelização, levando a doenças pulmonares crônicas associadas à FC.
Cigarette Smoke Induces Senescence in Alveolar Epithelial Cells - American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology – 2004; 31: 643-649
Cigarette Smoke Induces Senescence in Alveolar Epithelial Cells
Takao Tsuji, Kazutetsu Aoshiba and Atsushi Nagai
First Department of Medicine, Tokyo Women's Medical University, Tokyo, Japan
Address correspondence to: Kazutetsu Aoshiba, M.D., First Department of Medicine, Tokyo Women's Medical University, 8-1 Kawada-cho, Shinjuku-ku, Tokyo 162-8666, Japan. E-mail: kaoshiba@chi.twmu.ac.jp
Cellular senescence is a state of irreversible growth arrest induced either by telomere shortening (replicative senescence) or by telomere-independent signals (stress-induced senescence). The alveolar epithelium is often injured by a variety of inhaled toxins, including cigarette smoke (CS). In the present study, we investigated whether exposure to CS induces senescence of alveolar epithelial cells. In vitro experiments showed that exposure of A549 cells or normal human alveolar epithelial cells to sublethal concentrations of aqueous CS extracts induced cellular senescence. The senescence was characterized by a dose- and time-dependent increase in senescence-associated ß-galactosidase activity, senescence-associated changes in cell morphology, an increase in cell size and lysosomal mass, accumulation of lipofuscin, overexpression of p21CIP1/WAF1/Sdi1 protein, and irreversible growth arrest. In vivo experiments in Institute for Cancer Research mice showed that inhalation of CS for 2 wk induced increases in senescence-associated ß-galactosidase activity, lipofuscin accumulation, and p21CIP1/WAF1/Sdi1 protein expression in alveolar epithelial cells. These results suggest that CS induces a phenotype that is indistinguishable from that of senescence in alveolar epithelial cells. The induction of cellular senescence by CS may contribute to impaired re-epithelialization, leading to CS-related chronic lung diseases.
Abbreviations: bromodeoxyuridine, BrdU • bovine serum albumin, BSA • cyclin-dependent kinase, CDK • CDK inhibitor, CKI • cigarette smoke, CS • CS extracts, CSE • 3,3'-diaminobenzidine, DAB • fetal calf serum, FCS • immunoglobulin, Ig • human pulmonary alveolar epithelial, HPAEpi • horseradish peroxidase, HRP • N-acetylcysteine, NAC • reactive oxygen species, ROS • phosphate-buffered saline, PBS • surfactant protein, SP • senescence-associated ß-galactosidase, SA ß-gal
