O lapatinibe e o neratinibe, ambos inibidores de tirosina quinase (TKI) de moléculas pequenas, receberam a aprovação do FDA em 2007 e 2017, para o tratamento do câncer de mama metastático1. Essas drogas são conhecidas por inibir o receptor do fator de crescimento epidérmico humano 2, HER22, um receptor tirosina quinase que é superexpresso em certos cânceres de mama3. Apesar de seu sucesso clínico, o lapatinibe e o neratinibe também estão associados a efeitos adversos, particularmente hepatotoxicidade 4,5. A lesão hepática aguda, manifestada por níveis elevados de aminotransferase, ocorre em aproximadamente 14% dos pacientes submetidos ao tratamento com lapatinibe ou neratinibe6. A hepatotoxicidade é amplamente atribuída ao metabolismo hepático dessas drogas, que envolve enzimas do citocromo P450 (CYP), predominantemente CYP3A4/5 7,8. Essas enzimas catalisam a formação de intermediários quinona-imina, que são eletrofílicos e altamente reativos 9,10. Esses metabólitos reativos, incluindo lapatinibe desalquilado O, lapatinibe N-desalquilado e N-hidroxi lapatinibe, neratinibe O-desalquilado e neratinibe N-desmetilado, podem formar adutos covalentes com macromoléculas celulares, interrompendo assim as funções celulares normais e, por fim, resultando em lesão hepática11.
Metabólitos reativos de lapatinibe e neratinibe também podem induzir estresse oxidativo, um gatilho chave da senescência celular12. A senescência celular é um estado de crescimento interrompido, mas metabolicamente ativo, caracterizado pela secreção de várias citocinas pró-inflamatórias, fatores de crescimento e proteases. Esse fenótipo secretor é conhecido como fenótipo secretor associado à senescência (SASP)13,14,15. O SASP pode afetar profundamente o microambiente circundante, muitas vezes promovendo inflamação e remodelação tecidual. No contexto da terapia do câncer, o SASP pode enriquecer a população de células-tronco cancerígenas e modificar a resposta imune para favorecer a sobrevivência do tumor16. Além disso, as citocinas inflamatórias podem exacerbar o dano tecidual. Especulamos que, em pacientes tratados com lapatinibe e neratinibe, a lesão hepática é parcialmente contribuída pela senescência induzida por TKI e pela produção pró-inflamatória de SASP.
Nossos experimentos demonstraram que o lapatinibe e o neratinibe induzem a produção de espécies reativas de oxigênio (ROS) nas células hepáticas, levando a danos ao DNA e disfunção mitocondrial, que por sua vez desencadeia a senescência celular. Essa senescência pode contribuir para a hepatotoxicidade induzida por lapatinibe/neratinibe, liberando fatores SASP, que podem influenciar a polarização dos macrófagos.
Os macrófagos desempenham um papel crítico na resposta imune, e seu fenótipo funcional pode mudar em resposta a vários estímulos17,18. O fenótipo clássico de macrófagos M1 é tipicamente associado a respostas pró-inflamatórias, incluindo a produção de citocinas como TNF-α e IL-1β, e é geralmente considerado um marcador de inflamação aguda19,20. Em contraste, o fenótipo de macrófagos M2 está associado a fibrose, reparo tecidual21, imunossupressão e resposta à inflamação crônica22,23. As citocinas inflamatórias no SASP podem influenciar a polarização dos macrófagos, promovendo a conversão de macrófagos M1 para um fenótipo semelhante ao M223. Essa mudança na polarização pode ter implicações significativas para o microambiente imunológico, potencialmente levando à imunossupressão, progressão do tumor e remodelação da arquitetura do tecido.
Para investigar a polarização de macrófagos induzida por lapatinibe e neratinibe, usamos a linhagem celular RAW264.7, uma linhagem celular semelhante a macrófagos murinos comumente usada em pesquisas imunológicas24,25. As células RAW264.7 são derivadas de camundongos BALB/c e são amplamente utilizadas para estudar inflamação, fagocitose e respostas imunes25. Eles respondem a vários estímulos, incluindo lipopolissacarídeos (LPS), e são particularmente valiosos para estudar a função dos macrófagos, a produção de citocinas e a biologia do câncer26. Neste estudo, HepG2, uma linhagem celular de hepatoma humano, foi tratada com lapatinibe e neratinibe para mimetizar os efeitos hepatotóxicos observados nos pacientes. A linhagem HepG2 é frequentemente utilizada como modelo de estudo do metabolismo de drogas e hepatotoxicidade devido à sua origem humana e linhagem de carcinoma hepatocelular27. Após o tratamento das células HepG2 com os TKIs, os meios condicionados foram coletados e adicionados às células RAW264.7. As alterações fenotípicas subsequentes dos macrófagos foram monitoradas, com foco em saber se o tratamento induz uma mudança do fenótipo M1 pró-inflamatório para o fenótipo M2 imunossupressor.
A hepatotoxicidade induzida por drogas é geralmente estudada por meio de ensaios de citotoxicidade, avaliação de marcadores inflamatórios e uso de modelos animais. Comparado a estes, nosso método de examinar a hepatotoxicidade induzida por TKI lapatinibe e neratinibe por meio de fatores de fenótipo secretor associado à senescência (SASP) e sua influência na polarização de macrófagos tem várias vantagens. Primeiro, nosso método estabelece uma conexão entre os fatores SASP produzidos por células hepáticas senescentes induzidas por drogas e a imunidade inata, que pode ser ainda mais ligada à remodelação tecidual, inflamação crônica e carcinogênese28 , 29 , 30 , 31 . Os exames convencionais de toxicidade não podem nos ajudar a capturar as interações de curto prazo entre o fígado e as células imunológicas, nem podem revelar o impacto de longo prazo dos TKIs na inflamação e fibrose do fígado, particularmente no contexto da exposição crônica a medicamentos. Quando combinada com uma abordagem proteômica adequada para identificar constituintes SASP, essa técnica pode ajudar a identificar biomarcadores preditivos de hepatotoxicidade induzida por TKI e informar o desenho de intervenções terapêuticas para mitigá-la 29,30,31.
Para implementação, os pesquisadores devem utilizar sistemas de co-cultura ou meios condicionados com linhagens de células hepáticas e imunes, conforme descrito, e avaliar biomarcadores de senescência, bem como macrófagos M1 e M2. Este método é mais eficaz para avaliação de lesão hepática aguda ou crônica induzida por drogas ou para explorar estratégias para minimizar os efeitos fora do alvo das terapias contra o câncer 29,30,31.