Anti-topoisomerase drugs as potent inducers of chromosomal aberrations

DNA topoisomerases catalyze topological changes in DNA that are essential for normal cell cycle progression and therefore they are a preferential target for the development of anticancer drugs. Anti-topoisomerase drugs can be divided into two main classes: "cleavable complex" poisons and catalytic inhibitors. The "cleavable complex" poisons are very effective as anticancer drugs but are also potent inducers of chromosome aberrations so they can cause secondary malignancies. Catalytic inhibitors are cytotoxic but they do not induce chromosome aberrations. Knowledge about the mechanism of action of topoisomerase inhibitors is important to determine the best anti-topoisomerase combinations, with a reduced risk of induction of secondary malignancies.<br>As topoisomerases de DNA catalisam alterações topológicas no DNA que são essenciais para a progressão do ciclo celular normal e, portanto, são um alvo preferencial para o desenvolvimento de drogas anticâncer. Drogas anti-topoisomerases podem ser divididas em duas classes principais: drogas anti-"complexos cliváveis" e inibidores catalíticos. As drogas anti-"complexos cliváveis" são muito eficazes como drogas anticancerígenas, mas são também potentes indutores de aberrações cromossômicas, podendo causar neoplasias malignas secundárias. Inibidores catalíticos são citotóxicos mas não induzem aberrações cromossômicas. Conhecimento a respeito do mecanismo de ação de inibidores de topoisomerases é importante para determinar as melhores combinações anti-topoisomerases, com um reduzido risco de indução de neoplasias malignas secundárias

Chromosome damage induced by DNA topoisomerase II inhibitors combined with g-radiation in vitro

Combined radiation and antineoplastic drug treatment have important applications in cancer therapy. In the present work, an evaluation was made of two known topoisomerase II inhibitors, doxorubicin (DXR) and mitoxantrone (MXN), with g-radiation. The effects of DXR or MXN on g-radiation-induced chromosome aberrations in Chinese hamster ovary (CHO) cells were analyzed. Two concentrations of each drug, 0.5 and 1.0 µg/ml DXR, and 0.02 and 0.04 µg/ml MXN, were applied in combination with two doses of g-radiation (20 and 40 cGy). A significant potentiating effect on chromosomal aberrations was observed in CHO cells exposed to 1.0 µg/ml DXR plus 40 cGy. In the other tests, the combination of g-radiation with DXR or MXN gave approximately additive effects. Reduced mitotic indices reflected higher toxicity of the drugs when combined with radiation.<br>A associação de radiação ionizante com drogas antineoplásicas tem importante aplicação na terapia do câncer. No presente trabalho, foram avaliados os efeitos de dois inibidores de topoisomerase II, doxorubicina (DXR) e mitoxantrona (MXN), sobre as aberrações cromossômicas induzidas pelas radiações-g em células do ovário de hamster chinês (CHO). Foram usadas as concentrações 0,5 e 1,0 mg/ml de DXR e 0,02 e 0,04 mg/ml de MXN, combinadas com duas doses de radiações gama (20 e 40 cGy). Um significativo efeito potenciador das aberrações cromossômicas foi observado em células CHO tratadas com 1,0 mg/ml de DXR e expostas a 40 cGy de radiação. Nos outros testes, a combinação da radiação-g com a DXR ou MXN apresentou um efeito próximo ao aditivo. A redução dos índices mitóticos refletiu a alta citotoxicidade das drogas quando combinadas às radiações-g