O ácido 5-aminolevulínico (ALA) é o primeiro precursor do grupo heme acumulado, principalmente no fígado, em alguns tipos de porfirias hepáticas hereditárias (porfiria aguda intermitente-AIP e tirosinemia) ou adquiridas (intoxicação por chumbo) devido à diminuição da atividade da enzima porfobilinogênio deaminase. Amostras de biópsias de fígado de pacientes portadores de AIP revelaram alterações estruturais nas mitocôndrias e no retículo endoplasmático, acúmulo de lipofuscina, gordura e corpúsculos de ferritina. Têm sido demonstrado que mutações mitocondriais induzidas por pró-oxidantes também contribuem para o envelhecimento celular e para o desenvolvimento do câncer. Esses dados podem estar relacionados à maior incidência de carcinoma hepatocelular (HCC) em pacientes sintomáticos de AIP. In vitro, ALA produz espécies reativas de oxigênio (ROS), através da oxidação catalisada por metais, e pode ser visto como uma fonte endógena de ROS, iniciando danos oxidativos a estruturas celulares como o DNA, podendo estar envolvido na iniciação e promoção do câncer. Além disso, o produto final de oxidação do ALA, o ácido 4,5-dioxovalérico (DOVA) é capaz de induzir modificações nas bases do DNA como outros derivados carbonílicos reativos. Neste estudo, demonstramos que o ALA é capaz de produzir danos ao DNA como quebras de fita de DNA plasmidial, aumento do nível de 8-oxo-7,8- dihidro-2'-desoxiguanosina e 5-hidroxi-2´-desoxicitidina em DNA de órgãos de ratos tratados com ALA e aumento da formação de diversas bases modificadas em DNA de timo de bezerro. O DOVA reagiu com 2´-desoxiguanosina e DNA de timo de bezerro isolado produzindo dois adutos diastereoisômeros. O ALA e o DOVA foram capazes de aumentar a mutagenicidade em S. typhimurium TA104 e induzir resposta SOS em E. coli PQ37. Danos ao DNA mitocondrial e nuclear também foram detectados através da técnica de reação quantitativa em cadeia da polimerase em fibroblastos humanos transformados tratados com ALA. Todos esses dados fornecem informações referentes ao potencial genotóxico do ALA e permitem estabelecer uma proposta de bases moleculares para conectar as lesões ao DNA promovidas pelo ALA com a maior incidência de carcinoma hepatocelular em pacientes sintomáticos de AIP.

5-Aminolevulinic acid (ALA) is a heme precursor accumulated in some inborn (acute intermittent porphyria-AIP and tyrosinosis) or acquired (lead poisoning) types of hepatic porphyria. In AIP patients, ALA is overproduced and accumulated in the liver. Liver biopsy samples of AIP patients revealed mitochondrial and endoplasmic reticulum structural alterations and accumulation of lipofucsin, fat and ferritin bodies. Mitochondrial mutations induced by pro- oxidants were suggested to contribute to cellular aging and cancer. These findings may be connected to the higher frequency of hepatocellular carcinoma (HCC) associated to symptomatic AIP patients. In vitro, ALA produces reactive oxygen species (ROS) upon metal- catalyzed oxidation and can be viewed as a deleterious endogenous source of ROS, triggering oxidative damage to cell structures and organs and being involved in the initiation and promotion of cancer. Besides, the final oxidation product of ALA, the 4,5-dioxovaleric acid (DOVA) is expect to induce DNA base modifications as already shown for other reactive carbonyl derivatives. In this study we demonstrated that ALA is able to produce DNA lesions such as strand breaks in plasmid DNA, increased steady state level of 8-oxo-7,8- dihydro-2'-deoxyguanosine and 5-hydroxy-2´-deoxycytidine in rat organs DNA of ALA-treated rats and increased formation of several modified DNA bases in calf thymus DNA. 4,5-Dioxovaleric acid was showed to react with 2'-deoxyguanosine and isolated calf thymus DNA through Schiff?s base formation to produce two diastereisomeric adducts. Aminolevulinic acid and DOVA were able to increase mutagenicity of the S. typhimurim strain TA104 and induce SOS response in E. coli PQ37. The mitochondrial and nuclear DNA damage were also detected by quantitative polymerase chain reaction technique in transformed human fibroblasts treated with ALA. All these data provide additional information on the genotoxic potential of ALA and reinforce the hypothesis that ALA may be involved in the induction of HCC in symptomatic AIP patients.