Avaliação da atividade e do mecanismo de ação antileucêmica da cantinona

• Main Author: Torquato, Heron Fernandes Vieira
• Other Authors: Martins, Domingos Tabajara de Oliveira
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Mato Grosso 2017
• Subjects: CNPQ::CIENCIAS DA SAUDE::MEDICINA; Leucemia; Cantinona; Morte celular; Diferenciação celular; Leukemia; Canthinone; Cell death; Cell differentiation
• Online Access: http://ri.ufmt.br/handle/1/488

Submitted by Simone Souza ([e-mail]) on 2017-09-19T13:23:59Z No. of bitstreams: 1 DISS_2014_Heron Fernandes Vieira Torquato.pdf: 2253066 bytes, checksum: 04567ef3aaa1fd3c33944fec7ac526d6 (MD5) === Approved for entry into archive by Jordan ([e-mail]) on 2017-09-26T12:32:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISS_2014_Heron Fernandes Vieira Torquato.pdf: 2253066 bytes, checksum: 04567ef3aaa1fd3c33944fec7ac526d6 (MD5) === Made available in DSpace on 2017-09-26T12:32:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISS_2014_Heron Fernandes Vieira Torquato.pdf: 2253066 bytes, checksum: 04567ef3aaa1fd3c33944fec7ac526d6 (MD5) Previous issue date: 2014-03-24 === CAPES === Torquato, H.F.V. Avaliação da atividade e do mecanismo de ação antileucêmica da cantinona. 2014. 73 f. Dissertação apresentada à Coordenação de Programas de Pós-Graduação em Ciências da Saúde da Faculdade de Medicina da Universidade Federal de Mato Grosso, como requisito parcial para a obtenção do título de Mestre em Ciências da Saúde, Área de Farmacologia. A leucemia mielóide aguda (LMA) é uma doença maligna de natureza proliferativa, em que as células leucêmicas não terminam o processo de diferenciação celular. Na terapia padrão da LMA é necessária intensa quimioterapia, a qual é acompanhada de baixas taxas de remissão, por longos períodos e toxicidade. Portanto, novas opções terapêuticas para o tratamento da leucemia são necessárias. A cantinona (Cant) representa uma subclasse de alcaloides beta-carbonílicos, isolada de plantas, especialmente das famílias Simaroubaceae e Rutaceae. São referidas atividades antiulcerogênica, antibacteriana e antifúngica para a Cant, e atividade citotóxica, antimalárica e antiviral para alguns análogos sintéticos. O objetivo desse trabalho foi investigar o potencial antitumoral e mecanismo de ação da Cant em linhagens celulares de LMA. Para tanto, a atividade citotóxica foi realizada nas linhagens Kasumi-1 e KG-1 por meio da marcação com anexina V e iodeto de propídeo após tratamento com Cant (28; 56; 113 e 227 μM) por 24 h. Verificou-se a ação do alcaloide sobre diferentes parâmetros celulares em células Kasumi-1 (45 μM), tais como integridade das membranas lisossomais e mitocondriais, ativação de caspases 3, 8 e 9, expressão de importantes proteínas relacionadas à sobrevivência das células (ERK 1/2 e Bcl-2). Adicionalmente, foi avaliada a capacidade da Cant (14 μM) em induzir a diferenciação mielóide em ambas linhagens celulares. Os resultados mostraram que a Cant apresentou potencial atividade antitumoral com CI50 de 38,9±1 μM para Kasumi-1 e 39,1±1 μM para KG-1. A Cant promoveu permeabilização lisossomal demonstrada pelo extravasamento do corante laranja de acridina dos lisossomos para o citosol e produziu queda em 54,6% (p<0,001) no potencial de membrana mitocondrial. A ativação das caspases 3 e 8 foram seguidas pelo aumento na fluorescência na ordem de 2,4 (p<0,01) e 2,5 (p<0,05) vezes, respectivamente, comparadas as células que não receberam tratamento e a caspase 9 (p<0,01) elevou o sinal em 2,1 vezes. A expressão proteica de ERK 1/2 e Bcl-2 foram reduzidas, sendo mais expressiva para 45 μM de Cant (43%, p< 0,01) no caso de ERK 1/2 e com 135 μM (53%, p< 0,01) para Bcl-2. Na diferenciação celular, verificou-se aumento na expressão de CD15+ e CD 11b+, na ordem de 2,5 vezes (p<0,001), nas células Kasumi-1 tratadas com 14 μM de Cant, quando comparado às células não tratadas. Contudo, em células tronco leucêmicas (CD34+CD38-Lin) houve redução na expressão destas em aproximadamente 7 vezes (p<0,001), em relação às células sem tratamento (controle). Em KG-1 tratadas com 14 μM de Cant, a expressão de CD15+ foi elevada na ordem de 2,5 vezes (p<0,001), porém nenhuma diferença foi observado para CD11b+, enquanto a expressão de células tronco leucêmicas dobrou (p<0,001). Esses dados em conjunto demonstram que a Cant apresenta atividade antitumoral em células LMA, sendo a morte celular mediada pelas ativações das vias extrínseca e intrínseca da apoptose, possivelmente, com maior contribuição da via mitocondrial, com participação importante dos lisossomos neste mecanismo. Em adição aos seus efeitos sobre a proliferação de células leucêmicas, Cant apresentou importante ação na diferenciação celular, o que a credencia como importante candidato a fármaco antitumoral na LMA, uma vez que a doença é passível de sofrer terapias baseadas na diferenciação, o que atualmente fornece melhor prognóstico ao paciente. === Torquato, H.F.V. Evaluation of the activity and mechanism of action antileukemic of canthinone. 2014. 73 f. Dissertation submitted to the Health Science Post Graduate Programs Coordination of the School of Medicine of the Federal University of Mato Grosso, as a partial requirement for the degree of Master in Health Sciences. Pharmacology Area. Acute myeloid leukemia (AML) is a malignant proliferative disease, where the leukemic cells do not complete the cell differentiation process. The standard therapy of AML includes intensive chemotherapy despite of its association with a low rate of remission afterward, it is also has been considered as long-term treatment with a significant toxicity. Therefore, a development of new therapeutic approaches might impact on treatment of AML. The canthinone (Cant) is a beta-carbonyl subclass of alkaloids isolated from plants, specifically Simaroubaceae and Rutaceae families. Certain activities such as antiulcer, antibacterial and antifungal were referred to Cant, whereas other activities [cytotoxic, antimalarial and antiviral] referred to some forms of its synthetic analogues. The aim of this study is to investigate the antitumor potential of Cant in AML cell lines. For this, the cytotoxic activity was performed in the lines Kasumi-1 and KG-1 marked by annexin V and PI after treatment with Cant (28, 56, 113 and 227 μM) for 24 h., where the action of its antitumor mechanism it action was investigated in Kasumi-1 cells (45 μM). The action of the alkaloid on different cell parameters was evaluated, such as the integrity of lysosomal and mitochondrial membranes, caspases 3, 8 and 9 activation, expression of important proteins related to cell survival (ERK1/2 and Bcl-2). In addition, we evaluated the ability of Cant (14 μM) to induce myeloid differentiation in both cell lines. The results showed that Cant has a potential antitumor activity with IC50 of 38.9 ± 1 μM for Kasumi-1 and 39.1±1 μM for KG-1. As well as a lysosomal permeabilization effect demonstrated by leakage of acridine orange dye from the lysosomes to cytosol, causing a drop of 54.6% (p< 0.001) in the mitochondrial membrane potential. The activation of caspases 3 and 8 were followed by an increase in fluorescence at 2.4 (p< 0.01) and 2.5 (p< 0.05) times respectively, compared to untreated cells, and caspase 9 (p< 0.01) increased 2.1 times the signal. The protein expression of ERK 1/2 and Bcl-2 was reduced, more expressively from 45 μM of Cant (43%, p<0.01) on ERK 1/2 and 135 μM of Cant (53 %, p<0.01) on Bcl-2. In the evaluation of cell differentiation, an increase of 2.5 times (p<0.001) noticed with the expression of CD15+ and CD 11b+ in Kasumi-1 cells treated with Cant (14 μM) compared to untreated cells. However, the results shows a decrease in the expression of leukemic stem cell markers (CD34+ CD38-Lin-) with approximately 7-fold (p <0.001) in comparison with control. In KG-1 cell line treated with Cant (14 μM), CD15+ expression rose up to 2.5 times (p<0.001). The expression of leukemic stem cells markers was doubled (p<0.001) with no difference in CD11b+. All these data has been shown, that Cant has antitumor activity in AML cells via cell death mechanism through activation of the extrinsic and intrinsic pathways of apoptosis, possibly with a greater contribution of the mitochondrial pathway with a significant lysosomal role. In addition to its effects on the proliferation of leukemic cells, Cant showed a significant action on cell differentiation, which qualifies it as a candidate for antitumor drug for AML treatment, where the disease therapy can be based on differentiation.