Estudo das vias de sinalização envolvidas na apoptose induzida por chalconas em células de leucemia linfoblástica aguda L-1210

Abstract

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde. Programa de Pós-Graduação em FarmáciaA leucemia linfoblástica aguda (LLA) é uma desordem maligna resultante da proliferação clonal de células progenitoras T ou B. Conforme os protocolos de tratamento para LLA, em torno de 80 % das crianças diagnosticadas com LLA entram em remissão completa. No entanto, o tratamento de pacientes adultos com LLA tem demonstrado poucas melhorias nas últimas duas décadas, devido à resistência apresentada pelos linfoblastos leucêmicos à quimioterapia. As chalconas são precursoras dos flavonóides presentes nas plantas superiores e exercem uma ampla variedade de efeitos farmacológicos. Mudanças nas moléculas das chalconas podem resultar em diferentes atividades biológicas. Sendo assim, o objetivo do presente trabalho foi investigar a sensibilidade de células de LLA de origem murina L-1210 a uma série de onze chalconas sintéticas derivadas do 2-naftaldeído, bem como os mecanismos citotóxicos envolvidos. A triagem preliminar da citotoxicidade da série de chalconas mostrou que apenas as chalconas (2e)-3-(2-naftalenil)-1-(2'-hidroxi-4',6'-dimetoxi-fenil)-2-propen-1-ona (chalcona 1), (2e)-3-(2-naftalenil)-1-(3',4',5'-trimetoxi-fenil) -2- propen-1-ona (chalcona 2), (2e)-3-(2-naftalenil)-1-(3'-metoxi-4'-hidroxi -fenil) -2- propen-1-ona (chalcona 9) e (2e)-3-(2-naftalenil)-1-(2',5'-dimetoxi-fenil)-2- propen-1-ona (chalcona 11) apresentavam efeito citotóxico significativo. A análise da exposição da fosfatidilserina pela Anexina V-FITC mostrou que a morte celular induzida por essas quatro chalconas ocorreu por indução da apoptose. Para estudar os mecanismos pelos quais esses compostos provocaram apoptose, foi realizada a avaliação do ciclo celular e da expressão da proteína p53, Bcl-2, Bax e caspase 3. Os resultados obtidos mostram que as chalconas 1, 2, 9 e 11 aumentaram a expressão da p53; envolvem as proteínas da via mitocondrial, diminuindo a expressão de Bcl-2 e aumentando a expressão de Bax; aumentando a expressão da caspase 3 ativa e, atuam de maneira diferente no ciclo celular. A chalcona 1 causou bloqueio celular na fase G0/G1 e as chalconas 9 e 11 na fase G2/M. Esses resultados sugerem que a atividade distinta das chalconas derivadas do mesmo núcleo fundamental nas vias de sinalização apoptótica tem correlação direta com a respectiva estrutura química. Mais estudos precisam ser realizados para o completo entendimento das vias pelas quais essas chalconas induzem a apoptose, no entanto, os resultados obtidos apresentam-se promissores para o desenvolvimento de novos fármacos antineoplásicos. Acute lymphoblastic leukemia (ALL) is a malignant disorder resulting from a clonal proliferation of T or B lymphoid cells progenitors. According to the multicenter protocols, about 80 % of all children diagnosed with ALL reach a complete remission. However, the treatment of adults has shown few improvements over the last two decades, because of leukemic lymphoblasts' resistance to chemotherapy. Chalcones are precursors of flavonoids in higher plants and display a wide variety of pharmacological effects. Changes in chalcones molecules can result in different biological activities. The aim of the present work was to investigate the cytotoxicity of eleven synthetic chalcones derived from 2-naftaldehyde in murine acute lymphoblastic leukemia cells. A preliminary screening of chalcones series showed that only (2E)-3-(2-naftalenil)-1-(2'-hydroxy- 4',6'- dimethoxy-phenyl)-2-propen-1-one (chalcone 1), (2E) 1-(3',4',5'-trimethoxyphenyl)-3-(2-naphtyl)-2-propen-1-one (chalcone 2), 2E)-1-(3'-methoxy-4'-hydroxyphenyl)-3-(2-naphtyl)-2-propen-1-one (chalcone 9) and (2E)-1-(2',5'-dimethoxyphenyl)-3-(2-naphtyl)-2-propen-1-one (chalcone 11) have a significant cytotoxic effect. The analysis of the exposure of phosphatidylserine by Anexina V-FITC showed that these chalcones induced cell death by apoptosis. To investigate the mechanism of apoptosis, the cell cycle and p53, Bcl-2, Bax and caspase 3 expression were evaluated. The results showed that chalcones 1, 2, 9 and 11 increased p53 expression; involved mitochondrial apoptosis pathway, reducing the expression of Bcl-2 and increasing the expression of Bax; increasing the expression of active caspase 3 and act differently in the cell cycle. Chalcone 1 blocked cell cycle progression on the G0/G1 phase and chalcones 9 and 11 on G2/M phase. In spite of these four chalcones are derivated from 2-naftaldehyde, they showed different effects on cell cycle and p53, Bcl-2, Bax and caspase 3. These observations strongly suggest a straighter relation between cytotoxic activity and chemical structure. More investigations are necessary in order to understand the mechanisms that chalcones induce apoptosis, however, the results obtained are promising for the development of new antineoplasic drugs