Efeito antitumoral e antiangiogênico dos extratos bruto e supercríticoo de Bidens pilosa Linné e Casearia sylvestris Swartz

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde. Programa de Pós-Graduação em FarmáciaO desenvolvimento de novas alternativas terapêuticas, como as que utilizam as plantas medicinais, tem despertado grande interesse no tratamento do câncer, pois as terapêuticas tradicionais não são capazes de regredir totalmente a evolução da doença e/ou apresentam elevada toxicidade. B. pilosa e C. sylvestris, plantas medicinais que possuem vários usos populares no Brasil e outros países americanos, têm sido indicadas para o tratamento de tumores. Neste estudo a extração supercrítica (ESC) foi o método de escolha, por seu bom fracionamento presentes na matriz vegetal. Assim sendo, o presente trabalho se propôs avaliar as atividades citotóxica, antiproliferativa, antitumoral, nucleásica, antiangiogênica e pró-apoptótica dos extratos bruto e supercrítico de B. pilosa e C. sylvestris em diferentes condições de extração utilizando modelos experimentais in vitro e in vivo. Para se atingir tal objetivo, foram realizados experimentos para avaliar primeiramente a atividade citotóxica (MTT) in vitro com extrato bruto (EB) (0-500 ?g/mL) e nos extratos na extração supercrítica (ESC) 250bar/40°C (0-100 ?g/mL), e a atividade antiproliferativa através do ensaio clonogênico (100 e 200 ?g/mL ) dos extratos de B. pilosa. Os resultados obtidos no MTT e ensaio clonogênico mostraram que os EB e ESC 250 bar/40°C de B. pilosa foram ineficazes em reduzir a viabilidade celular e antiproliferativa em células MCF-7 e T-24. A partir dos resultados obtidos com B. pilosa descritos acima, foram realizados os ensaios de viabilidade celular (MTT) em células MCF-7 (5, 10, 20, 40 e 80 ?g/mL) e T-24 (1; 2,5; 5; 7,7 e 10 ?g/mL) com as diversas condições de ESC de C. sylvestris. Já o EB de C. sylvestris foi realizado em células MCF-7, em concentrações de 62,5; 125; 250; 500 e 1000 ?g/mL e em T-24 nas concetrações de 10; 25; 50; 75 e 100 ?g/mL. Além disso, foi avaliado o efeito dos extratos (EtOH5% 300bar/40°C e EtOac5% 300bar/40°C) sobre o DNA plasmidial através da ativida nucleásica. A atividade antitumoral in vivo foi realizada em camundongos Balb/C inoculados com o TAE e tratados com EB de C. sylvestris e ESC (EtOH5% 300 bar/40°C e EtOac5% 300bar/40°C) de C. sylvestris nas concentrações de 0,1; 1 e 10 mg/kg e através da atividade antiangiogênica em ovos fertilizados de Gallus domesticus, através do ensaio da membrana corioalantóica (MCA), nas mesmas concentrações de 1, 5 e 10 mg/kg/dia. Também foi avaliada a capacidade pró-poptótica, através do ensaio de anexina V por citometria de fluxo em células TAE retiradas dos camundongos após o tratamento com os extratos supercríticos EtOH 5% 300bar/40°C de 0,1 mg/kg/dia, EtOac5% 300bar/40°C de 0,1mg/kg/dia e EtOac5% 300bar/40°C de 1 mg/kg/dia, que elevaram o percentual de células apoptóticas e necróticas de C. sylvestris. Os resultados demonstraram que os extratos supercríticos (EtOH5% 300bar/40°C e EtOac5% 300bar/40°C) de C. Sylvestris reduziram de maneira significativa a viabilidade de células MCF-7 e T-24. Em relação à avaliação da atividade nucleásica com o extrato supercrítico EtOH5% 300bar/40°C, se observou que houve dano direto ao DNA, sendo que o mesmo foi dose-dependente. Os ensaios in vivo demonstraram que os extratos supercríticos EtOH5% 300bar/40°C e EtOac5% 300bar/40°C apresentaram atividades antitumorais consideráveis. O tratamento com os extratos causaram importante inibição do crescimento tumoral nos camundongos, principalmente o extrato supercrítico EtOH5% 300bar/40°C (0,1 mg/kg/dia), causando também aumento do percentual médio de longevidade (PAL). O ensaio da anexina V revelou que a morte celular induzida pelos extratos supercríticos foi do tipo apoptose (EtOH 0,1 mg/kg/dia e EtOac 0,1 mg/kg/dia) e necrose (EtOac 1 mg/kg/dia). A atividade antiangiogênica dos EtOH5% 300bar/40°C e EtOAc5% 300bar/40°C (1, 5 e 10 mg/kg/dia) mostrou que os extratos foram capazes de reduzir de forma significativa o percentual de vasos sanguíneos em torno do embrião, sendo este efeito inversamente proporcional às concentrações.The development of new therapies, such as therapies using medicinal plants, has aroused great interest in cancer treatment, because the available therapies are not able to completely regress the disease progression and/or presents high toxicity. B. pilosa and C. sylvestris, medicinal plants that possess multiple popular uses in Brazil and other American countries, has been indicated for tumor treatment. In this study, the supercritical extraction (ESC) was the choice method for its superior performance in isolation of chemical compounds. Therefore, this study aimed to assess the cytotoxic, antiproliferative, antitumor, nucleasic, antiangiogenic and apoptotic activity of supercritical extract of B. pilosa and C. sylvestris at different extraction conditions using experimental models in vitro and in vivo. To achieve this goal, experiments were performed previously to evaluate the cytotoxic activity (MTT) in vitro with EB (0-500 µg/mL) and supercritical extract 250bar/40 °C (0-100 µg/mL), and antiproliferative activity via the clonogenic assay of B. pilosa extracts. The results obtained from MTT and clonogenic assay demonstrated that the B. pilosa EB and supercritical extract 250bar/40°C were ineffective in reducing cell viability and antiproliferative in MCF-7 cells and T-24. Considering the results obtained with B. pilosa described above, assays were performed in cell viability (MTT) in MCF-7 cells (5, 10, 20, 40 and 80 ?g/mL) and T-24 (1; 2.5; 5; 7.7 and 10 µg/ml) with ESC conditions with C. sylvestris. The EBC was performed on MCF-7 cells at concentrations of 62.5, 125, 250, 500 and 1000 µg/mL and T-24 in concetrations 10, 25, 50, 75 and 100 µg/ mL. Furthermore, the effect of extracts (EtOH5% 300bar/40°C and EtOac5% 300bar/40 °C) on plasmid DNA through the nuclease activity was also evaluated. The in vivo antitumor activity was performed in Balb/C mice inoculated with TAE treated with EBC and supercritical extract (EtOH5% 300bar/40°C and EtOac5% 300bar/40°C) of C. sylvestris at concentrations of 0.1, 1 and 10 mg/Kg and through the antiangiogenic activity of Gallus domesticus eggs fertilized by the chorioallantoic membrane essay (CAM) at the same concentrations of 1, 5 and 10 mg/kg/day. The pro-apoptotic ability was also evaluated by annexin V essay using flow cytometry in TAE cells taken from mice after treatment with the supercritical extract EtOH5% 300bar/40°C of 0.1 mg/kg/day, EtOac5% 300bar/40°C of 0.1 mg/ kg/day and EtOac 1mg/kg/day of 1 mg/kg/day that increased the apoptotic and necrotic cells percentage of C. sylvestris. The results demonstrated that the supercritical extract (EtOH5% 300bar/40°C and EtOac5% 300bar/40 °C) of C. Sylvestris significantly reduced the viability of MCF-7 and T-24 cells. Regarding the nuclease activity assessment with the supercritical extract EtOH5% 300bar/40°C, there was a direct dose-dependent damage on DNA. In vivo assays demonstrated that supercritical extract EtOH5% 300bar/40°C and EtOac5% 300bar/40°C showed considerable antitumor activity. The treatment with the extracts caused significant inhibition of tumor growth in mice, mainly the supercritical extract EtOH5% 300bar/40°C (0.1 mg/kg/day), also causing increase in the average percentage of longevity (PAL). The annexin V essay revealed that the induced cell death by extracts was apoptosis type (EtOH5% 300bar/40°C 0.1 mg/kg/day and EtOac5% 300bar/40°C 0.1 mg/kg/day) and also necrosis type (EtOac5% 300bar/40°C 1mg/kg/day). The antiangiogenic activity of the EtOH5% 300bar/40°C and EtOac5% 300bar/40°C (1, 5 and 10 mg/kg/day) demonstrated that the extracts were able to reduce significantly the percentage of blood vessels around the embryo being this effect inversely proportional to their concentrations

Potencial antitumoral de um novo complexo mononuclear de Ga(III) com ligante não-simétrico em modelo in vitro de melanoma

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Farmácia, Florianópolis, 2016.O Melanoma é encontrado na camada basal da epiderme, e consiste em uma neoplasia maligna dos melanócitos. As mutações frequentemente encontradas em pacientes com câncer são do tipo B-RAF e N-RAS. Neste sentido, ter como alvo mutações que são super expressas em linhagens tumorais de melanoma é extremamente importante para melhorar a eficiência dos tratamentos. Anos atrás medicamentos foram aprovados para auxiliar o tratamento do melanoma, porém limitações foram mostradas por pacientes como efeitos colaterais e resistência aos medicamentos. Em 2014, a FDA (Food and Drug Administration) aprovou uma nova estratégia para tratamento de melanoma, o pembrolizumabe, o qual é baseado em um anticorpo monoclonal contra a proteína 1 (PD-1) relacionada a morte celular programada. Recentemente, em 2016 a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa) aprovou o uso do medicamento Tafinlar (dabrafenibe), um novo tratamento oral para pacientes com melanoma metastático ou irressecável, oriundo de mutação positiva dos genes BRAF V600E. Embora o tratamento de melanoma tenha tornado-se um grande desafio a superar, este trabalho tem como objetivo ampliar as possibilidades terapêuticas para o melanoma, prospectando novas moléculas ativas. Especificamente, avaliou-se o potencial antitumoral e antiangiogênico de um novo complexo mononuclear de Ga(III) com ligante não-simétrico em linhagens celulares de melanoma humano (SK-MEL-28 e SK-MEL-147) com diferentes mutações e linhagem imortalizada de células endoteliais de veia umbilical humana (HUVEC). O ligante não-simétrico H3LM3 e o complexo mononuclear de H3LM3 Ga apresentaram CC50 (concentração do composto que causa 50% de morte celular) entre 5 e 25 µM quando expostas as linhagens tumorais, similarmente ativos quando comparados ao vemurafenibe, um quimioterápico de referência. Quando as CC50 destes composos foram avaliadas em linhagens tumorais e não tumorais, não foi observada citotoxicidade para a linhagem celular não tumoral, em que 80% de células viáveis foram detectadas. Em relação a ação dos compostos sobre a atividade de caspases, os dados demonstram que não houve aumento da atividade de nenhuma das caspases, uma indicação de que a morte celular foi independente de caspases. De acordo com os resultados de um conjunto de ensaios específicos pode-se sugerir que o efeito citotóxico e antiproliferativo se dá através da indução de estresse oxidativo. Adicionalmente, foi mostrado que os compostos apresentaram atividade antimetastática, ao inibir a proliferação e invasão celular, bem como a propriedade de bloqueio da angiogênese. O complexo mononuclear de H3LM3 Ga sobre linhagem tumoral SK-MEL 28 apresentou a redução da expressão do gene VEGF em aproximadamente 20% em comparação ao controle. Concluindo, os compostos testados não somente apresentaram atividade citotóxica significativa, como também demonstraram efeitos anti-metastático e antiangiogênico in vitro/in vivo. De acordo com os dados obtidos, demonstra-se uma nova linha na exploração da atividade biológica de promissores agentes antitumorais.Abstract : Melanoma is found in the basal layer of the epidermis and consists in a malignant tumor of melanocytes. Mutations often found in patients with cancer are B-RAF and N-RAS type. Thus, targeting mutations which are super expressed in tumor melanoma strains are extremely important to improve the treatment efficacy. Years ago drugs were approved to help the melanoma treatment, however, some limitations were shown by patients such as side effects and drug resistance. In 2014 the FDA (Food and Drug Administration) approved a new strategy to treat melanoma, the pembrolizumab, which is based on a monoclonal antibody against protein 1 (PD-1) related to programmed cell death. Recently, in 2016 the National Agency of Sanitary Surveillance (ANVISA) approved the use of the drug Tafinlar (dabrafenib), a new oral treatment for patients with metastatic or unresectable melanoma, from a positive mutation of BRAF V600E genes. Although the melanoma treatment became a great challenge to overcome, this work aims to broaden the therapeutic possibilities for melanoma by prospecting new active molecules. Specifically, antitumor and antiangiogenic potential of a novel mononuclear Ga(III) complex with the non-symmetric ligand in human melanoma cell lines (SK-MEL-28 and SK-MEL-147) was assessed with different mutations and immortalized lineage of human umbilical vein endothelial cells (HUVEC). The non-symmetric linker H3LM3 and the mononuclear H3LM3 Ga complex showed CC50 (compound concentration causing 50% cell death) between 5 and 25 µM when exposed to tumor strains, similarly actives when compared to vemurafenib, a reference chemotherapeutic. When CC50 of these compounds were evaluated in tumoral and non-tumoral cell lines, they did not show cytotoxicity to the non-tumor cell line, in which 80% of viable cells were detected. Regarding the action of the compounds on the activity of caspases, the data demonstrated that there was no increase in the activity of any of the caspases, assuming that cell death was independent of caspases. According to the results of a specific set of tests the cytotoxic and antiproliferative effects occur by the induction of oxidative stress was suggested. In addition, the compounds exhibited anti-metastatic activity, inhibiting cell proliferation and invasion, as well as blocking angiogenesis. The mononuclear H3LM3 Ga complex on SK-MEL 28 tumor line showed a reduction of VEGF gene expression by approximately 20% compared to control. In conclusion, the compounds tested not only showed significant cytotoxic activity but also demonstrated in vitro/in vivo anti-metastatic and antiangiogenic effects. According to the data obtained, a new line in the exploration of biological activity as promising antitumor agents was evidenced

Atividade antiangiogênica de Deguelia duckeana A.M.G. Azevedo: 3,5,4’-trimetoxiestilbeno e 4-metoxilonchocarpina/ Antiangiogenic activity of Deguelia duckeana A.M.G. Azevedo: 3,5,4'-trimethoxystilbene and 4-methoxylonchocarpine

Verifica-se na literatura que muitas substâncias fenólicas isoladas de espécies de Deguelia, como os isoflavonoides e chalconas, apresentaram resultados positivos para diversos ensaios de potencial antitumoral, principalmente citotoxicidade para linhagens tumorais humanas. A espécie Deguelia duckeana A.M.G. Azevedo, entretanto, apresenta poucos estudos fitoquímicos e biológicos de potencial antitumoral. Para a realização de ensaios antitumorais, o cultivo de células é uma etapa dispendiosa. Uma alternativa pouco explorada são ensaios in vitro de inibição da angiogênese, ou seja, inibição da formação de novos vasos sanguíneos que promoveriam o crescimento de tumores. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade antiangiogênica das substâncias fenólicas de D. duckeana utilizando o método de análise da vascularização da membrana córioalantóica de embriões de galinha. Sob incubação em chocadeira e por orifícios na casca dos ovos, foram implantados sobre os vasos sanguíneos, no terço externo da membrana corioalantóica, discos de metilcelulose (1,5%) embebidos com 10 µL dos extratos nas concentrações de 1000 mg/mL, 500 mg/mL e 100 mg/mL diluídos com álcool etílico. O orifício foi fechado com uma fita, seguindo a incubação por mais 48 h, para se efetuar a contagem de vasos sanguíneos que interceptam o disco e vasos presentes na vizinhança em uma área de 0,9 cm2. Os resultados foram expressos como percentual de vasos ± desvio-padrão. Os extratos hexânicos, principalmente das raízes, obtiveram as maiores atividades antiangiogênicas. O fracionamento do extrato hexânico das raízes levou ao isolamento e caracterização de três substâncias fenólicas, das quais duas (3,5,4’-trimetoxiestilbeno e 4-metoxilonchocarpina) são potenciais agentes antiangiogênicos já descritos na literatura, corroborando para a necessidade de prospecção de outras substâncias destes extratos hexânicos que possam interferir em alvos moleculares dos processos de angiogênese e, consequentemente, de progressão das neoplasias

Larvicidal effects of endophytic and basidiomycete fungus extracts on Aedes and Anopheles larvae (Diptera, Culicidae)

Introduction: In vitro bioassays were performed to access the larvicidal activity of crude extracts from the endophytic fungus Pestalotiopsis virgulata (Melanconiales, Amphisphaeriaceae) and the saprophytic fungus Pycnoporus sanguineus (Basidiomycetes, Polyporaceae) against the mosquitoes Aedes aegypti and Anopheles nuneztovari. Methods: The extracts were tested at concentrations of 100, 200, 300, 400 and 500ppm. Ethyl acetate mycelia (EAM) extracts and liquid culture media (LCM) from Pe. virgulata and Py. sanguineus were tested against third instar larvae of Ae. aegypti and An. nuneztovari. Results: The larvicidal activity of the EAM extracts from Pe. virgulata against Ae. aegypti had an LC50=101.8ppm, and the extract from the basidiomycete fungus Py. sanguineus had an LC50=156.8ppm against the Ae. aegypti larvae. The Pe. virgulata extract had an LC50=16.3ppm against the An. nuneztovari larvae, and the Py. sanguineus extract had an LC50=87.2ppm against these larvae. Conclusions: These results highlight the larvicidal effect of EAM extracts from the endophyte Pe. virgulata against the two larval mosquitoes tested. Thus, Pe. virgulata and Py. sanguineus have the potential for the production of bioactive substances against larvae of these two tropical disease vectors, with An. nuneztovari being more susceptible to these extracts

Sodium orthovanadate associated with pharmacological doses of ascorbate causes an increased generation of ROS in tumor cells that inhibits proliferation and triggers apoptosis

Pharmacological doses of ascorbate were evaluated for its ability to potentiate the toxicity of sodium orthovanadate (Na(3)VO(4)) in tumor cells. Cytotoxicity, inhibition of cell proliferation, generation of ROS and DNA fragmentation were assessed in T24 cells. Na(3)VO(4) was cytotoxic against T24 cells (EC(50)=5.8 μM at 24 h), but in the presence of ascorbate (100 μM) the EC(50) fell to 3.3 μM. Na(3)VO(4) plus ascorbate caused a strong inhibition of cell proliferation (up to 20%) and increased the generation of ROS (4-fold). Na(3)VO(4) did not directly cleave plasmid DNA, at this aspect no synergism was found occurring between Na(3)VO(4) and ascorbate once the resulting action of the combination was no greater than that of both substances administered separately. Cells from Ehrlich ascites carcinoma-bearing mice were used to determine the activity of antioxidant enzymes, the extent of the oxidative damage and the type of cell death. Na(3)VO(4) alone, or combined with ascorbate, increased catalase activity, but only Na(3)VO(4) plus ascorbate increased superoxide dismutase activity (up to 4-fold). Oxidative damage on proteins and lipids was higher due to the treatment done with Na(3)VO(4) plus ascorbate (2-3-fold). Ascorbate potentiated apoptosis in tumor cells from mice treated with Na(3)VO(4). The results indicate that pharmacological doses of ascorbate enhance the generation of ROS induced by Na(3)VO(4) in tumor cells causing inhibition of proliferation and apoptosis. Apoptosis induced by orthovanadate and ascorbate is closer related to inhibition on Bcl-xL and activation of Bax. Our data apparently rule out a mechanism of cell demise p53-dependent or related to Cdk2 impairment