Análise dos efeitos do mesilato de imatinibe em cultura de células-tronco mesenquimais humanas derivadas de placenta

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Farmácia, Florianópolis, 2011Apesar do recente avanço e evolução no desenvolvimento de medicamentos cada vez mais específicos para o tratamento de neoplasias, continuam sendo observados e relatados efeitos inespecíficos destes agentes, que além de atuar nas células neoplásicas exercem efeitos em células normais. O Mesilato de Imatinibe (MI) foi racionalmente desenvolvido para inibir a atividade de proteínas e receptores do tipo tirosinoquinase, especialmente a proteína BCR-ABL anômala característica da leucemia mielóide crônica (LMC). As células-tronco mesenquimais (CTM) compõem o microambiente hematopoiético (MH), com função de suporte e regulação da hematopoese, sendo células precursoras de outras células que também constituem o MH, como os fibroblastos, adipócitos e osteoblastos. Estudos relataram efeitos citotóxicos de diferentes agentes quimioterápicos nas CTM, porém, os efeitos que o MI exerce nesta população de células ainda são desconhecidos. O objetivo do trabalho foi avaliar, in vitro, os efeitos do MI em CTM normais isoladas da placenta humana. Aplicamos um protocolo de cultivo celular de CTM, expondo as mesmas a diferentes concentrações do MI e avaliamos parâmetros como viabilidade celular, proliferação, morfologia, diferenciação e morte celular. Também foi avaliada a expressão de marcadores de células indiferenciadas (Oct-4 e Nanog) e da molécula de matriz extracelular fibronectina. Inicialmente, caracterizamos as células isoladas da placenta humana como CTM, de acordo com características morfológicas, fenotípicas e um painel de expressão imunofenotípica preconizados para este tipo celular. O MI exerceu efeito citotóxico nas CTM a partir da concentração de 1,0 µM, com valor de IC50 de 8,7 µM. A maioria das células expostas ao medicamento demonstrou morfologia alterada em comparação com as células normais e fibroblastóides do grupo controle. O MI reduziu a taxa de proliferação das CTM de modo concentração-dependente nos diferentes tempos de exposição testados. Nos ensaios de diferenciação celular, observamos que o medicamento estimulou a diferenciação das CTM para os fenótipos osteogênico e adipogênico. Com a análise da expressão de Nanog e Oct-4, observamos que, nas menores concentrações do MI (2,5 e 5,0 µM), as células indiferenciadas são mais resistentes aos efeitos do MI quando comparadas a células possivelmente já diferenciadas. A expressão imunocitoquímica de fibronectina também foi reduzida pelo MI. Na avaliação do processo de morte celular observado nos primeiros experimentos, indicamos que este mecanismo foi provavelmente por apoptose, devido à maior quantidade de núcleos picnóticos nas CTM expostas ao MI e também pela captação do corante brometo de etídio. É importante ressaltar que todos os efeitos observados, principalmente nos ensaios quantificados, foram classificados como concentração-dependente. Estes resultados confirmam o efeito do MI em CTM normais, o que pode representar danos até mesmo irreversíveis no MH de pacientes que utilizam o medicamento por período prolongado. Estes dados indicam a necessidade do desenvolvimento de medicamentos mais específicos para o tratamento das diferentes neoplasias que acometem a população

Avaliação in vitro e in vivo do efeito antitumoral de tratamentos combinados de um derivado da cucurbitacina B com fármacos antineoplásticos frente a tumor de pulmão

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia e Biociências, Florianópolis, 2016.O câncer de pulmão é um dos tumores malignos mais comuns e com maior taxa de mortalidade, indicando a necessidade da busca por intervenções terapêuticas mais eficientes. As cucurbitacinas são triterpenos tetracíclicos poliidroxilados, reconhecidas como compostos com promissora atividade antitumoral. O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos antitumorais de um novo derivado semissintético da cucurbitacina B, a DACE, em esquemas de tratamento combinado com três fármacos antineoplásicos: cisplatina, irinotecano e paclitaxel, frente a uma linhagem de células de câncer de pulmão humano (A549). A DACE apresentou efeito sinérgico com todos os fármacos testados e as combinações mais efetivas induziram bloqueio da fase G2/M do ciclo celular por modular a expressão de p53 e survivina, além de induzir alterações na homeostase do citoesqueleto e morte celular via apoptose. Os tratamentos combinados inibiram completamente o potencial clonogênico das células A549, sem interferir na proliferação de fibroblastos saudáveis de pulmão humano (MRC-5). A DACE inibiu a migração e invasão das células A549, sendo que os tratamentos combinados modularam vias de sinalização relacionadas com os processos de migração celular e metástase. O efeito antiproliferativo da DACE associado com os fármacos foi potencializado pela L-butionina-sulfoximina, e atenuado pela N-acetilcisteína, indicando possível envolvimento da via oxidativa neste efeito. Os efeitos citotóxicos dos tratamentos combinados também foram reduzidos por um inibidor de caspases, indicando que a morte celular via apoptose é dependente da ação de caspases. Após esta etapa, foi selecionada a associação mais promissora [DACE+paclitaxel (PAC)] para ser testada com modelo xenográfico ectópico de tumor de pulmão com células A549. Após trinta dias da inoculação das células tumorais nos animais, pode ser observado o desenvolvimento dos tumores, os quais foram detectados e monitorados por meio de imagens cintilográficas com a administração do radioisótopo 99mTc-HYNIC-ßAla-Bombesina(7-14). Após o tratamento dos animais, foi observado que a associação DACE+PAC foi o esquema de tratamento mais promissor porque inibiu o crescimento dos tumores e reduziu a massa tumoral residual viável do tecido tumoral, em comparação com os tratamentos individualmente. Além disso, o tratamento combinado não induziu danos compatíveis com hepatotoxicidade e nefrotoxicidade. O conjunto destes dados comprova que a associação DACE+PAC exerceu ação antitumoral mais promissora, tanto in vitro como in vivo, com baixa toxicidade para tecidos não tumorais, sendo esse esquema também menos susceptível ao desenvolvimento de resistência.Abstract : In addition to the higher mortality rate, lung cancer is also one of the most common malignant tumors, which increases the need for more effective therapeutic interventions. Cucurbitacines are tetracyclic triterpenoids polyhydroxy recognized as compounds which present promising antitumor activity. The aim of this study was to evaluate the antitumor effects of a new semi-synthetic derivative of cucurbitacin B, DACE, combined with three anticancer drugs: cisplatin, irinotecan and paclitaxel, against a cell line of human lung cancer cells (A549). DACE showed synergistic effects with all drugs tested and the most active combinations induced antiproliferative effects by cell cycle G2/M arrest, modulated the p53 and survivin expression, as well as induced alterations in cytoskeletal homeostasis and led to cell death via apoptosis. The combined treatments completely inhibited the clonogenic potential of A549 cells and did not harm the cell proliferation of nontumoral human lung fibroblasts (MRC-5). DACE treatment also inhibits migration and invasion of A549 cells, and the combined treatments modulate signaling pathways related to cell migration and metastasis processes. The antiproliferative effect of DACE associated with the drugs was enhanced by L-butionine sulfoximine, and attenuated by N-acetylcysteine, indicating a possible involvement of oxidative pathway in these effects. The cytotoxic effects of the combined treatments were also reduced by a caspase inhibitor, indicating an activity caspase-dependent cell death. Therefore, the most promising combination [DACE + Paclitaxel (PAC)] was selected to be evaluated with an ectopic xenograft model of A549 lung cancer cells. Thirty days after the tumor cell inoculation in the animals, the tumor development was detected and monitored through scintigraphic images with the radioisotope 99mTc-HYNIC-ßAla-Bombesin(7-14) administration. After the treatment of the animals, the combined scheme with PAC + DACE was the most promising treatment regimen because it inhibited tumor growth and reduced residual viable tumor tissue, when compared to the individual treatments. Furthermore, the combined treatment did not induce damage compatible with hepatotoxicity and nephrotoxicity. In summary, the set of these data shows that the combined therapy with DACE + PAC showed both in vitro and in vivo most promising antitumor activity, with low toxicity to nontumor tissues, and the development of resistance to the combined treatment was less likely to occur

New 99mTc-Labeled Digitoxigenin Derivative for Cancer Cell Identification

In recent years, cardiac glycosides (CGs) have been investigated as potential antiviral and anticancer drugs. Digitoxigenin (DIG) and other CGs have been shown to bind and inhibit Na+/K+-adenosinetriphosphatase (ATPase). Tumor cells show a higher expression rate of the Na+/K+-ATPase protein or a stronger affinity towards the binding of CGs and are therefore more prone to CGs than non-tumor cells. Cancer imaging techniques using radiotracers targeted at specific receptors have yielded successful results. Technetium-99m (99mTc) is one of the radionuclides of choice to radiolabel pharmaceuticals because of its favorable physical and chemical properties along with reasonable costs. Herein, we describe a new Na+/K+-ATPase targeting radiotracer consisting of digitoxigenin and diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA), a bifunctional chelating ligand used to prepare 99mTc-labeled complexes, and its evaluation as an imaging probe. We report the synthesis and characterization of the radiolabeled compound including stability tests, blood clearance, and biodistribution in healthy mice. Additionally, we investigated the binding of the compound to A549 human non-small-cell lung cancer cells and the inhibition of the Na+/K+-ATPase by the labeled compound in vitro. The 99mTc-labeled DTPA–digitoxigenin (99mTc-DTPA–DIG) compound displayed high stability in vitro and in vivo, a fast renal excretion, and a specific binding towards A549 cancer cells in comparison to non-tumor cells. Therefore, 99mTc-DTPA–DIG could potentially be used for non-invasive visualization of tumor lesions by means of scintigraphic imaging

New 99mTc-labeled digitoxigenin derivative for cancer cell identification

In recent years, cardiac glycosides (CGs) have been investigated as potential antiviral and anticancer drugs. Digitoxigenin (DIG) and other CGs have been shown to bind and inhibit Na+ /K+ -adenosinetriphosphatase (ATPase). Tumor cells show a higher expression rate of the Na+ /K+ - ATPase protein or a stronger affinity towards the binding of CGs and are therefore more prone to CGs than non-tumor cells. Cancer imaging techniques using radiotracers targeted at specific receptors have yielded successful results. Technetium99m (99mTc) is one of the radionuclides of choice to radiolabel pharmaceuticals because of its favorable physical and chemical properties along with reasonable costs. Herein, we describe a new Na+ /K+ -ATPase targeting radiotracer consisting of digitoxigenin and diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA), a bifunctional chelating ligand used to prepare 99mTc-labeled complexes, and its evaluation as an imaging probe. We report the synthesis and characterization of the radiolabeled compound including stability tests, blood clearance, and biodistribution in healthy mice. Additionally, we investigated the binding of the compound to A549 human non-small-cell lung cancer cells and the inhibition of the Na+ /K+ - ATPase by the labeled compound in vitro. The 99mTc-labeled DTPA−digitoxigenin (99mTc-DTPA−DIG) compound displayed high stability in vitro and in vivo, a fast renal excretion, and a specific binding towards A549 cancer cells in comparison to nontumor cells. Therefore, 99mTc-DTPA−DIG could potentially be used for non-invasive visualization of tumor lesions by means of scintigraphic imaging

Polyoxygenated Steroids from the Octocoral Leptogorgia punicea and in Vitro Evaluation of Their Cytotoxic Activity

Five new polyoxygenated marine steroids—punicinols A–E (1–5)—were isolated from the gorgonian Leptogorgia punicea and characterized by spectroscopic methods (IR, MS, 1H, 13C and 2-D NMR). The five compounds induced in vitro cytotoxic effects against lung cancer A549 cells, while punicinols A and B were the most active, with IC50 values of 9.7 μM and 9.6 μM, respectively. The synergistic effects of these compounds with paclitaxel, as well as their effects on cell cycle distribution and their performance in the clonogenic assay, were also evaluated. Both compounds demonstrated significant synergistic effects with paclitaxel

Antitumor effectiveness of a combined therapy with a new cucurbitacin B derivative and paclitaxel on a human lung cancer xenograft model

Non-small cell lung cancer (NSCLC) is one of the most common malignant tumors, with a high mortality rate due to the elevated risk of resistance. Natural cucurbitacins and their derivatives are recognized as promising antitumor compounds for several types of cancer, including NSCLC. In a recent study published by our research group, DACE (2-deoxy-2-amine-cucurbitacin E), which is a semisynthetic derivative of cucurbitacin B, showed potential in vitro synergistic antiproliferative effects combined with paclitaxel (PTX) in A549 cells. In sequence, the purpose of this study was to evaluate the in vivo antitumor efficacy of this combined therapy as well as with these drugs individually, using a human NSCLC xenograft model. Some indicators of sub chronic toxicity that could be affected by treatments were also assessed. The results obtained in vivo with the combined treatment (1 mg/kg + PTX 10 mg/kg) showed the most effective reduction of the relative tumor volume and the highest inhibition of tumor growth and proliferation, when compared with those of the single treatments. Furthermore, scintigraphic images, obtained before and after the treatments, showed that the most effective protocol able to reduce the residual viable tumor mass was the combined treatment. All treatment regimens were well tolerated without significant changes in body weight and no histological and functional damage to liver and kidney tissues. These results corroborate our previous in vitro synergistic effects published. Taken together, these insights are novel and highlight the therapeutic potential of DACE and PTX combination scheme for NSCLC.Fil: Marostica, Lucas Lourenço. Universidade Federal de Santa Catarina; BrasilFil: de Barros, André Luís Branco. Universidade Federal de Minas Gerais; BrasilFil: Oliveira, Juliana. Universidade Federal de Minas Gerais; BrasilFil: Salgado, Breno Souza. Universidade Federal do Espírito Santo; BrasilFil: Cassali, Geovanni Dantas. Universidade Federal de Minas Gerais; BrasilFil: Leite, Elaine Amaral. Universidade Federal de Minas Gerais; BrasilFil: Cardoso, Valbert Nascimento. Universidade Federal de Minas Gerais; BrasilFil: Lang, Karen Luise. Universidade Federal de Santa Catarina; BrasilFil: Caro, Miguel Soriano Balparda. Universidade Federal de Santa Catarina; BrasilFil: Duran, Fernando Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad de Microanálisis y Métodos Físicos en Química Orgánica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Unidad de Microanálisis y Métodos Físicos en Química Orgánica; ArgentinaFil: Schenkel, Eloir Paulo. Universidade Federal de Santa Catarina; BrasilFil: de Oliveira, Mônica Cristina. Universidade Federal de Minas Gerais; BrasilFil: Simões, Cláudia Maria Oliveira. Universidade Federal de Santa Catarina; Brasi