Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO
CIÊNCIAS BIOLÓGICAS (BIOLOGIA MOLECULAR) (33009015001P0)
BETA CARBOLINAS: ESTUDO DOS MECANISMOS DE MORTE, PROLIFERAÇÃO E DIFERENCIAÇÃO EM LEUCEMIAS E CÉLULAS-TRONCO LEUCÊMICAS.
HERON FERNANDES VIEIRA TORQUATO
TESE
25/10/2018

A leucemia mieloide aguda (LMA) é um tipo de câncer que surge pela expansão clonal de precursores mieloides. Uma das hipóteses que tem sido levantada nos últimos anos para explicar a origem das leucemias é a presença de uma população rara dentro do tumor, que representa um reservatório refratário à terapia, denominada de célula-tronco leucêmica (CTL). Evidências sugerem que mutações em células-tronco e células progenitoras normais levam ao surgimento das CTL, e a eliminação dessa população pode ser considerada um importante alvo. O uso de técnicas modernas, como a química combinatória, e a modelagem molecular, não aboliu o uso do conhecimento tradicional associado a recursos naturais. Vale destacar, que mais da metade de todos os medicamentos antimurais aprovados entre os anos de 1940 e 2006 eram produtos naturais, ou derivados. Dentre esses recursos, podemos citar os alcaloides beta-carbolínicos, em especial, a cantinona e seus derivados, que demonstraram possuir diversas atividades farmacológicas como, antibacteriana, antifúngica, antimalárica, antiulcerogênica, e citotóxica. Assim, o objetivo deste projeto é investigar os efeitos antitumorais de alcaloides beta-carbolínicos, destacando-se os efeitos destes alcaloides nas CTL. Utilizando principalmente a citometria de fluxo foram analisados diferentes efeitos sobre a morte celular, proliferação e diferenciação. Os nossos resultados demonstram uma importante ação de alguns destes alcaloides em células leucêmicas e nas CTLs. Observamos que o efeito sobre a morte celular foi concentração-dependente e que o mecanismo poderia envolver tanto a ativação da apoptose (dissipação do potencial mitocondrial, permeabilização dos lisossomos, produção de espécies reativas do oxigênio (EROs), e ativação de caspases), quanto a necroptose, que foi corroborada pelo uso de inibidores farmacológicos da necroptose, Nec-1 e necrosulfonamida, bem como associação destes com inibidores de caspases. Além disso, um efeito citostático com bloqueio da proliferação celular na fase G2/M associado à ativação de proteínas sensoras de dano ao DNA, e redução da capacidade clonogênica foi encontrado. Também observamos indução da diferenciação celular, que foi demonstrada pelo aumento da expressão de marcadores de diferenciação mieloide (CD15,CD11b,CD14, PU.1 e MPO). A diferenciação também foi observada dentro das CTLs pela expressão do fator PU.1, e esta população também proliferou mais após os tratamentos, apesar do menor número de colônias. Parte dos efeitos sobre a diferenciação e proliferação foi revertido pela adição do inibidor SB203580, que inibe a ativação da p38. Os resultados evidenciam importantes ações desta classe de metabólitos, destacando-se os efeitos da cantinona e 10-metóxi-cantinona (MTX-c) como estruturas privilegiadas para construção de novos fármacos antileucêmicos.

Produtos naturais;alcaloides;leucemias;células-tronco leucêmicas;morte celular;ciclo celular;diferenciação.
Acute myeloid leukemia (AML) is a type of cancer that arises from the clonal expansion of myeloid precursors. One of the hypotheses that has been raised in recent years to explain the origin of leukemias is the presence of a rare population within the tumor, which represents a reservoir refractory to therapy, termed leukemia stem cell (CTL). Evidence suggests that mutations in stem cells and normal progenitor cells lead to the emergence of CTL, and elimination of this population can be considered an important target. The use of modern techniques such as combinatorial chemistry and molecular modeling did not abolish the use of traditional knowledge associated with natural resources. It is worth noting that more than half of all anti-murine medicines approved between the years 1940 and 2006 were natural products, or derivatives. Among these resources, we can mention the beta-carbolinic alkaloids, in particular, the cantinone and its derivatives, which have demonstrated several pharmacological activities, such as antibacterial, antifungal, antimalarial, antiulcerogenic and cytotoxic. Thus, the objective of this project is to investigate the antitumor effects of beta-carbolinic alkaloids, highlighting the effects of these alkaloids on CTL. Using mainly flow cytometry different effects on cell death, proliferation and differentiation were analyzed. Our results demonstrate an important action of some of these alkaloids in leukemic cells and CTLs. We observed that the effect on cell death was concentration-dependent and that the mechanism could involve both activation of apoptosis (dissipation of mitochondrial potential, permeabilization of lysosomes, production of reactive oxygen species (ROS), and activation of caspases), and necroptosis, which was corroborated by the use of pharmacological inhibitors of necroptosis, Nec-1 and necrosulfonamide, as well as their association with caspase inhibitors. In addition, a cytostatic effect with blockade of the cell proliferation in the G2 / M phase associated to the activation of sensorial proteins of DNA damage, and reduction of the clonogenic capacity was found. We also observed induction of cell differentiation, which was demonstrated by increased expression of myeloid differentiation markers (CD15, CD11b, CD14, PU.1 and MPO). Differentiation was also observedwithin the CTLs by the expression of the PU.1 factor, and this population also proliferated more after the treatments, despite the smaller number of colonies. Part of the effects on differentiation and proliferation was reversed by the addition of inhibitor SB203580, which inhibits the activation of p38. The results show important actions of this class of metabolites, emphasizing the effects of the cantinone and 10-methoxy-cinginone (MTX-c) as privileged structures for the construction of new antileukemic drugs. Words
Natural products;alkaloids;leukemias;leukemic stem cells;cell death;cell cycle;differentiation.
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PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO
O trabalho não possui divulgação autorizada

Contexto

BIOFISICA
ESTRUTURA, ATIVIDADES E SINTESE DE PEPTIDEOS E PROTEINAS
BIOLOGIA MOLECULAR DE RECEPTORES

Banca Examinadora

EDGAR JULIAN PAREDES GAMERO
DOCENTE - COLABORADOR
Sim
Nome Categoria
GISELLE ZENKER JUSTO Docente - PERMANENTE
TATIANA ROSADO ROSENSTOCK Participante Externo
CLAUDIA BINCOLETTO TRINDADE Participante Externo
DENISE BRENTAN DA SILVA Participante Externo

Vínculo

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Não