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https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/35703
Tipo: | Tese |
Título: | Mecanismos de ação anticâncer colorretal in vitro e toxicidade em modelo de peixe-zebra do derivado acridínico AMTAC-19 |
Autor(es): | Sousa, Valgrícia Matias de |
Primeiro Orientador: | Sobral, Marianna Vieira |
Primeiro Coorientador: | Gonçalves, Juan Carlos Ramos |
Resumo: | O câncer colorretal (CCR) é um importante problema de saúde pública mundial. Diante da necessidade de desenvolvimento de agentes mais efetivos e/ou com menor toxicidade, o derivado acridínico (E)-1’-((4-bromo-benzilideno)amino)5’-oxo-1’5’-dihidro-10H-espiro[acridina-9,2’-pirrol]-4’-carbonitrila (AMTAC-19) foi previamente sintetizado e testado quanto ao seu potencial antitumoral in vitro. AMTAC-19 apresentou significativa citotoxicidade em linhagem de células de câncer colorretal humano HCT-116 (concentração inibitória média – CI50 = 10,35 ± 1,66 μM). Diante disso, o presente trabalho objetivou caracterizar os mecanismos de ação anti-CCR do AMTAC-19 por meio de ensaios in silico e in vitro, e a sua embriotoxicidade em modelo de peixe-zebra. Os resultados do docking molecular evidenciaram interações favoráveis entre o AMTAC-19 e as estruturas cristalográficas da Proteína Cinase Regulada por Sinal Extracelular 1 (ERK1), da Proteína Cinase N-terminal c-Jun 1 (JNK1), da Proteína Cinase Ativada por Mitógeno p38α (p38α MAPK), da Proteína Cinase B (PKB/AKT), do Fator Nuclear kappa B (NF-κB; p50/p65) e da Linfoma de Células B-2 (BCL-2). Nos ensaios in vitro, a marcação com anticorpos específicos permitiu observar que, após 48 h de tratamento com o AMTAC-19, houve aumento significativo do percentual de células marcadas com anticorpos anti-p-ERK1/2 e anti-p-JNK1/2, e redução significativa do percentual de células marcadas com anticorpos anti-p-BCL-2. O pré-tratamento com inibidores de ERK1/2 ou JNK preveniu significativamente a citotoxicidade do AMTAC-19 em células HCT-116. Na análise do estado redox, o AMTAC-19 estimulou a produção de Espécies Reativas de Oxigênio (ROS) após 30 min e 1 h de tratamento, e o pré-tratamento com N-acetil-L-cisteína (NAC) preveniu significativamente a sua citotoxicidade. O uso do cloreto de 5,5′,6,6′-tetracloro-1,1′,3,3′-tetraetilbenzimidazolilcarbocianina (JC-1) permitiu observar que o AMTAC-19 induz alteração no potencial de membrana mitocondrial (Δψm) de células HCT-116. O uso do corante Hoechst 34580, utilizado para analisar características morfológicas de apoptose por microscopia confocal a laser, demonstrou que o AMTAC-19 induziu aumento significativo do número de células fluorescentes após tratamento de 48 h, sendo observada condensação da cromatina, que corrobora o efeito pró-apoptótico induzido por esta molécula. Adicionalmente, o ensaio clonogênico foi utilizado para avaliar as alterações na sobrevivência e proliferação celular induzidas pelo AMTAC-19, mostrando que o composto teste, na concentração de 1,56 μM (correspondente a 1/8 da CI50), induziu redução significativa na capacidade de formação de colônias de células HCT-116. Por fim, a avaliação da toxicidade não clínica em modelo de peixe-zebra, evidenciou que o tratamento de embriões e larvas com AMTAC-19 (100 μM – correspondente a aproximadamente 10 vezes a CI50 em células HCT-116) por 96 h de exposição, não causou morte dos animais, estimando que a Concentração Letal Média (CL50) do composto foi maior que 100 μM. Em resumo, o AMTAC-19 apresenta efeito anti-CCR in vitro por indução de apoptose, estresse oxidativo e modulação das proteínas ERK1/2, JNK e BCL-2. |
Abstract: | Colorectal Cancer (CRC) is a major global public health concern. In light of the need to develop more effective agents and/or those with lower toxicity, the acridine derivative (E)-1'-((4-bromobenzylidene)amino)-5'-oxo-1',5'-dihydro-10H-spiro[acridine-9,2'-pyrrol]-4'-carbonitrile (AMTAC-19) was previously synthesized and tested for its in vitro antitumor potential. AMTAC-19 exhibited significant cytotoxicity against the HCT-116 human colorectal cancer cell line (half-maximal inhibitory concentration – IC50 = 10.35 ± 1.66 μM). Accordingly, this study aimed to characterize the anti-CRC mechanisms of action of AMTAC-19 through in silico and in vitro assays, as well as its embryotoxicity in a zebrafish model. The results of molecular docking demonstrated favorable interactions between AMTAC-19 and the crystallographic structures of Extracellular Signal-Regulated Kinase 1 (ERK1), c-Jun N-terminal Kinase 1 (JNK1), p38α Mitogen-Activated Protein Kinase (p38α MAPK), Protein Kinase B (PKB/AKT), Nuclear Factor kappa B (NF-κB; p50/p65), and B-cell Lymphoma-2 (BCL-2). In vitro assays using specific antibody labeling revealed that, after 48 hours of treatment with AMTAC-19, there was a significant increase in the percentage of cells labeled with anti-p-ERK1/2 and anti-p-JNK1/2 antibodies, as well as a significant reduction in cells labeled with anti-p-BCL-2 antibodies. Pre-treatment with ERK1/2 or JNK inhibitors significantly prevented AMTAC-19-induced cytotoxicity in HCT-116 cells. In redox state analysis, AMTAC-19 stimulated the production of Reactive Oxygen Species (ROS) after 30 minutes and 1 hour of treatment, and pre-treatment with N-acetyl-L-cysteine (NAC) significantly prevented its cytotoxicity. Using the 5,5′,6,6′-tetrachloro-1,1′,3,3′-tetraethylbenzimidazolylcarbocyanine chloride (JC-1) dye, it was observed that AMTAC-19 induces changes in the mitochondrial membrane potential (Δψm) of HCT-116 cells. Laser confocal microscopy analysis of apoptotic morphological characteristics using Hoechst 34580 dye showed that AMTAC-19 significantly increased the number of fluorescent cells after 48 hours of treatment, with chromatin condensation observed, supporting the pro-apoptotic effect induced by this molecule. Additionally, the clonogenic assay used to evaluate changes in cell survival and proliferation induced by AMTAC-19 demonstrated that the test compound, at a concentration of 1.56 μM (equivalent to 1/8 of the IC50), significantly reduced the colony-forming ability of HCT-116 cells. Finally, non-clinical toxicity evaluation using a zebrafish model showed that treatment of embryos and larvae with AMTAC-19 (100 μM – approximately 10 times the IC50 for HCT-116 cells) for 96 hours did not cause animal mortality, suggesting that the compound's median lethal concentration (LC50) is greater than 100 μM. In summary, AMTAC-19 exhibits in vitro anti-CRC effects through apoptosis induction, oxidative stress, and modulation of ERK1/2, JNK, and BCL-2 proteins. |
Palavras-chave: | Produtos Naturais - Atividade antitumoral Carcinoma colorretal Composto espiro-acridínico - Atividade antitumoral Composto espiro-acridínico - Toxicidade Estresse oxidativo Docking molecular Spiro-acridine compound Human colorectal carcinoma Antitumor activity Oxidative stress Molecular docking Toxicity |
CNPq: | CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::FARMACOLOGIA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal da Paraíba |
Sigla da Instituição: | UFPB |
Departamento: | Farmacologia |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Produtos Naturais e Sintéticos Bioativos |
Tipo de Acesso: | Acesso aberto Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil |
URI: | http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/ |
URI: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/35703 |
Data do documento: | 29-Jan-2025 |
Aparece nas coleções: | Centro de Ciências da Saúde (CCS) - Programa de Pós-Graduação em Produtos Naturais e Sintéticos Bioativos |
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