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Título: Avaliação do potencial citotóxico de três novos derivados da a-santonina em modelos experimentais in vitro
Título em inglês: Evaluation of the cytotoxic potential of three new derivatives of α-santonin in experimental models
Autor(es): Ferreira, José Roberto de Oiveira
Orientador(es): Pessoa , Cláudia do Ó
Palavras-chave: Santonina
Apoptose
Data do documento: 2009
Citação: FERREIRA, J. R. O. (2009)
Resumo: As lactonas sesquiterpênicas apresentam estruturas químicas diversificadas, bem como uma grande variedade de atividades biológicas, dentre as quais se destaca a atividade citotóxica e antitumoral. O objetivo do presente trabalho foi avaliar o potencial citotóxico de três novos derivados da α-santonina (1): 3-oxo-7αH,6H-eudesma-1,4,11-trien-6,12-olideo (2), 11,13-dehidrolumissantonina (3) e 10α-acetoxi-3-oxo-1,7αH,6H-guai-4,11-dien-6,12-olideo (4) e estudar seus efeitos sobre a proliferação celular, ciclo celular e eventos apoptóticos. Todos os novos derivados inibiram a proliferação das células tumorais, pelo ensaio do MTT, exceto o protótipo (α-santonina), após 72 h de incubação. As linhagens HL60 (leucemia) e HCT-8 (cólon) mostraram maior sensibilidade ao tratamento com os novos derivados, cujos valores de CI50 para HL60 foram 1,14 (0,23-2,77); 2,30 (1,87-2,84) e 1,60 (1,09-2,35) µM e HCT-8 iguais a 2,92(0,98-4,86); 1,96 (1,64-2,29)e 0,36 (0,16-0,79) µM, para os compostos 2, 3 e 4, respectivamente. Dois dos três derivados foram menos citotóxicos para as células mononucleares do sangue periférico (PBMC) com CI50 igual a 10,75 (4,6-23,3) µM (3) e CI50 igual a 16,77 (7,3-36,8) µM (4). Porém, o composto 2 apresentou menor seletividade (CI50 igual a 3,24 (1,6-5,3) µM) em relação as células não tumorais. Nenhum dos compostos estudados induziu efeitos hemolíticos. Para estudo do mecanismo de ação foi escolhida a linhagem HL-60 como modelo experimental. Culturas de HL60 foram tratadas com os derivados (1 e 2 µM) por 24 h. Todos os derivados foram capazes de reduzir o número de células viáveis, avaliado pelo ensaio de exclusão do azul de tripan, na maior concentração testada, sem induzir aumento na incidência de células não viáveis. A ação antiproliferativa esta relacionada com a capacidade de inibir a síntese de DNA. Após o tratamento, os derivados foram capazes de induzir apoptose, como observado pelo padrão de morfologia celular: presença de condensação de cromatina e fragmentação nuclear, bem como por citometria de fluxo (manutenção da integridade de membrana plasmática, fragmentação do DNA, externalização da fosfatidilserina e ativação de caspases 3 e 7). Nenhum dos derivados causou despolarização da membrana mitocondrial, sugerindo a participação da via extrínseca no processo apoptótico. Os compostos 3 e 4 foram capazes de causar acúmulo de células na fase G2/M do ciclo celular, indicando um mecanismo de ação diferenciado em relação ao composto 2. Esses dados sugerem que os derivados da α-santonina avaliados no presente estudo apresentam um potencial anticâncer, em especial o composto 4 pela moderada toxicidade em PBMC e por ser capaz de induzir uma maior taxa de morte celular via apoptose quando comparado aos demais derivados estudados.
Abstract: The sesquiterpene lactones have different chemical structures, and a variety of biological activities, among which stand out the cytotoxic and antitumour activities. The aim of the present study was to determine the cytotoxic effects of three new α-Santonin (1) derivatives: 3-oxo-7αH,6H-eudesma-1,4,11-trien-6,12-olide (2), 11,13-dehydrolumissantonin (3) and 10α-acetoxi-3-oxo-1,7αH,6H-guai-4,11-dien-6,12-olide (4) and study your effects on cell proliferation, cell cycle, and apoptosis events. All new derivatives inhibited the proliferation of tumor cells, by MTT assay, except the prototype (α-santonina) after 72 h of incubation. The cell lines HL60 (leukemia) and HCT-8 (colon) showed greater sensitivity to treatment with these derivatives, with values of IC50 for HL60 equal to 1.14 (0.23-2.77); 2.30 (1.87-2.84) and 1.60 (1.09-2.35) µM and for HCT-8 equal to 2.92(0.98-4.86); 1.96 (1.64-2.29) and 0.36 (0.16-0.79) µM for compounds 2, 3 and 4, respectively.. Two derivatives were less cytotoxic to peripheral blood mononuclear cells (PBMC): IC50 equal to 10.75 (4.6-23.3) µM (3) and IC50 equal to 16.77 (7.3-36.8) µM (4). However, compound 2 showed lower selectivity (IC50 equal to 3.24 (1.6-5.3) µM) on PBMC. None of the studied compounds induced hemolytic effects. To evaluate the mechanism of action promoted by these derivatives, HL60 cells was chosen as an experimental model, since this linage was one of the most sensitive to treatment. HL60 cultures were treated with α-santonin derivatives (1 and 2 µM) during 24 h. All compounds were able to reduce the number of viable cells evaluated by the trypan blue dye exclusion test at highest concentration, without increasing the number of non-viable cells. The antiproliferative action is related to the ability to inhibit the synthesis of DNA. After treatment, the derivatives were able to induce apoptosis, as observed by cell morphology pattern (chromatin condensation, and nuclear fragmentation), and by flow cytometry (membrane integrity, DNA fragmentation, anexin positive cells, and caspases 3 and 7 activation). None of all derivatives analyzed caused depolarization of mitochondrial membrane, suggesting the involvement of the extrinsic pathway in the apoptotic process. The compounds 3 and 4 induce G2/M cell cycle arrest, indicating a different mechanism of action in relation to compound 2. These data suggest that α-santonin derivatives evaluated in the present study showed a anticancer potential, especially the compound 4, which induced moderate toxicity on PBMC, in addition this compound induced a higher rate of cell death via apoptosis when compared to the other α-santonin derivatives evaluated.
Descrição: FERREIRA, José Roberto de Oliveira. Avaliação do potencial citotóxico de três novos derivados da a-santonina em modelos experimentais in vitro. 2009. 86 f. Dissertação (Mestrado em Farmacologia) - Universidade Federal do Ceará. Faculdade de Medicina, Fortaleza, 2009.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/2449
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