Corpo Discente - Egressos
Israel Higino de Sousa
| Título | ATIVIDADE ANTITUMORAL DE COMPLEXOS DE RUTÊNIO LIGADOS A AMINOÁCIDOS (PROLINA E TREONINA) | ||||||||||||||||||||||||
| Data da Defesa | 02/12/2019 | ||||||||||||||||||||||||
| Download | Em sigilo | ||||||||||||||||||||||||
Banca
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| Palavras-Chaves | citotoxicidade; genotoxicidade; morte celular; antitumoral | ||||||||||||||||||||||||
| Resumo | Os complexos de rutênio têm sido descritos como uma nova alternativa quimioterápica para o tratamento do câncer. No entanto, apesar de ser eficaz para vários tipos de tumores, incluindo os resistentes à cisplatina, essa atividade seletiva varia de acordo com seus ligantes, entre os quais os aminoácidos. Este estudo teve como objetivo avaliar a atividade antitumoral de dois novos compostos de Rutênio (II) ligados a aminoácidos, Prolina (RuPro) e Treonina (RuThr). Para isso, foram utilizadas linhagens tumorais de próstata (DU145) e mama (MCF7) bem como linhagem celular de fibroblastos normais de pulmão humano (GM07492A), para realização do ensaio de citotoxicidade pelo ensaio MTT, no qual foram avaliadas diferentes concentrações dos compostos (6,25 a 100 µM) durante 48 horas de tratamento. Além disso, foi avaliado o potencial genotóxico, ciclo celular, indução apoptose e expressão de genes pro-apoptóticos, por meio do Teste do Cometa, cinética do ciclo celular com Iodeto de Propídio, Teste de Anexina/ Iodeto de Propídio e PCR quantitativa (qPCR), respectivamente. Análise estatística foi feita por variância (ANOVA) um critério, com pós-teste de Tukey. Os dados revelaram que os complexos RuPro e RuThr apresentaram EC50 de 81 μM e 82 μM, respectivamente, para a linhagem celular GM07492A, enquanto que para células tumorais da próstata (DU145) foi de apenas 39 µM e 30 µM, respectivamente. Da mesma forma, células de tumor de mama (MCF7) mostraram um baixo EC50, 34 µM e 40 µM, respectivamente. Sendo assim, os compostos de rutênio apresentaram índices de seletividade maiores para linhagens tumorais, com valores superiores a 2. Interessantemente, não foi observado efeito citotóxico para os complexos desprovidos de aminoácidos. Além disso, os compostos com aminoácidos induziram fragmentação no DNA, bloqueio na fase G2/M, apoptose e aumento na expressão dos genes ATM, TP53 e BAX em ambas linhagens tumorais. Por outro lado, estes efeitos não foram observados na linhagem normal. Adicionalmente foi observado maior expressão do transportador ASCT2 nas linhagens tumorais, sugerindo que ação seletiva dos complexos de rutênio possa estar ligada à maior capacidade das células tumorais em internalizar os complexos ligados aos aminoácidos. Interessantemente, a análise de docagem molecular revelou que ambos os complexos interagem com o transportador de aminoácidos, reforçando que a maior expressão do ASCT2 nas células tumorais é fundamental para a atividade antitumoral dos complexos de rutênio ligados a aminoácidos. Em conclusão, nosso estudo apoia que complexos de rutênio com a estrutura [Ru (AA) (dppb) (bpy)] PF6 associada a ligantes de aminoácidos prolina e treonina demonstraram toxicidade seletiva nas linhas de células tumorais DU145 e MCF7. Sugerimos que a atividade antitumoral seletiva dos complexos conjugados com aminoácidos esteja relacionada a uma expressão mais alta de seus transportadores nas células tumorais, facilitando a interação do DNA, induzindo instabilidade genômica, parada do ciclo celular e morte celular por apoptose mediada por genes pró-apoptóticos. | ||||||||||||||||||||||||
| Abstract | Ruthenium complexes have been described as a novel chemotherapeutic alternative for cancer treatment. However, despite being effective for several types of tumors, including those resistant to cisplatin, this selective activity varies according to its ligands, among which are the amino acids. This study aimed to evaluate the antitumor activity of two new amino acid-linked ruthenium (II) compounds, Proline (RuPro) and Threonine (RuThr). For this, we used prostate (DU145) and breast (MCF7) tumor cells lines as well as normal human lung fibroblast cell line (GM07492A), to perform the MTT cytotoxicity test, in which different concentrations of the compounds were evaluated (6.25 to 100 µM) during 48 hours. Moreover, it was evaluated the genotoxic potential, cell cycle, apoptosis induction and pro-apoptotic gene expression by Comet Test, Propidium Iodide cell cycle kinetics, Annexin / Propidium Iodide Test and quantitative PCR (qPCR), respectively. Statistical analysis was performed by variance (ANOVA) one criterion, followed by Tukey test. The data revealed that RuPro and RuThr complexes presented EC50 of 81 μM and 82 μM, respectively, for GM07492A cell line, whereas for prostate tumor cells (DU145) was only 39 µM and 30 µM, respectively. Similarly, breast tumor cells (MCF7) showed a low EC50 of 34 µM and 40 µM, respectively. Thus, ruthenium compounds showed higher selectivity indices for tumor cells, with values higher than 2. Interestingly, no cytotoxic effect was observed when the cells were treated with complexes without amino acids. Furthermore, compounds with amino acids induced DNA fragmentation, G2 / M arrest, apoptosis and increased ATM, TP53 and BAX expression in both tumor cells. On the other hand, these effects were not observed in the normal cell lines. Additionally, higher expression of ASCT2 transporter was observed in tumor cell lines, suggesting that selective action of ruthenium complexes may be due to the biggest ability of tumor cells in internalize the amino acid complexes. Interestingly, molecular docking analysis revealed that both complexes interact with the amino acid transporter, reinforcing that increased expression of ASCT2 in tumor cells is fundamental for the antitumor activity of amino acid - bound ruthenium complexes. In conclusion, our study supports that ruthenium complexes with the structure [Ru(AA)(dppb)(bpy)]PF6 associated with ligands of the amino acids proline and threonine demonstrated selective toxicity in DU145 and MCF7 tumor cell lines. We suggest that the selective antitumor activity of amino acid-conjugated complexes is related to a higher expression of their transporters in tumor cells, facilitating DNA interaction, inducing genomic instability, cell cycle arrest and cell death by apoptosis mediated by pro-apoptotic genes. | ||||||||||||||||||||||||
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