Estudo de reposicionamento do anti-helmíntico albendazol: efeitos antitumorais e genotóxicos

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2017
Autor(a) principal: Castro, Luiza Sheyla Evenni Porfírio Will
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Bioquímica
Estresse oxidativo
Câncer
Link de acesso: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/190684
Resumo: Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Bioquímica, Florianópolis, 2017.
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spelling Estudo de reposicionamento do anti-helmíntico albendazol: efeitos antitumorais e genotóxicosBioquímicaEstresse oxidativoCâncerTese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Bioquímica, Florianópolis, 2017.O albendazol (ABZ) é um fármaco derivado do benzimidazol, com forte atividade anti-helmíntica associada à inibição da formação de microtúbulos. Estudos prévios revelaram que o ABZ é um importante gerador de espécies reativas de oxigênio (EROs) em roedores. Como as EROs induzem danos ao DNA e morte via apoptose, esse mecanismo de ação poderia ser utilizado para morte seletiva de células tumorais. Assim, o presente trabalho avaliou os efeitos do ABZ na indução do estresse oxidativo como uma ferramenta estratégica no desenvolvimento de novas alternativas terapêuticas para quimioterapia do câncer. Os efeitos antitumorais do ABZ, o seu potencial de indução do estresse oxidativo, de danos ao DNA e os efeitos genotóxicos, foram investigados. Os resultados obtidos mostraram que ABZ interage com o DNA por intercalação e causa clivagem oxidativa do mesmo. O tratamento com ABZ, por um período de 24h, foi citotóxico para as células MCF-7 (EC50= 44,9 ?M). Baixas concentrações de ABZ (0,4 ?M) foram capazes de reduzir a viabilidade de células transformadas e normais. A proliferação celular foi inibida (67,5% a 5 µM) enquanto os níveis intracelulares de EROs aumentaram (123,0%) após o tratamento com ABZ. Por outro lado, o antioxidante N-acetil-L-cisteína foi capaz de reverter os efeitos citotóxicos, de indução de EROs e de perda do potencial de membrana mitocondrial de células MCF-7 tratadas com ABZ. Experimentos in vivo demonstraram que o crescimento do carcinoma de Ehrlich foi inibido (32,0%) e o tempo de sobrevivência foi alongado em animais tratados com ABZ (20 mg/kg). Os biomarcadores de estresse oxidativo (substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico-TBARS e níveis de proteína carbonilada-PC) e de defesa antioxidante como a atividade das enzimas catalase (CAT), superóxido dismutase (SOD) e glutationa redutase (GR) aumentaram, enquanto que a glutationa reduzida (GSH) foi depletada em animais tratados com ABZ, indicando uma condição de estresse oxidativo, possivelmente responsável pelos danos ao DNA, causando consequentemente, a fosforilação da histona H2AX e desencadeando a sinalização da apoptose (confirmada pelo aumento da correlação Bax/Bcl-xL e expressão das proteínas pro-apoptóticas p53 e Bax). Apesar do ABZ promover intercalação, este fármaco não afetou a replicação nem a transcrição. A análise do transcriptoma, de células DDT expostas ao ABZ, revelou uma modificação acentuada na assinatura de genes de tubulinas e genes envolvidos na divisão celular. Isso está em concordância com acúmulo no estágio G2/M do ciclo celular da linhagem DDT exposta ao ABZ. Este fármaco demonstrou ser um potente indutor de perda de heterozigosidade (LOH) in vitro e acelerador de missegregação cromossômica. Além disso, o ABZ mostrou ser um poderoso inibidor mitótico com forte potencial tumorigênico. Assim, o tratamento com ABZ pode ser um risco para pacientes que não tem câncer. Portanto, pode-se inferir que este fármaco induziu estresse oxidativo, promovendo a fragmentação do DNA, seguida da parada do ciclo celular na transição G2/M, desencadeando a apoptose e sugerindo que este fármaco possa ser uma molécula promissora para o reposicionamento como agente antitumoral. Adicionalmente, os resultados obtidos indicam que a segurança medicamentosa do ABZ precisa ser reavaliada devido ao seu potencial genotóxico.Abstract : Albendazole (ABZ) is a benzimidazole-derived with strong anthelmintic activity via inhibition of microtubule formation. Prior studies revealed that the ABZ is an important generator of reactive oxygen species (ROS) in rodents. As ROS induce DNA damage and cell death via apoptosis, this mechanism could be used in selective death of tumors. This work evaluated the effects of ABZ on induction of oxidative stress as a strategic tool for development of new therapeutic alternatives for cancer chemotherapy. The ABZ antitumor effects, its potential for induction of oxidative stress, DNA damage and the genotoxic effects were evaluated. The results showed that ABZ interacts with DNA by intercalation and promotes oxidative cleavage on DNA. The ABZ treatment after 24h was cytotoxic for MCF-7 (EC50 = 44.9 ?M). Low ABZ concentrations (0.4 ?M) were able to reduce the survival of normal and malignant cell lines. Cellular proliferation was inhibited (67.5% at 5µM), while intracellular ROS levels increased after ABZ treatment (123.0%). The antioxidant N-acetyl-L-cysteine was able to revert the cytotoxic effects, ROS generation and loss of mitochondrial membrane potential of MCF-7 cells treated with ABZ. In vivo experiments showed that Ehrlich carcinoma growth was inhibited (32.0%) and survival time was elongated in animals treated with ABZ (20 mg/Kg). Oxidative stress biomarkers (thiobarbituric acid reactive substances - TBARS and protein carbonyl levels - PC) and antioxidant defenses as the enzymatic activity of catalase (CAT), superoxide desmutase (SOD) and glutathione reductase (GR) which were all increased, while reduced glutathione (GSH) was depleted in animals treated with ABZ, indicating an oxidative stress condition, possibly leading to DNA damage causing phosphorylation of histone H2AX, and triggering apoptosis signaling (confirmed by increasing Bax/Bcl-xL rate and pro-apoptotic proteins expression of p53 and Bax). Despite ABZ promoted DNA intercalation, this drug did not affect neither replication nor transcription. Transcriptome analysis of DDT cell line exposed to ABZ revealed a marked modification in the signature of tubulin genes and genes responsible for cell division. This is accordingly with the arrested in G2/M cell cycle stages of DDT cells line exposed to ABZ. This drug indicates be a potent inducer of loss of heterozygosity (LOH) in vitro and accelerator of chromosomal missegregation. In addition, ABZ showed to be a potent mitotic inhibitor with a strong tumorigenic potential. Therefore, ABZ treatment could be a particular risk for patients without cancer. So, it is possible to infer that this drug induced oxidative stress promoting DNA fragmentation, followed by G2/M arrest, which triggers apoptosis, making this drug a promising molecule for repositioning as antitumor agent. Additionally, the results also indicated that ABZ drug-safety needs to be reassessed regarding its genotoxic potential.Pedrosa, Rozangela CuriUniversidade Federal de Santa CatarinaCastro, Luiza Sheyla Evenni Porfírio Will2018-10-19T04:03:22Z2018-10-19T04:03:22Z2017info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis203 p.| il., gráfs.application/pdf351777https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/190684porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2018-10-19T04:03:22Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/190684Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732018-10-19T04:03:22Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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