Avaliação da atividade antiproliferativa de metabólitos secundários de fungos marinhos e endofíticos em modelo celular de leucemia mieloide crônica
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Link de acesso: | http://hdl.handle.net/10183/303292 |
Resumo: | A Leucemia Mieloide Crônica (LMC) é uma doença mieloproliferativa que se origina da anormalidade citogenética (t9:22) conhecida como cromossomo Philadelphia (Ph+), gerando a oncoproteína BCR-ABL1 e ocasionando proliferação anormal e descontrolada de células mieloides precursoras do tecido hematopoético. Seu tratamento é baseado no uso de inibidores de tirosina quinase (ITQ), sendo o mesilato de imatinibe, normalmente, a primeira escolha. Entretanto, o uso dos ITQ pode gerar quadros de resistência e efeitos adversos consideráveis levando à descontinuidade no tratamento. Nesse sentido, a descoberta de novos fármacos para auxiliar no tratamento da doença é necessária. Os produtos naturais constituem uma boa fonte de moléculas antitumorais, entre eles aqueles obtidos a partir de fungos, considerando sua capacidade de produção de metabólitos secundários com bioatividade já descrita, inclusive, contra tumores. Nesse sentido, o presente estudo teve como objetivo principal prospectar novos compostos derivados de metabólitos secundários produzidos por fungos isolados de ambientes marinhos (FM) e endofíticos (FE) como uma alternativa potencial para o tratamento da LMC. Inicialmente, realizamos uma revisão ampla de literatura para explorar o potencial antitumoral dos fungos em modelo de LMC. Após, foram avaliados 25 isolados, sendo 16 FM e 9 FE, gerando 75 extratos (frações aquosa, micelial e orgânica). Esses extratos foram testados na linhagem K-562 (Ph+) nas concentrações de 5 e 50 µg/mL, e aqueles que reduziram significativamente a viabilidade celular foram submetidos à determinação de IC50, seguida do índice de seletividade (IS). Apenas um extrato micelial de FE (CAAT 22) e um extrato micelial de FE (MF 26M) exibiram seletividade e foram avaliados nos ensaios de mecanismo de ação. A caracterização molecular identificou o FE como sendo Penicillium chermesinum, enquanto o FM como Aspergillus oryzae. A caracterização química de DCM CAAT 22M revelou um conjunto de metabólitos pertencentes às classes p-terfenil, lisofosfolipídeos e lipopeptídeos, sugeridos como responsáveis pela atividade observada nas células K-562. As frações foram, então, avaliadas quanto ao mecanismo de ação: ambas induziram apoptose com aumento significativo da expressão de caspases-3 e -8 independentemente da produção de espécies reativas de oxigênio e parada do ciclo celular nas fases G1/G0 (DCM CAAT 22M) e G0 (DCM MF 26M). As duas frações também apresentaram interação sinérgica com imatinibe em concentrações inferiores ao IC50, indicando potencial redução da dose necessária do ITQ para efeito antitumoral. DCM CAAT 22M induziu dano ao DNA em K-562 e Vero, com menor intensidade nesta última, enquanto o extrato purificado (PE) de MF 26M apresentou dano seletivo apenas em K-562. Ambas as frações apresentaram perfis de segurança adequados nos ensaios de hemólise e toxicidade em C. elegans. Em conjunto, nossos achados demonstram o potencial de metabólitos secundários produzidos por FM e FE como fontes promissoras de compostos e que podem ser avaliados em ensaios pré clínicos mais complexos na busca de alternativas para o tratamento de LMC, reforçando a importância da prospecção biotecnológica desses microrganismos para o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas. |
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Vieira, Julya Emmanuela de AndradePilger, Diogo AndreMacedo, Alexandre José2026-04-10T08:04:10Z2025http://hdl.handle.net/10183/303292001304107A Leucemia Mieloide Crônica (LMC) é uma doença mieloproliferativa que se origina da anormalidade citogenética (t9:22) conhecida como cromossomo Philadelphia (Ph+), gerando a oncoproteína BCR-ABL1 e ocasionando proliferação anormal e descontrolada de células mieloides precursoras do tecido hematopoético. Seu tratamento é baseado no uso de inibidores de tirosina quinase (ITQ), sendo o mesilato de imatinibe, normalmente, a primeira escolha. Entretanto, o uso dos ITQ pode gerar quadros de resistência e efeitos adversos consideráveis levando à descontinuidade no tratamento. Nesse sentido, a descoberta de novos fármacos para auxiliar no tratamento da doença é necessária. Os produtos naturais constituem uma boa fonte de moléculas antitumorais, entre eles aqueles obtidos a partir de fungos, considerando sua capacidade de produção de metabólitos secundários com bioatividade já descrita, inclusive, contra tumores. Nesse sentido, o presente estudo teve como objetivo principal prospectar novos compostos derivados de metabólitos secundários produzidos por fungos isolados de ambientes marinhos (FM) e endofíticos (FE) como uma alternativa potencial para o tratamento da LMC. Inicialmente, realizamos uma revisão ampla de literatura para explorar o potencial antitumoral dos fungos em modelo de LMC. Após, foram avaliados 25 isolados, sendo 16 FM e 9 FE, gerando 75 extratos (frações aquosa, micelial e orgânica). Esses extratos foram testados na linhagem K-562 (Ph+) nas concentrações de 5 e 50 µg/mL, e aqueles que reduziram significativamente a viabilidade celular foram submetidos à determinação de IC50, seguida do índice de seletividade (IS). Apenas um extrato micelial de FE (CAAT 22) e um extrato micelial de FE (MF 26M) exibiram seletividade e foram avaliados nos ensaios de mecanismo de ação. A caracterização molecular identificou o FE como sendo Penicillium chermesinum, enquanto o FM como Aspergillus oryzae. A caracterização química de DCM CAAT 22M revelou um conjunto de metabólitos pertencentes às classes p-terfenil, lisofosfolipídeos e lipopeptídeos, sugeridos como responsáveis pela atividade observada nas células K-562. As frações foram, então, avaliadas quanto ao mecanismo de ação: ambas induziram apoptose com aumento significativo da expressão de caspases-3 e -8 independentemente da produção de espécies reativas de oxigênio e parada do ciclo celular nas fases G1/G0 (DCM CAAT 22M) e G0 (DCM MF 26M). As duas frações também apresentaram interação sinérgica com imatinibe em concentrações inferiores ao IC50, indicando potencial redução da dose necessária do ITQ para efeito antitumoral. DCM CAAT 22M induziu dano ao DNA em K-562 e Vero, com menor intensidade nesta última, enquanto o extrato purificado (PE) de MF 26M apresentou dano seletivo apenas em K-562. Ambas as frações apresentaram perfis de segurança adequados nos ensaios de hemólise e toxicidade em C. elegans. Em conjunto, nossos achados demonstram o potencial de metabólitos secundários produzidos por FM e FE como fontes promissoras de compostos e que podem ser avaliados em ensaios pré clínicos mais complexos na busca de alternativas para o tratamento de LMC, reforçando a importância da prospecção biotecnológica desses microrganismos para o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas.Chronic Myeloid Leukemia (CML) is a myeloproliferative disease originating from a cytogenetic abnormality (t9:22) known as the Philadelphia chromosome (Ph+), generating the oncoprotein BCR-ABL1 and causing abnormal and uncontrolled proliferation of myeloid precursor cells of hematopoietic tissue. Its treatment is based on the use of tyrosine kinase inhibitors (TKIs), with imatinib mesylate usually being the first choice. However, the use of TKIs can lead to resistance and considerable adverse effects, resulting in treatment discontinuation. In this sense, the discovery of new drugs to aid in the treatment of the disease is necessary. Natural products constitute a good source of antitumor molecules, including those obtained from fungi, considering their capacity to produce secondary metabolites with already described bioactivity, including against tumors. In this sense, the present study aimed to prospect new compounds derived from secondary metabolites produced by fungi isolated from marine (FM) and endophytic (FE) environments as a potential alternative for the treatment of CML. Initially, we conducted a broad literature review to explore the antitumor potential of fungi in a CML model. Subsequently, twenty-five isolates were evaluated, 16 FM and 9 FE, generating 75 extracts (aqueous, mycelial, and organic fractions). These extracts were tested on the K-562 (Ph+) cell line at concentrations of 5 and 50 µg/mL, and those that significantly reduced cell viability were subjected to IC50 determination, followed by the selectivity index (SI). Only one mycelial extract from FE (CAAT 22) and one mycelial extract from FE (MF 26M) exhibited selectivity and were evaluated in the mechanism of action assays. Molecular characterization identified FE as Penicillium chermesinum, while FM was identified as Aspergillus oryzae. Partitioning the extracts in organic solvents (hexane, dichloromethane, and ethyl acetate) showed that their dichloromethane fractions (DCM CAAT 22M and DCM MF 26M) exhibited greater selectivity (13.0 and 17.6, respectively) with a significant reduction in IC50 (1.7 and 2.4, respectively). Chemical characterization of DCM CAAT 22M revealed a set of metabolites belonging to the p-terphenyl, lysophospholipid, and lipopeptide classes, suggested as responsible for the activity observed in K-562 cells. The fractions were then evaluated for their mechanism of action: both induced apoptosis with a significant increase in the expression of caspases-3 and -8 independently of the production of reactive oxygen species and cell cycle arrest in the G1/G0 (DCM CAAT 22M) and G0 (DCM MF 26M) phases. Both fractions also showed synergistic interaction with imatinib at concentrations below the IC50, indicating a potential reduction in the dose of ITQ required for antitumor effect. DCM CAAT 22M induced DNA damage in K-562 and Vero, with less intensity in the latter, while the purified extract (PE) of MF 26M showed selective damage only in K-562. Both fractions showed adequate safety profiles in hemolysis and toxicity assays in C. elegans. Taken together, our findings demonstrate the potential of secondary metabolites produced by FM and FE as promising sources of compounds that can be evaluated in more complex preclinical assays in the search for alternatives for the treatment of CML, reinforcing the importance of biotechnological prospecting of these microorganisms for the development of new therapeutic strategies.application/pdfporLeucemia mieloide de fase crônicaFungosApoptoseChronic myeloid leukemiaEndophytic fungiPenicillium chermesinumMarine fungiAspergillus oryzaeApoptosisAvaliação da atividade antiproliferativa de metabólitos secundários de fungos marinhos e endofíticos em modelo celular de leucemia mieloide crônicaEvaluation of the antiproliferative activity of secondary metabolites from marine and endophytic fungi in a cellular model of chronic myeloid leukemia info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisUniversidade Federal do Rio Grande do SulFaculdade de FarmáciaPrograma de Pós-Graduação em Ciências FarmacêuticasPorto Alegre, BR-RS2025doutoradoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGSinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)instacron:UFRGSTEXT001304107.pdf.txt001304107.pdf.txtExtracted Texttext/plain122260http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/303292/2/001304107.pdf.txt1da2c853490f1097a96a36683190c86fMD52ORIGINAL001304107.pdfTexto parcialapplication/pdf2702464http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/303292/1/001304107.pdf6330b079de6d8ae263ed2993f8bb48e8MD5110183/3032922026-04-11 06:55:44.091804oai:www.lume.ufrgs.br:10183/303292Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://lume.ufrgs.br/handle/10183/2PUBhttps://lume.ufrgs.br/oai/requestlume@ufrgs.br || lume@ufrgs.bropendoar:18532026-04-11T09:55:44Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)false |
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