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Estaurosporinas de Eudistoma vannamei : química e bioatividade / Staurosporines from Eudistoma vannamei : chemistry and bioactivityJimenez, Paula Christine January 2009 (has links)
JIMENEZ, Paula Christine. Estaurosporinas de Eudistoma vannamei : química e bioatividade. 2009. 150 f. Tese (Doutorado em Farmacologia) - Universidade Federal do Ceará. Faculdade de Medicina, Fortaleza, 2009. / Submitted by denise santos (denise.santos@ufc.br) on 2012-09-05T13:56:11Z
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Previous issue date: 2009 / Eudistoma vannamei Millar, 1977 is an endemic tunicate from the northeastern Brazilian coast, widely distributed over the rocky beaches of Ceará State. Previously, the crude extract showed an interesting bioactivity profile. Bioassay-guided fractionation yielded a highly cytotoxic 1:1 mixture identified as two novel staurosporine derivatives, 2-hydroxy-7-oxostaurosporine (I) and 3-hydroxy-7-oxostaurosporine (II). IC50 for I/II and staurosporine (STP) were obtained after 72h incubation with various tumor cell lines using the MTT assay and in normal human lymphocytes, by the AlamarBlue assay, where I/II outperformed STP in a 7-fold average. On normal cells, I/II showed to be equally effective as STP and, thus, showed a 25-fold average selectivity towards tumor cells. A kinetic analysis on cell cycle progression, activation of DNA damage and repair pathways and apoptosis induction of HL-60 cells (leukemia), was carried out with 40 or 80ng/mL I/II and accessed by flow cytometry and western blotting. Cell cycle studies indicated that I/II induces a G2-M arrest (at 40ng/mL, 45, 63 and 94% of arrested cells after 24, 48 and 72h treatment, respectively, against 9, 10 and 13% for the non-treated culture). Moreover, 24h-G2/M arrest is sustained and irreversible following removal of stimuli. STP induces 83% G2/M arrest at 200ng/mL after 24h incubation, whilst longer incubation periods provoke a substantial increase in polyploidy. Expression-rate of cell cycle related proteins (Cdk1, Cdk2, cyclin A and cyclin B1) paired with morphological observation of 40ng/mL I/II-treated H/E-stained cells placed on glass slides suggest that arrest is actually occurring at the G2 phase. G2 arrest is merely seen in 80ng/mL I/II-treated cells, while apoptotic features were quite evident. Double-strand breaks evaluated by the neutral comet assay indicates only low scored DNA damage against 24, 48 or 72h 40ng/mL I/II treated cells. However, 80ng/mL I/II-treated cells exhibited higher scored damage. DNA damage proteins (ATM and H2A.X) were expressed in a time- and concentration-dependent manner; while, cycle arrest and repair markers (Chk1, Cdc25C, BRCA1) were activated mostly on 40ng/mL I/II-treated cells. Conversely, PS externalization and activation of effector caspases 3 and 7 and PARP were highly blotted mostly for 80ng/mL I/II-treated cells. I/II induced a clear cytostatic effect on HL-60 cells at the lower concentration, distinguished by persistent cell cycle arrest and low DNA damage; and an objective cytotoxic effect at the higher concentration, motivated by extensive DNA damage and induction of apoptosis. / Eudistoma vannamei (Millar, 1977) é uma ascídia endêmica do litoral do Nordeste brasileiro, largamente encontrado nas praias rochosas do estado do Ceará. Previamente, o extrato bruto apresentou um interessante perfil em termos de bioatividade. O fracionamento bioguiado identificou uma mistura 1:1 altamente citotóxica, contendo dois derivados inéditos de estaurosporina, 2-hidroxi-7-oxoestaurosporina (I) e 3-hidroxi-7-oxoestaurosporina (II). IC50 para I/II e estaurosporina (STP) foram obtidas após 72h de incubação com diversas linhagens de células tumorais, utilizando-se o ensaio do MTT, e em linfócitos humanos normais, através do ensaio de AlamarBlue. I/II superou a citotoxicidade de STP em 7 vezes, em média, para as células tumorais, ao passo que mostrou-se tão ativa quanto frente às células normais. Uma análise cinética sobre a progressão de ciclo celular, ativação de resposta a dano e vias de reparo de DNA, e indução de apoptose de células HL-60 (leucemia) foi conduzida com 40 ou 80ng/mL I/II e acessada por citometria de fluxo e western blotting. Estudos de ciclo celular indicaram que I/II (40ng/mL) induz bloqueio de ciclo celular em G2/M e que este efeito prossegue irreversível mediante a remoção do estímulo. STP (200ng/mL) induziu o bloqueio quase que completo em G2/M após 24h de incubação, enquanto períodos mais longos de incubação provocam um aumento substancial de células poliplóides. A expressão de proteínas envolvidas no controle do ciclo celular (Cdk1, Cdk2, ciclina A e ciclina B1), associada à observação morfológica de células tratadas com 40ng/mL I/II e coradas com H/E em lâminas de vidro sugere que o bloqueio está ocorrendo, de fato, na fase G2. O bloqueio em G2 foi parcamente observado em células tratadas com 80ng/mL I/II, conquanto características apoptóticas fizeram-se deveras evidentes. A avaliação de dano à fita dupla de DNA através do teste do cometa neutro indica a indução apenas de baixo nível de dano de DNA em células tratadas com 40ng/mL I/II por 24, 48 ou 72h. Entretanto, células tratadas com 80ng/mL I/II exibiram níveis mais elevados de dano. A expressão de proteínas relacionadas a dano de DNA (ATM e H2A.X) deu-se numa forma tempo- e concentração-dependente, enquanto o bloqueio de ciclo e os marcadores de reparo (Chk1, Cdc25C, BRCA1) foram ativados, predominantemente, em células tratadas com 40ng/mL I/II. Inversamente, a externalização de PS e a ativação das caspases efetoras 3 e 7 e de PARP mostraram-se altamente expressos em células tratadas com 80ng/mL I/II mostrou um claro efeito citostático em células HL-60 na menor concentração testada, evidenciado pelo persistente bloqueio de ciclo celular e baixo dano em DNA; e um objetivo efeito citotóxico na concentração maior, motivado pelo extensivo dano em DNA e indução de apoptose.
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Control de proteïnes reguladores de l'apoptosi en cèl·lules leucèmiquesIglesias i Serret, Daniel 25 May 2005 (has links)
La Tesi Doctoral porta per títol "CONTROL DE PROTEÏNES REGULADORES DE L'APOPTOSI EN CÈL·LULES LEUCÈMIQUES", i ha estat realitzada a la Unitat de Bioquímica del Departament de Ciències Fisiològiques II de la Universitat de Barcelona. Hem estudiat el control de la regulació de diferents proteïnes encarregades de regular el procés d'apoptosi. S'ha estudiat la regulació de dos gens de la família de Bcl-2, un d'antiapoptòtic com mcl-1, i un de proapoptòtic, com bim.S'ha estudiat la regulació a nivell transcripcional i a nivell traduccional d'mcl-1 a la línia limfocitaria Jurkat, derivada d'una leucèmia aguda de cèl·lules T, durant l'apoptosi induïda per les drogues estaurosporina i aspirina. Ambdues drogues redueixen els nivells de la proteïna Mcl-1, tant per vies dependents com per vies independents de l'activació de caspases, ja que l'inhibidor general de caspases Z-VAD.fmk només protegeix parcialment el descens de la proteïna induït per les dues drogues d'estudi. El tractament amb estaurosporina també redueix els nivells de missatger d'mcl-1, de manera paral·lela a la reducció dels nivells de proteïna, i dependent de l'activació de les caspases, suggerint que aquesta droga inhibeix la transcripció del gen, a més de tenir altres efectes a nivell post-transcripcional caspasa-independents. El tractament amb aspirina en canvi no te cap efecte a nivell de regulació transcripcional, però sembla afectar la taxa de síntesi proteica de la cèl·lula. Hem determinat que aquesta droga afectaria la síntesi proteica de la cèl·lula per vies dependents i independents de l'activació de les caspases, on sembla tenir importància la fosforilació del factor eIF2-alfa, determinant que es dóna un pic transitori de fosforilació d'aquests factor al poc d'iniciar-se el tractament. També hem determinat que durant l'apoptosi induïda per aspirina es produeix una aturada de la síntesi proteica que afectaria de forma general a tots els gens cel·lulars amb una traducció CAP-dependent, mentre que alguns gens regulats a nivell traduccional per elements IRES, com XIAP, podrien escapar d'aquesta inhibició. Els resultats obtinguts amb els tractaments amb ciclohexinida, que redueix els nivells de la proteïna Mcl-1 sense afectar la viabilitat de les cèl·lules, ens permeten afirmar que la caiguda d'Mcl-1 pot ser necessària, però no suficient per induir l'apoptosi a les cèl·lules Jurkat. Aquest estudi ha estat publicat amb el títol: "Transcriptional and translational control of Mcl-1 during apoptosis. Iglesias-Serret D, Pique M, Gil J, Pons G, Lopez JM. Arch Biochem Biophys. 2003 Sep 15;417(2):141-52".També hem estudiat les insercions descrites al promotor d'mcl-1 a les cèl·lules B de pacients amb leucèmia limfàtica crònica de cèl·lules B (LLC-B). S'ha descrit que aquestes insercions són exclusives de pacients amb LLC-B (es troben en un 30%), que indueixen a augments de missatger i proteïna, correlacionant amb un mal pronòstic, una progressió més ràpida de la malaltia i una supervivència més baixa dels malalts. Els resultats obtinguts en aquests estudi demostren que la presència de les insercions no es exclusiva ni de les cèl·lules B ni dels malalts de LLC-B, tractant-se d'un polimorfisme present a la població general. Aquests resultats han estat acceptats per a ser publicats a la revista "Journal of the Nacional Cancer Institute".També hem estudiat la regulació del gen proapoptòtic bim de la família de Bcl-2, durant l'apoptosi induïda per diferents drogues en les cèl·lules de LLC-B i durant la supervivència induïda per diferents factors. Hem estudiat les isoformes majoritàries d'aquest gen i la regulació d'aquestes a nivell transcripcional i traduccional, així com les vies implicades en la seva fosforilació, important pel control dels seus nivells. Una part de la Tesi també s'ha dedicat a estudiar la regió 5'-no traduida (5'-UTR) i el promotor del gen antiapoptòtic XIAP, de la família de les IAPs, on hem intentat mapar l'inici de transcripció del gen i caracteritzar la regió promotora. Aquests estudis no han tingut un resultat satisfactori, i els resultats no són concloents. / The name of the thesis is "Control of apoptotic regulatory proteins in leukaemic cells". In this study we analyzed the regulation of two Bcl-2 family genes, an antiapoptotic member, mcl-1, an proapoptotic member, bim.We have studied the transcriptional and translational regulation of the mcl-1 gene during apoptosis induced by staurosporine and aspirin in Jurkat T cells. Both drugs reduced the levels of Mcl-1 protein in Jurkat cells. The caspase inhibitor Z-VAD.fmk and the proteasome inhibitor MG132 reduced Mcl-1 decay, indicating that both caspase and proteasome-dependent pathways are involved in the regulation of Mcl-1. Treatment with cycloheximide, at doses that inhibit protein synthesis without affecting cell viability, also induced Mcl-1 protein decay, suggesting that the Mcl-1 disappearance might be necessary but not sufficient for the induction of apoptosis by staurosporine and aspirin. Different patterns of transcriptional and translational control during apoptosis emerge depending on the stimulus although translational shutdown seems to be a common point during apoptosis. We analyzed the short sequence insertions in the Mcl-1 promoter of B-cell chronic lymphocytic leukemia (B-CLL) samples and confirmed their presence in samples from patients of our hospital. Surprisingly, when we analyzed genomic DNA from normal lymphocytes (10 control subjects) and from mouth epithelial cells (10 additional healthy individuals) we also found the presence of the same insertions. Moreover, different allelic combinations for this polymorphism were present in all kind of samples. As the frequency of the 3 alleles was almost equal in all B-CLL and normal cells we concluded that these Mcl-1 insertions represent hereditary polymorphisms that likely do not predispose to chronic lymphocytic leukaemia and their significance in the pathogenesis of B-CLL should be re-evaluated. We investigated the effect of several drugs used in the therapy of B-CLL and different survival factors on BIM isoforms levels, and the signal transduction pathways involved in the control of BIM. Only the glucocorticoid dexametasone, a potent proapoptotic drug for B-CLL cells, induced an increase of BIM levels. The survival factors TPA and SDF-1 induced the phosphorilation of the two major isoforms of BIM, and the subsequent degradation of BIMEL isoform by the proteasome pathway, suggesting that this could be one of the survival mechanisms induced by these factors in B-CLL cells. We also studied the 5'-UTR of the antiapoptotic gene XIAP, but the results have not been conclusive.
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Estaurosporinas de Eudistoma vannamei: QuÃmica e Bioatividade / Staurosporines from Eudistoma vannamei: Chemistry and Bioactivity.Paula Christine Jimenez 15 July 2009 (has links)
Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Eudistoma vannamei (Millar, 1977) à uma ascÃdia endÃmica do litoral do Nordeste brasileiro, largamente encontrado nas praias rochosas do estado do CearÃ. Previamente, o extrato bruto apresentou um interessante perfil em termos de bioatividade. O fracionamento bioguiado identificou uma mistura 1:1 altamente citotÃxica, contendo dois derivados inÃditos de estaurosporina, 2-hidroxi-7-oxoestaurosporina (I) e 3-hidroxi-7-oxoestaurosporina (II). IC50 para I/II e estaurosporina (STP) foram obtidas apÃs 72h de incubaÃÃo com diversas linhagens de cÃlulas tumorais, utilizando-se o ensaio do MTT, e em linfÃcitos humanos normais, atravÃs do ensaio de AlamarBlue. I/II superou a citotoxicidade de STP em 7 vezes, em mÃdia, para as cÃlulas tumorais, ao passo que mostrou-se tÃo ativa quanto frente Ãs cÃlulas normais. Uma anÃlise cinÃtica sobre a progressÃo de ciclo celular, ativaÃÃo de resposta a dano e vias de reparo de DNA, e induÃÃo de apoptose de cÃlulas HL-60 (leucemia) foi conduzida com 40 ou 80ng/mL I/II e acessada por citometria de fluxo e western blotting. Estudos de ciclo celular indicaram que I/II (40ng/mL) induz bloqueio de ciclo celular em G2/M e que este efeito prossegue irreversÃvel mediante a remoÃÃo do estÃmulo. STP (200ng/mL) induziu o bloqueio quase que completo em G2/M apÃs 24h de incubaÃÃo, enquanto perÃodos mais longos de incubaÃÃo provocam um aumento substancial de cÃlulas poliplÃides. A expressÃo de proteÃnas envolvidas no controle do ciclo celular (Cdk1, Cdk2, ciclina A e ciclina B1), associada à observaÃÃo morfolÃgica de cÃlulas tratadas com 40ng/mL I/II e coradas com H/E em lÃminas de vidro sugere que o bloqueio està ocorrendo, de fato, na fase G2. O bloqueio em G2 foi parcamente observado em cÃlulas tratadas com 80ng/mL I/II, conquanto caracterÃsticas apoptÃticas fizeram-se deveras evidentes. A avaliaÃÃo de dano à fita dupla de DNA atravÃs do teste do cometa neutro indica a induÃÃo apenas de baixo nÃvel de dano de DNA em cÃlulas tratadas com 40ng/mL I/II por 24, 48 ou 72h. Entretanto, cÃlulas tratadas com 80ng/mL I/II exibiram nÃveis mais elevados de dano. A expressÃo de proteÃnas relacionadas a dano de DNA (ATM e H2A.X) deu-se numa forma tempo- e concentraÃÃo-dependente, enquanto o bloqueio de ciclo e os marcadores de reparo (Chk1, Cdc25C, BRCA1) foram ativados, predominantemente, em cÃlulas tratadas com 40ng/mL I/II. Inversamente, a externalizaÃÃo de PS e a ativaÃÃo das caspases efetoras 3 e 7 e de PARP mostraram-se altamente expressos em cÃlulas tratadas com 80ng/mL I/II mostrou um claro efeito citostÃtico em cÃlulas HL-60 na menor concentraÃÃo testada, evidenciado pelo persistente bloqueio de ciclo celular e baixo dano em DNA; e um objetivo efeito citotÃxico na concentraÃÃo maior, motivado pelo extensivo dano em DNA e induÃÃo de apoptose. / Eudistoma vannamei Millar, 1977 is an endemic tunicate from the northeastern Brazilian coast, widely distributed over the rocky beaches of Cearà State. Previously, the crude extract showed an interesting bioactivity profile. Bioassay-guided fractionation yielded a highly cytotoxic 1:1 mixture identified as two novel staurosporine derivatives, 2-hydroxy-7-oxostaurosporine (I) and 3-hydroxy-7-oxostaurosporine (II). IC50 for I/II and staurosporine (STP) were obtained after 72h incubation with various tumor cell lines using the MTT assay and in normal human lymphocytes, by the AlamarBlue assay, where I/II outperformed STP in a 7-fold average. On normal cells, I/II showed to be equally effective as STP and, thus, showed a 25-fold average selectivity towards tumor cells. A kinetic analysis on cell cycle progression, activation of DNA damage and repair pathways and apoptosis induction of HL-60 cells (leukemia), was carried out with 40 or 80ng/mL I/II and accessed by flow cytometry and western blotting. Cell cycle studies indicated that I/II induces a G2-M arrest (at 40ng/mL, 45, 63 and 94% of arrested cells after 24, 48 and 72h treatment, respectively, against 9, 10 and 13% for the non-treated culture). Moreover, 24h-G2/M arrest is sustained and irreversible following removal of stimuli. STP induces 83% G2/M arrest at 200ng/mL after 24h incubation, whilst longer incubation periods provoke a substantial increase in polyploidy. Expression-rate of cell cycle related proteins (Cdk1, Cdk2, cyclin A and cyclin B1) paired with morphological observation of 40ng/mL I/II-treated H/E-stained cells placed on glass slides suggest that arrest is actually occurring at the G2 phase. G2 arrest is merely seen in 80ng/mL I/II-treated cells, while apoptotic features were quite evident. Double-strand breaks evaluated by the neutral comet assay indicates only low scored DNA damage against 24, 48 or 72h 40ng/mL I/II treated cells. However, 80ng/mL I/II-treated cells exhibited higher scored damage. DNA damage proteins (ATM and H2A.X) were expressed in a time- and concentration-dependent manner; while, cycle arrest and repair markers (Chk1, Cdc25C, BRCA1) were activated mostly on 40ng/mL I/II-treated cells. Conversely, PS externalization and activation of effector caspases 3 and 7 and PARP were highly blotted mostly for 80ng/mL I/II-treated cells. I/II induced a clear cytostatic effect on HL-60 cells at the lower concentration, distinguished by persistent cell cycle arrest and low DNA damage; and an objective cytotoxic effect at the higher concentration, motivated by extensive DNA damage and induction of apoptosis.
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