Nanopartículas de polímeros biodegradáveis têm atraído um intenso interesse nos últimos anos, pois esses sistemas podem prover vetorização de forma sustentada, controlada e atuar como carreadores de fármacos aumentando a eficácia terapêutica e diminuindo os efeitos adversos. Doenças degenerativas do sistema nervoso central têm sido vistas como um problema pela complexa patogênese e pela dificuldade na vetorização de fármacos. Dentre essas, estão os gliomas e os insultos isquêmicos, os quais são pobremente responsivos às intervenções terapêuticas. Atualmente, o tratamento com indometacina em doenças inflamatórias tem sido relacionado com diversos efeitos adversos gastrointestinais. Neste contexto, o presente estudo avaliou os efeitos do tratamento com indometacina em nanocápsulas em modelos experimentais de gliomas, isquemia cerebral, inflamações aguda e crônica em ratos. O tratamento com indometacina em nanocápsulas foi mais potente do que indometacina em solução em diminuir a viabilidade e a proliferação celular de linhagens de gliomas. Esse efeito citotóxico foi seletivo para as células tumorais. Adicionalmente, nós observamos em um modelo in vivo de gliomas que nanocápsulas poliméricas foram capazes de vetorizar a indometacina ao cérebro. Essa vetorização reduziu o crescimento de glioblastoma e aumentou a sobrevida dos animais. Estes efeitos foram mediados, pelo menos em parte, por mecanismos antiproliferativos e anti-angiogêncos. Além disso, o tratamento com indometacina em nanocápsulas apresentou efeitos neuroprotetores em culturas organotípicas de hipocampo expostas à privação de oxigênio e glicose. Esses efeitos foram mediados pela redução dos níveis de fosforilação de ERK1/2 e JNK, redução na iNOS e na ativação glial. Adicionalmente, a indometacina em nanocápsulas reduziu os níveis de citocinas pró-inflamatórias, sugerindo que o bloqueio da neuroinflamação está envolvido no efeito neuroprotetor observado. Em modelos de inflamação crônica em ratos (modelo de artrite), o tratamento sistêmico com indometacina em nanocápsulas produziu simultaneamente uma redução nos níveis de citocinas pró-inflamatórias e um aumento da citocina anti-inflamatória IL- 10. A maior eficácia anti-inflamatória foi associada a uma redução da toxicidade gastrointestinal. Juntos, nossos resultados sugerem que a indometacina em nanocápsulas pode ser considerada uma alternativa terapêutica promissora para o tratamento de gliomas, de isquemia cerebral e de inflamação crônica. / Nanoparticles of biodegradable polymers have attracted intensive interest in recent years because these systems can provide a sustained, controlled, and targeted delivery acting as drug carriers thus leading to high therapeutic efficiency and low side effects. Degenerative diseases of the central nervous system have long been viewed as a problem due to the complex pathogenesis of these disorders and the difficulty in drug delivery. Among these diseases, are the gliomas and the ischemic insults, which are poorly responsive to therapeutic interventions. Actually, indomethacin treatments for inflammatory diseases are related with several gastrointestinal side effects. Within this context, the present study was designed to evaluate the effects of indomethacin-loaded nanocapsules treatment in experimental models of gliomas, cerebral ischemia, acute and chronic inflammation in rats. Indomethacin-loaded nanocapsules treatment was more potent that indomethacin in solution in decreasing the viability and the cell proliferation of glioma lines. This cytotoxic effect was selective for tumoral cells. In addition, we have observed in an in vivo model of gliomas that polymeric nanocapsules are able to successfully carry indomethacin into the brain tumor. Local delivery of indomethacin reduced glioblastoma growth and improved the animals' survival. These effects were mediated, at least in part, by antiproliferative and antiangiogenic mechanisms of indomethacin-loaded nanocapsules. Also, indomethacin-loaded nanocapsules treatment presented neuroprotective effects in organotypic hippocampal cultures exposed to oxygen-glucose deprivation. These effects were mediated by the reduction in the levels of ERK1/2 and JNK phosphorylation, reduction in iNOS and glial activation. Additionally, indomethacin-loaded nanocapsules decreased the levels of the pro-inflammatory cytokines, suggesting that the blockage of neuroinflammation is involved in the neuroprotective effect observed. In models of chronic inflammatory in rats (arthritis model), the systemic treatment with indomethacin loaded nanocapsules produced simultaneity a reduction of the levels of pro-inflammatory cytokines and an increased in the levels of anti-inflammatory cytokine IL-10. The antiinflammatory efficacy increase was allied to an improved gastrointestinal safety. Taken together, our results imply that nanocapsule formulations containing indomethacin might be considered as promising alternative therapeutic for gliomas, cerebral ischemia and chronic inflammation treatment.

O metabolismo cerebral é altamente dependente da glicose, que é derivada a partir da circulação sanguínea e metabolizada pelos astrócitos e outras células neuronais, através de várias vias. A captação da glicose no cérebro não envolve transportadores de glicose insulino-dependentes; no entanto, esse hormônio afeta o fluxo de glicose do cérebro. Alterações nos níveis de S100B (uma proteína derivada de astrócitos) no líquido cefalorraquidiano têm sido associados a alterações no metabolismo da glicose; no entanto, não há evidência que a insulina modula o metabolismo da glicose e a secreção de S100B. Investigamos então o efeito da S100B no metabolismo da glicose, medindo a incorporação de 3H-glicose em dois modelos, em células de glioma C6 e fatias hipocampais agudas, investigando o efeito da insulina sobre a secreção de S100B. Os nossos resultados mostram que: (a) a S100B em níveis fisiológicos diminui a captação de glicose, através da via do receptor multiligante RAGE e através da ativação da via de sinalização da proteína-quinase / ERK, e que (b) insulina estimulada a secreção de S100B via sinalização de PI3K. Os nossos resultados indicam a existência de uma relação insulina-S100B na modulação de glicose no tecido cerebral, o que pode melhorar a nossa compreensão sobre o metabolismo da glicose em várias condições, tais como a cetose, demência induzida por estreptozotocina e exposição farmacológica aos antipsicóticos, onde as mudanças de sinalização da insulina e extracelular celular de S100 foram relatados. / Brain metabolism is highly dependent on glucose, which is derived from the blood circulation and metabolized by the astrocytes and other neural cells via several pathways. Glucose uptake in the brain does not involve insulin-dependent glucose transporters; however, this hormone does affect the brain’s glucose in flux. Changes in cerebrospinal fluid levels of S100B (an astrocyte-derived protein) have been associated with alterations in glucose metabolism; however, there is no evidence as to whether insulin modulates glucose metabolism and S100B secretion. Herein we investigated the effect of S100B on glucose metabolism, measuring 3H-glucose incorporation in two preparations, C6 glioma cells and acute hippocampal slices, and we also investigated the effect of insulin on S100B secretion. Our results showed that: (a) S100B at physiological levels decreases glucose uptake, through via the multiligand receptor RAGE and mitogen-activated protein kinase/ERK signaling, and that (b) insulin stimulated S100B secretion via PI3K signaling. Our findings indicate the existence of insulin-S100B modulated glucose utilization in the brain tissue, and may improved our understanding of glucose metabolism in several conditions such as ketosis, streptozotocin-induced dementia and pharmacological exposure to antipsychotics, where changes of insulin signaling and extracellular cellular of S100 have been reported.

Glioblastoma (GB) é o tumor cerebral maligno mais frequente. O prognóstico para os pacientes é ruim e a sobrevida média após o diagnóstico varia de 6 meses a 1 ano. Isso ocorre devido à ineficácia das estratégias terapêuticas dos tratamentos atuais, pois esses tipos de tumores são altamente invasivos. Deste modo, novas estratégias terapêuticas são necessárias. Neste contexto surge a doxazosina (2 - {4 - [(2,3-dihidro-1,4-benzodioxano-2-il) carbonil] piperazina-1-il} -6,7-dimetoxiquinazolina-4amina, um composto quinazolínico pertencente à classe farmacológica dos antagonistas dos receptores adrenérgicos α1, amplamente utilizada na clínica para o tratamento de pressão arterial elevada, assim como no tratamento de retenção urinária relacionado com a hiperplasia benigna da próstata (BPH). O presente estudo avaliou os efeitos do tratamento com doxazosina em modelos experimentais de gliomas humano (U-138MG) e de rato (C6). Observamos que a doxazosina foi capaz de inibir a viabilidade na linhagem celular de glioma de rato C6. Além disso, o fármaco permaneceu estável no meio de cultura após 48 horas de incubação e foi captado pelas células de glioma C6, não apresentando efeito tóxico sobre as células não tumorais (cultura organotípica e cultura primária de astrócitos) em concentrações inferiores a 250µM. Os resultados mostraram que doxazosina foi capaz de diminuir a densidade celular e induzir a morte celular em ambas as linhagens (U-138MG e C6). Além disso, o fármaco induziu a diminuição da fosforilação das proteínas Akt e GSK-3β em 24 e 48hs de tratamento. São vários os possíveis mecanismos que possam estar associados com a ação da doxasozina, dentre eles apoptose, necrose, senescência e/ou autofagia. / Glioblastoma (GB) is the most frequent and most malignant human brain tumor. The prognosis for the patients with GB remains dismal, as median survival after diagnosis varies from 6 month to 1 year. This is largely due to the inability of current treatment strategies to address the highly invasive nature of this disease. Thus, new therapeutic strategies are needed. Doxazosin (2-{4-[(2,3-dihydro-1,4-benzodioxin-2yl)carbonyl]piperazin-1-yl}-6,7-dimethoxyquinazolin-4-amine, a quinazoline compound, is an selective α1-adrenoceptor antagonists, widely used for treatment of high blood pressure as well as in the treatment of urinary retention related with prostate benign hyperplasia (BPH). Doxazosin α1-adrenoceptor antagonists is a very promissing quinazoline drug, may represent chemical starting points to develop more potent death inducing agents free of α1-adrenoceptor antagonistic action and suitable for cancer treatment with minimal and well-tolerated side effects. Within this context, the present study was designed to evaluate the effects of doxazosin treatment in experimental models of gliomas. Doxazosin was able to viability inhibition of the C6 glioma cell line. Moreover, the drug seems to be stable in the culture medium after 48 hours of incubation and was taken up by C6 glioma cells and showed no toxic effect on non-tumor cells at concentrations below 250µM. The results showed that doxasozin was able to decrease cell density and induce cell death in both lineages. In addition, doxazosin induced the inactivation of Akt and of GSK-3β proteins after 24 and 48 hours. Taken together, our results show that doxazosin was able to significantly induce cells death of both, human and rat glioma lines (U-138MG and C6 respectively). The mechanisms associated with this effect involve apoptosis induction, necrosis, senescence or autophagy.

O antioxidante resveratrol, uma fitoalexina encontrada, principalmente em uvas e também em quantidades significativas em vários tipos de vinho tinto, é um promissor produto natural, com atividades antitumoral, cardioprotetora e neuroprotetora. O objetivo do presente estudo foi investigar em células de glioma C6 o efeito do resveratrol sobre proliferação celular e alguns parâmetros específicos relacionados a astrócitos (captação de glutamato, glutamina sintetase e secreção de S100B), comumente associados com o papel protetor dessas células. Além disso, foi investigado o efeito genoprotetor do resveratrol em condições de estresse oxidativo induzido por peróxido de hidrogênio (H2O2) em células C6. A proliferação celular foi significativamente reduzida após tratamento com 100 e 250 μM de resveratrol. Uma rápida incubação com resveratrol (1 h) induziu um aumento linear na captação de glutamato e na atividade da glutamina sintetase. O dano ao DNA foi medido pelo ensaio Cometa. Para investigar os efeitos do resveratrol sobre o dano ao DNA induzido por H2O2 utilizou-se dois modelos de indução de estresse oxidativo. A mudança de parâmetros gliais pode contribuir para o papel protetor de astrócitos em condições de injúria cerebral, reforçando o uso deste composto no arsenal terapêutico contra doenças neurodegenerativas e desordens isquêmicas. Resveratrol também foi capaz de prevenir o dano oxidativo ao DNA celular, provavelmente, devido a suas propriedades antioxidantes, isto pode ser importante para proteger o DNA em doenças relacionadas com estresse oxidativo. / The antioxidant resveratrol, a phytoalexin found mainly in grapes and also substantial amounts in several types of red wine, is a promising natural product with anticancer, cardio-protective and neuroprotective activities. The objective of the present study was to investigate in C6 glioma cells, the effect of resveratrol on cell proliferation, cell death and some specific parameters of astrocyte activity (glutamate uptake, glutamine synthetase and secretion of S100B) commonly associated with the protective role of these cells. Furthermore, it was investigated the genoprotective effects of resveratrol under conditions of oxidative stress induced by hydrogen peroxide (H2O2) in C6 cells. Cell proliferation was significantly decreased following treatment with 100 and 250 μM resveratrol. Short-term (1 h) of resveratrol exposure induced a linear increase in glutamate uptake and in glutamine synthetase activity. DNA damage was assessed by the comet assay. For investigate the effects of resveratrol against oxidative stress induced by H2O2 on DNA damage, two models of oxidative stress induction were used. Changes in glial activities can contribute to the protective role of astrocytes in brain injury conditions, reinforcing the use of this compound in the therapeutic arsenal against neurodegenerative diseases and ischemic disorders. Resveratrol was able to prevent oxidative damage to cellular DNA, probably, due to its antioxidant properties, it may be important in diseases for protecting against DNA damage through oxidative stress.

Nanopartículas de polímeros biodegradáveis têm atraído um intenso interesse nos últimos anos, pois esses sistemas podem prover vetorização de forma sustentada, controlada e atuar como carreadores de fármacos aumentando a eficácia terapêutica e diminuindo os efeitos adversos. Doenças degenerativas do sistema nervoso central têm sido vistas como um problema pela complexa patogênese e pela dificuldade na vetorização de fármacos. Dentre essas, estão os gliomas e os insultos isquêmicos, os quais são pobremente responsivos às intervenções terapêuticas. Atualmente, o tratamento com indometacina em doenças inflamatórias tem sido relacionado com diversos efeitos adversos gastrointestinais. Neste contexto, o presente estudo avaliou os efeitos do tratamento com indometacina em nanocápsulas em modelos experimentais de gliomas, isquemia cerebral, inflamações aguda e crônica em ratos. O tratamento com indometacina em nanocápsulas foi mais potente do que indometacina em solução em diminuir a viabilidade e a proliferação celular de linhagens de gliomas. Esse efeito citotóxico foi seletivo para as células tumorais. Adicionalmente, nós observamos em um modelo in vivo de gliomas que nanocápsulas poliméricas foram capazes de vetorizar a indometacina ao cérebro. Essa vetorização reduziu o crescimento de glioblastoma e aumentou a sobrevida dos animais. Estes efeitos foram mediados, pelo menos em parte, por mecanismos antiproliferativos e anti-angiogêncos. Além disso, o tratamento com indometacina em nanocápsulas apresentou efeitos neuroprotetores em culturas organotípicas de hipocampo expostas à privação de oxigênio e glicose. Esses efeitos foram mediados pela redução dos níveis de fosforilação de ERK1/2 e JNK, redução na iNOS e na ativação glial. Adicionalmente, a indometacina em nanocápsulas reduziu os níveis de citocinas pró-inflamatórias, sugerindo que o bloqueio da neuroinflamação está envolvido no efeito neuroprotetor observado. Em modelos de inflamação crônica em ratos (modelo de artrite), o tratamento sistêmico com indometacina em nanocápsulas produziu simultaneamente uma redução nos níveis de citocinas pró-inflamatórias e um aumento da citocina anti-inflamatória IL- 10. A maior eficácia anti-inflamatória foi associada a uma redução da toxicidade gastrointestinal. Juntos, nossos resultados sugerem que a indometacina em nanocápsulas pode ser considerada uma alternativa terapêutica promissora para o tratamento de gliomas, de isquemia cerebral e de inflamação crônica. / Nanoparticles of biodegradable polymers have attracted intensive interest in recent years because these systems can provide a sustained, controlled, and targeted delivery acting as drug carriers thus leading to high therapeutic efficiency and low side effects. Degenerative diseases of the central nervous system have long been viewed as a problem due to the complex pathogenesis of these disorders and the difficulty in drug delivery. Among these diseases, are the gliomas and the ischemic insults, which are poorly responsive to therapeutic interventions. Actually, indomethacin treatments for inflammatory diseases are related with several gastrointestinal side effects. Within this context, the present study was designed to evaluate the effects of indomethacin-loaded nanocapsules treatment in experimental models of gliomas, cerebral ischemia, acute and chronic inflammation in rats. Indomethacin-loaded nanocapsules treatment was more potent that indomethacin in solution in decreasing the viability and the cell proliferation of glioma lines. This cytotoxic effect was selective for tumoral cells. In addition, we have observed in an in vivo model of gliomas that polymeric nanocapsules are able to successfully carry indomethacin into the brain tumor. Local delivery of indomethacin reduced glioblastoma growth and improved the animals' survival. These effects were mediated, at least in part, by antiproliferative and antiangiogenic mechanisms of indomethacin-loaded nanocapsules. Also, indomethacin-loaded nanocapsules treatment presented neuroprotective effects in organotypic hippocampal cultures exposed to oxygen-glucose deprivation. These effects were mediated by the reduction in the levels of ERK1/2 and JNK phosphorylation, reduction in iNOS and glial activation. Additionally, indomethacin-loaded nanocapsules decreased the levels of the pro-inflammatory cytokines, suggesting that the blockage of neuroinflammation is involved in the neuroprotective effect observed. In models of chronic inflammatory in rats (arthritis model), the systemic treatment with indomethacin loaded nanocapsules produced simultaneity a reduction of the levels of pro-inflammatory cytokines and an increased in the levels of anti-inflammatory cytokine IL-10. The antiinflammatory efficacy increase was allied to an improved gastrointestinal safety. Taken together, our results imply that nanocapsule formulations containing indomethacin might be considered as promising alternative therapeutic for gliomas, cerebral ischemia and chronic inflammation treatment.

Gliomas são os mais comuns e devastadores tumores primários do sistema nervoso central. Os nucleotídeos da adenina são moléculas sinalizadoras no meio extracelular, envolvidas em importantes condições fisiológicas e patológicas. O ATP, neurotransmissor excitatório, e a adenosina, neuromoduladora, entre outros efeitos, podem induzir proliferação celular em linhagens de gliomas. Os eventos induzidos pelos nucleotídeos extracelulares são controlados pela ação das E-NTPDases, que hidrolisam o ATP até adenosina extracelularmente. Recentes estudos epidemiológicos têm sugerido que os flavonóides derivados da dieta, em particular a quercetina, apresentam um papel benéfico em prevenir ou inibir a tumorigênese. Assim, primeiramente nós avaliamos o efeito antiproliferativo da quercetina em linhagem de glioma humano U138MG. O estudo demonstrou que este flavonóide induziu em cultura de gliomas: (1) diminuição da proliferação e da viabilidade celular; (2) morte celular via necrose e apoptose; (3) parada no ciclo celular na fase G2 e (4) diminuição do índice mitótico. Além disso, nós demonstramos que a quercetina, enquanto promoveu regressão tumoral, protegeu culturas organotípicas hipocampais do dano isquêmico. Em conjunto, esses dados sugerem que a quercetina exibe efeitos antiproliferativos direcionados para as células tumorais e reduzida citotoxicidade para células normais, características altamente desejáveis na quimioterapia. Dados do nosso laboratório demonstram que o metabolismo extracelular das purinas encontra-se alterado em linhagens de gliomas com relação a culturas de astrócitos, sugerindo que mudanças no sistema purinérgico podem ser uma característica dos gliomas que potencialmente podem contribuir para o seu fenótipo de malignidade. Assim, o passo seguinte desse trabalho foi investigar o perfil de secreção dos derivados da adenina, o metabolismo extracelular do AMP e a ação da quercetina sobre o sistema purinérgico. As culturas de glioma apresentaram secreção de ATP, o qual foi detectado em maiores níveis com relação as outras moléculas avaliadas, ADP, AMP, adenosina e inosina. O AMP extracelular foi eficientemente metabolizado pelos gliomas, demonstrando uma ecto-5’-NT/CD73 muito ativa. Adicionalmente, quercetina interagiu com o sistema purinérgico, inibindo não-competitivamente a atividade da ecto-5’-NT/CD73 e modulando negativamente a sua expressão. Nós sugerimos que a inibição da atividade da ecto-5’-NT/CD73 pode resultar em um decréscimo na disponibilidade de adenosina extracelular, uma promotora tumoral. Tal efeito pode estar correlacionado com a inibição da proliferação promovida pela quercetina nessa linhagem de glioma. Nossos dados sugerem que a quercetina pode ter uma função importante na inibição da proliferação dos gliomas, atuando em diferentes vias de sinalização, incluindo o sistema purinérgico. Assim, esse estudo abre novas perspectivas para as potenciais aplicações dos flavonóides na prevenção e tratamento de tumores cerebrais.

Made available in DSpace on 2015-05-22T12:36:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000468555-Texto+Completo-0.pdf: 8199104 bytes, checksum: 8319f77be38697b0864185d6a700fdf3 (MD5) Previous issue date: 2015 / Glioblastoma (grade IV) is among the most prevalent primary intracranial tumors and is considered a challenge in oncology and neurosurgery due to the highly aggressive nature, and the elevated mortality rates. The location of the tumor and its invasive nature avoid the standard-of-care therapy, which includes surgical resection followed by radiotherapy and chemotherapy. Nevertheless, the current gold standard treatment has not been effective to prevent tumor evolution, as indicated by the poor survival rates. In this context, we analyzed the GPCRs for kinin and the high-voltagegated calcium channels (VGCC) as feasible new therapeutic approaches in malignant gliomas. Thereby, the signaling triggered by bradykinin or the disruption of calcium signaling might contribute with pivotal mechanisms underlying glioma progression, such as cell proliferation. Therefore, the aim of this study was to further evaluate the relevance of B1 (B1R) and B2 (B2R) kinin receptors as well as the P/Q- and N-type VGCC in glioma development, by using in vitro and in vivo glioma model. Cell culture assay showed that the treatment with the selective B1R des-Arg9-BK (1-100 nM) and B2R BK (1-100 nM) agonists induced a marked enhancement of cell proliferation and viability through ERK1/2 and PI3K/Akt signaling, according to evaluation of U-138MG and U-251MG cell lines. Meanwhile, the incubation of either B1R SSR240612 (1-30 μM) or B2R HOE-140 (1-100 μM) antagonists induced a marked cell death with mixed apoptosis/necrosis characteristics. The in vivo mouse model of GL261-induced glioma of C57/BL6 or B1R and B2R knockout mice showed an uncontrolled tumor growing in KOB1R mice. Conversely, there was no significant change of the tumor development in KOB2R mice. Notably, the genetic ablation or the pharmacological combined antagonism of B1R and B2R (SSR240612; 25 nmol/site + HOE-140; 50 pmol/site) diminished the tumor progression as well as the mitotic index of the GL261-induced glioma. To understand the potential anti-tumor effects of the blockade of P/Q- and Ntype VGCC, we used animal-derived inhibitors namely PhTx3-3 (P/Q-type blocker) and Phα1β (N-type blocker) from P. nigriventer, or MVIIC (P/Q-type blocker) and MVIIA (N-type blocker) from C. magus. The PhTx3-3 (0. 3 - 100 pM), Phα1β (0. 3 - 100 pM) and MVIIA (0. 3 - 100 pM) displayed a significant inhibitory effect on proliferation and viability of M059J, U-138MG and U-251MG glioma tested cell lines, and evoked cell death mainly with apoptosis characteristics. In the glioblastoma in vivo model, the Ntype VGCC blockade by either Phα1β (50 pmol/site; i. c. v. and i. t. ) or MVIIA (10 pmol/site; i. c. v. ) caused significant reductions of glioma growth and progression. Of note, the N-type inhibition by Phα1β and MVIIA led to a marked increase of GFAPactivated astrocytes and Iba-1-positive microglia in the peritumoral area, which might be related to the inhibitory effects of immune system in tumor development. Using molecular and pharmacological approaches, our data provide clear evidence on the beneficial effects of the simultaneous inhibition of both B1R and B2R as well as the P/Q- and N-type blockade on glioma development. Thus, we propose that the combined selective antagonism of B1R and B2R, such as the P/Q-, and especially N type high-VGCC inhibition could markedly modify the tumor progression, which might represent an attractive alternative for the treatment of malignant gliomas in the future. / O glioblastoma apresenta a maior incidência entre todos os gliomas e se caracteriza como o mais agressivo e fatal (grau IV) dos tumores primários do SNC. Atualmente o glioblastoma é considerado uns dos grandes desafios da oncologia e da neurocirurgia, devido ao seu caráter altamente agressivo. A sobrevida média dos pacientes é bastante baixa e o prognóstico é desfavorável, já que a grande maioria destes tumores apresenta um padrão difuso e infiltrativo de crescimento, o que dificulta as abordagens atuais para a terapia tumoral. Neste estudo foram analisados os efeitos dos receptores da família dos GPCRs de cininas e dos canais de cálcio voltagemdependentes (CCVD) como base para possíveis alvos no tratamento dos gliomas malignos, a fim de caracterizar novas abordagens terapêuticas. O efeito da sinalização desencadeada pela BK e da sinalização Ca2+-dependente pode estar envolvida na regulação do crescimento e progressão dos gliomas e na migração das células tumorais. Neste sentido, este trabalho visou explorar o papel dos receptores B1 (B1R) e B2 (B2R) de cininas e da sinalização de Ca2+ via CCVD tipo-P/Q e -N em modelo de glioma in vitro e in vivo. Ensaios em cultura celular utilizando as linhagens de glioma humano U-138MG e U-251MG demonstraram que a ativação dos B1R e B2R pelo uso dos agonistas desarg 9-BK (1-100 nM) e BK (1-100 nM) aumentou a proliferação das linhagens celulares testadas, através da ativação das vias ERK1/2 e PI3K/Akt. Enquanto que a exposição aos antagonistas seletivos para estes receptores, SSR240612 (1-30 μM) e HOE-140 (1- 100 μM), provocou intensa morte celular com características de necrose/apoptose. A parte in vivo compreendeu a técnica de implante das células GL261 de glioma (grau IV) em animais C57/BL6 e knockout para os B1R e B2R. A deleção apenas do B1R provocou um importante crescimento tumoral nos animais knockout para este receptor, enquanto que os animais com deleção de B2R não tiveram o desenvolvimento tumoral alterado. Notavelmente, tanto a deleção gênica como o antagonismo farmacológico combinado dos receptores B1 e B2 (SSR240612; 25 nmol/sítio + HOE-140; 50 pmol/sítio) diminuiu o crescimento tumoral e o índice mitótico dos gliomas implantados. Para compreender o envolvimento dos CCVD tipo-P/Q e -N na fisiopatologia dos gliomas foram utilizadas frações da toxina da aranha Phoneutria nigriventer (PhTx3-3 bloqueadora de canais do tipo-P/Q; Phα1β bloqueadora de canais do tipo-N) e ω-conotoxinas provenientes do Conus magus (MVIIC bloqueadora de canais do tipo- P/Q; MVIIA bloqueadora de canais do tipo-N). Os experimentos in vitro evidenciaram que o bloqueio dos canais de Ca2+ tipo-P/Q e -N pelas toxinas PhTx3-3 (0. 3 - 100 pM), Phα1β (0. 3 - 100 pM) e MVIIA (0. 3 - 100 pM) inibiram a proliferação e a viabilidade das linhagens celulares M059J, U-138MG e U-251MG de glioma humano, com intensa característica de morte celular por apoptose. Os resultados utilizando o modelo de glioblastoma in vivo, demonstraram que ambas as toxinas bloqueadoras dos canais do tipo-N, Phα1β (50 pmol/sítio) e MVIIA (10 pmol/sítio), foram efetivas em diminuir o crescimento e a progressão tumoral nos animais tratados, com intensa ativação de astrócitos e micróglia, destacando o possível envolvimento do sistema imune na inibição do crescimento tumoral. Através do uso de ferramentas moleculares e farmacológicas, nossos resultados demonstraram o envolvimento importante tanto dos B1R e B2R de cininas, como dos CCVD tipo-P/Q e -N no desenvolvimento dos gliomas malignos. Desta maneira, podemos propor que o bloqueio farmacológico combinado de antagonistas seletivos para os receptores B1 e B2, assim como a inibição dos CCVD tipo-P/Q e -N surgem como potenciais alvos terapêuticos no manejo dos tumores cerebrais e podem representar alternativas promissoras no tratamento dos gliomas.

Glioblastoma (GB) é o tumor cerebral maligno mais frequente. O prognóstico para os pacientes é ruim e a sobrevida média após o diagnóstico varia de 6 meses a 1 ano. Isso ocorre devido à ineficácia das estratégias terapêuticas dos tratamentos atuais, pois esses tipos de tumores são altamente invasivos. Deste modo, novas estratégias terapêuticas são necessárias. Neste contexto surge a doxazosina (2 - {4 - [(2,3-dihidro-1,4-benzodioxano-2-il) carbonil] piperazina-1-il} -6,7-dimetoxiquinazolina-4amina, um composto quinazolínico pertencente à classe farmacológica dos antagonistas dos receptores adrenérgicos α1, amplamente utilizada na clínica para o tratamento de pressão arterial elevada, assim como no tratamento de retenção urinária relacionado com a hiperplasia benigna da próstata (BPH). O presente estudo avaliou os efeitos do tratamento com doxazosina em modelos experimentais de gliomas humano (U-138MG) e de rato (C6). Observamos que a doxazosina foi capaz de inibir a viabilidade na linhagem celular de glioma de rato C6. Além disso, o fármaco permaneceu estável no meio de cultura após 48 horas de incubação e foi captado pelas células de glioma C6, não apresentando efeito tóxico sobre as células não tumorais (cultura organotípica e cultura primária de astrócitos) em concentrações inferiores a 250µM. Os resultados mostraram que doxazosina foi capaz de diminuir a densidade celular e induzir a morte celular em ambas as linhagens (U-138MG e C6). Além disso, o fármaco induziu a diminuição da fosforilação das proteínas Akt e GSK-3β em 24 e 48hs de tratamento. São vários os possíveis mecanismos que possam estar associados com a ação da doxasozina, dentre eles apoptose, necrose, senescência e/ou autofagia. / Glioblastoma (GB) is the most frequent and most malignant human brain tumor. The prognosis for the patients with GB remains dismal, as median survival after diagnosis varies from 6 month to 1 year. This is largely due to the inability of current treatment strategies to address the highly invasive nature of this disease. Thus, new therapeutic strategies are needed. Doxazosin (2-{4-[(2,3-dihydro-1,4-benzodioxin-2yl)carbonyl]piperazin-1-yl}-6,7-dimethoxyquinazolin-4-amine, a quinazoline compound, is an selective α1-adrenoceptor antagonists, widely used for treatment of high blood pressure as well as in the treatment of urinary retention related with prostate benign hyperplasia (BPH). Doxazosin α1-adrenoceptor antagonists is a very promissing quinazoline drug, may represent chemical starting points to develop more potent death inducing agents free of α1-adrenoceptor antagonistic action and suitable for cancer treatment with minimal and well-tolerated side effects. Within this context, the present study was designed to evaluate the effects of doxazosin treatment in experimental models of gliomas. Doxazosin was able to viability inhibition of the C6 glioma cell line. Moreover, the drug seems to be stable in the culture medium after 48 hours of incubation and was taken up by C6 glioma cells and showed no toxic effect on non-tumor cells at concentrations below 250µM. The results showed that doxasozin was able to decrease cell density and induce cell death in both lineages. In addition, doxazosin induced the inactivation of Akt and of GSK-3β proteins after 24 and 48 hours. Taken together, our results show that doxazosin was able to significantly induce cells death of both, human and rat glioma lines (U-138MG and C6 respectively). The mechanisms associated with this effect involve apoptosis induction, necrosis, senescence or autophagy.

O metabolismo cerebral é altamente dependente da glicose, que é derivada a partir da circulação sanguínea e metabolizada pelos astrócitos e outras células neuronais, através de várias vias. A captação da glicose no cérebro não envolve transportadores de glicose insulino-dependentes; no entanto, esse hormônio afeta o fluxo de glicose do cérebro. Alterações nos níveis de S100B (uma proteína derivada de astrócitos) no líquido cefalorraquidiano têm sido associados a alterações no metabolismo da glicose; no entanto, não há evidência que a insulina modula o metabolismo da glicose e a secreção de S100B. Investigamos então o efeito da S100B no metabolismo da glicose, medindo a incorporação de 3H-glicose em dois modelos, em células de glioma C6 e fatias hipocampais agudas, investigando o efeito da insulina sobre a secreção de S100B. Os nossos resultados mostram que: (a) a S100B em níveis fisiológicos diminui a captação de glicose, através da via do receptor multiligante RAGE e através da ativação da via de sinalização da proteína-quinase / ERK, e que (b) insulina estimulada a secreção de S100B via sinalização de PI3K. Os nossos resultados indicam a existência de uma relação insulina-S100B na modulação de glicose no tecido cerebral, o que pode melhorar a nossa compreensão sobre o metabolismo da glicose em várias condições, tais como a cetose, demência induzida por estreptozotocina e exposição farmacológica aos antipsicóticos, onde as mudanças de sinalização da insulina e extracelular celular de S100 foram relatados. / Brain metabolism is highly dependent on glucose, which is derived from the blood circulation and metabolized by the astrocytes and other neural cells via several pathways. Glucose uptake in the brain does not involve insulin-dependent glucose transporters; however, this hormone does affect the brain’s glucose in flux. Changes in cerebrospinal fluid levels of S100B (an astrocyte-derived protein) have been associated with alterations in glucose metabolism; however, there is no evidence as to whether insulin modulates glucose metabolism and S100B secretion. Herein we investigated the effect of S100B on glucose metabolism, measuring 3H-glucose incorporation in two preparations, C6 glioma cells and acute hippocampal slices, and we also investigated the effect of insulin on S100B secretion. Our results showed that: (a) S100B at physiological levels decreases glucose uptake, through via the multiligand receptor RAGE and mitogen-activated protein kinase/ERK signaling, and that (b) insulin stimulated S100B secretion via PI3K signaling. Our findings indicate the existence of insulin-S100B modulated glucose utilization in the brain tissue, and may improved our understanding of glucose metabolism in several conditions such as ketosis, streptozotocin-induced dementia and pharmacological exposure to antipsychotics, where changes of insulin signaling and extracellular cellular of S100 have been reported.

Gliomas são os mais comuns e devastadores tumores primários do sistema nervoso central. Os nucleotídeos da adenina são moléculas sinalizadoras no meio extracelular, envolvidas em importantes condições fisiológicas e patológicas. O ATP, neurotransmissor excitatório, e a adenosina, neuromoduladora, entre outros efeitos, podem induzir proliferação celular em linhagens de gliomas. Os eventos induzidos pelos nucleotídeos extracelulares são controlados pela ação das E-NTPDases, que hidrolisam o ATP até adenosina extracelularmente. Recentes estudos epidemiológicos têm sugerido que os flavonóides derivados da dieta, em particular a quercetina, apresentam um papel benéfico em prevenir ou inibir a tumorigênese. Assim, primeiramente nós avaliamos o efeito antiproliferativo da quercetina em linhagem de glioma humano U138MG. O estudo demonstrou que este flavonóide induziu em cultura de gliomas: (1) diminuição da proliferação e da viabilidade celular; (2) morte celular via necrose e apoptose; (3) parada no ciclo celular na fase G2 e (4) diminuição do índice mitótico. Além disso, nós demonstramos que a quercetina, enquanto promoveu regressão tumoral, protegeu culturas organotípicas hipocampais do dano isquêmico. Em conjunto, esses dados sugerem que a quercetina exibe efeitos antiproliferativos direcionados para as células tumorais e reduzida citotoxicidade para células normais, características altamente desejáveis na quimioterapia. Dados do nosso laboratório demonstram que o metabolismo extracelular das purinas encontra-se alterado em linhagens de gliomas com relação a culturas de astrócitos, sugerindo que mudanças no sistema purinérgico podem ser uma característica dos gliomas que potencialmente podem contribuir para o seu fenótipo de malignidade. Assim, o passo seguinte desse trabalho foi investigar o perfil de secreção dos derivados da adenina, o metabolismo extracelular do AMP e a ação da quercetina sobre o sistema purinérgico. As culturas de glioma apresentaram secreção de ATP, o qual foi detectado em maiores níveis com relação as outras moléculas avaliadas, ADP, AMP, adenosina e inosina. O AMP extracelular foi eficientemente metabolizado pelos gliomas, demonstrando uma ecto-5’-NT/CD73 muito ativa. Adicionalmente, quercetina interagiu com o sistema purinérgico, inibindo não-competitivamente a atividade da ecto-5’-NT/CD73 e modulando negativamente a sua expressão. Nós sugerimos que a inibição da atividade da ecto-5’-NT/CD73 pode resultar em um decréscimo na disponibilidade de adenosina extracelular, uma promotora tumoral. Tal efeito pode estar correlacionado com a inibição da proliferação promovida pela quercetina nessa linhagem de glioma. Nossos dados sugerem que a quercetina pode ter uma função importante na inibição da proliferação dos gliomas, atuando em diferentes vias de sinalização, incluindo o sistema purinérgico. Assim, esse estudo abre novas perspectivas para as potenciais aplicações dos flavonóides na prevenção e tratamento de tumores cerebrais.