Oxisteróis são derivados oxigenados do colesterol que podem ser formados por autoxidação ou por atividade de enzimas específicas. Eles apresentam inúmeras atividades biológicas, incluindo inibição da proliferação celular e citotoxicidade. Dentre os oxisteróis, 7-cetocolesterol (7-KC), que difere do colesterol por apresentar um grupamento cetônico no carbono 7, é conhecido por induzir morte celular por diferentes vias. Neste projeto de pesquisa pretendemos avaliar o uso de uma emulsão lipídica contendo oxisterol (OXLE) como veículo para entrega de 7-KC a células tumorais. Os efeitos tóxicos de OXLE foram avaliados nas linhagem celulares RPMI 8226 (mieloma múltiplo) e B16F10 (melanoma). As células foram tratadas com: a) uma emulsão conhecida por atuar funcionalmente como a LDL (LDE); b) OXLE (75 uM até 225 uM de 7-KC); c) 7-KC (100 uM). As distribuições das células nas diferentes fases do ciclo de duplicação celulares foram analisadas por citometria de fluxo com iodeto de propídio. Todos os tratamentos, nestas concentrações, levaram a acúmulo das células de mieloma na fase proliferativa do ciclo celular. Para analisar a resposta apoptótica, nos utilizamos o fluorocromo JC-1, que mede o potencial transmembranar mitocondrial. Ambas a linhagens celulares, quando tratadas com OXLE, apresentaram hiperpolarização do potencial transmembranar associado com progressivo decrescimento do mesmo. Os resultados mostram que os grupos OXLE e 7-KC induziram a uma morte massiva das células de mieloma. OXLE induziu um efeito citostático nas células de melanoma, caracterizadas por alterações de morfologia, com um aumento na polimerização das fibras de actina, hiperpolarização seguida de perda do potencial transmitocondrial (apoptose associada à despolarização) , presença de vacúolos autofágicos como figuras de mielina (morte celular programada do tipo II - Autofagia); e impossibilitando as células de fazer a citocinese, determinado pelo aparecimento de uma população de células poliplóides. Nossos resultados indicam que esta nova emulsão contendo um oxisterol em sua formulação não é apenas um veículo para moléculas hidrofóbicas, mas pode atuar como agente cistotático/citotóxico. A morte mediada por OXLE possui características de apoptose e autofagia. Estes resultados são promissores e o possível use de OXLE in vivo necessita de futuras investigações. / Oxysterols are oxygenated derivatives of cholesterol that may be formed by autoxidation or by action of specific enzymes. They exhibit a number of biologic activities including inhibition of cellular proliferation and cytotoxicity. Among oxysterols, 7-ketocholesterol (7-KC), that differs form cholesterol by a functional ketone group at C7, is known to induce cell death by different ways. Herein we evaluated the use of an oxysterol-containing lipid emulsion(OXLE) as a vehicle to deliver 7-KC to tumor cells. OXLE was evaluated regarding its toxicity on RPMI 8226 (multiple myeloma) and B16F10 (melanoma) cell lines. Cells were treated with: a) an emulsion known to act functionally as LDL (LDE); b) OXLE (75 uM to 225uM of 7KC); c) 7KC (100uM). The distribution of cells in the different phases of cell cycle was analyzed by flow cytometry with propidium iodide. All treatments, according to the concentrations, led the myeloma cells to an arrest in the proliferative phases of the cell cycle. To analyze the apoptotic response, we then used a fluorochrome (JC-1), which measures the mitochondrial transmembrane potential. Both cell lines when treated with OXLE had a hyperpolarization of the transmembrane potential that decrease progressively. The results showed that exposure to either OXLE or 7-KC induced a massive death of myeloma cells. OXLE had an cytostatic effect on melanoma cells characterized by morphologic alterations as increased polymerization of actin fibers; hyperpolarization followed by a dissipation of the mitochondrial transmembrane potential (apoptosis-associated depolarization); presence of IX autophagic vacuoles as myelin figures (programmed cell death type II - Autophagy); and impaired cytokinesis, as determined by the emergence of a polyploid population. Our results indicated that this new oxysterol-containing emulsion is not only a carrier for hydrophobic molecules, but it can act itself as a cytostatic/cytotoxic agent. Cell death mediated by OXLE have both apoptosis and autophagy characteristics. These results are promising and the possible use of OxLE in vivo warrants further investigation

Produtos de glicação avançada (AGE) alteram o metabolismo de lípides e, em especial, o efluxo de colesterol de macrófagos, por meio da redução dos receptores ABCA-1 e ABCG-1. Isto prejudica o transporte reverso de colesterol, sistema que favorece o fluxo de colesterol de macrófagos arteriais ao fígado, permitindo sua excreção na bile e eliminação fecal. Óxidos de colesterol modulam favoravelmente a homeostase lipídica em macrófagos e favorecem o transporte reverso de colesterol, embora o acúmulo de 7-cetocolesterol, 7-hidroxicolesterol e 7-hidroxicolesterol associe-se à aterogênese e morte celular. Neste estudo, avaliou-se o efeito do tratamento com glicolaldeído (GAD; oxoaldeído que induz rápida geração intracelular de AGE), em macrófagos sobrecarregados com LDL oxidada e incubados com HDL ou HDL e indutor de LXR (T0901317) sobre: 1) a distribuição seletiva de óxidos de colesterol e o conteúdo total de esteróis intracelulares e 2) o conteúdo de ABCA-1 e ABCG-1. Colesterol total e os diversos subtipos de óxidos de colesterol foram determinados por cromatografia a gás acoplada à espectrômetro de massa. O conteúdo dos receptores de HDL (ABCA-1 e ABCG-1) foi avaliado por imunoblot. Em macrófagos controles (C), a adição de HDL ou HDL + T0901317 promoveu redução no conteúdo de esteróis totais (colesterol + óxidos de colesterol), colesterol e 7-cetocolesterol. No entanto, isto não foi observado em macrófagos GAD. Nas diversas condições experimentais, não houve diferença no conteúdo intracelular dos outros subtipos de óxidos de colesterol, em células C e GAD. Macrófagos GAD apresentaram menor conteúdo de ABCA-1 (45%), quando comparados aos macrófagos C, mesmo após adição de HDL ou HDL + T0901317. O conteúdo de ABCG-1 foi 36,6% menor em macrófagos GAD, na presença de HDL, em comparação às células C. Em conclusão, em macrófagos sobrecarregados com LDL oxidada, o tratamento com glicolaldeído diminui a exportação celular de colesterol e 7-cetocolesterol, mediada pela HDL. Isto é decorrente do menor conteúdo dos receptores ABCA-1 e ABCG-1 em macrófagos tratados com glicolaldeído, e pode contribuir para o desenvolvimento de aterosclerose no diabete melito / Advanced glycation end products (AGE) alter lipid metabolism and reduce the macrophage expression of ABCA-1 and ABCG-1 which impairs the reverse cholesterol transport, a system that drives cholesterol from arterial wall macrophages to the liver, allowing its excretion into the bile and feces. Oxysterols favors lipid homeostasis in macrophages and drive the reverse cholesterol transport, although the accumulation of 7-ketocholesterol, 7- hydroxycholesterol and 7- hydroxycholesterol is related to atherogenesis and cell death. We evaluated the effect of glycolaldehyde treatment (GAD; oxoaldehyde that induces a fast formation of intracellular AGE) in macrophages overloaded with oxidized LDL and incubated with HDL alone or HDL plus LXR agonist (T0901317) in: 1) the intracellular content of oxysterols and total sterols and 2) the contents of ABCA-1 and ABCG-1. Total cholesterol and oxysterol subspecies were determined by gas chromatography/mass spectrometry and HDL receptors content by immunoblot. In control macrophages (C), incubation with HDL or HDL + T0901317 reduced the intracellular content of total sterols (total cholesterol + oxysterols), cholesterol and 7-ketocholesterol, which was not observed in GAD macrophages. In all experimental conditions no changes were found in the intracellular content of other oxysterol subspecies comparing C and GAD macrophages. GAD macrophages presented a 45% reduction in ABCA-1 protein level as compared to C cells, even after the addition of HDL or HDL + T0901317. The content of ABCG-1 was 36.6% reduced in GAD macrophages in the presence of HDL as compared to C macrophages. In conclusion, in macrophages overloaded with oxidized LDL, glycolaldehyde treatment reduces the HDL-mediated cholesterol and 7-ketocholesterol efflux which is ascribed to the reduction in ABCA-1 and ABCG-1 protein level. This may contribute to atherosclerosis in diabetes mellitus

Produtos de glicação avançada (AGE) alteram o metabolismo de lípides e, em especial, o efluxo de colesterol de macrófagos, por meio da redução dos receptores ABCA-1 e ABCG-1. Isto prejudica o transporte reverso de colesterol, sistema que favorece o fluxo de colesterol de macrófagos arteriais ao fígado, permitindo sua excreção na bile e eliminação fecal. Óxidos de colesterol modulam favoravelmente a homeostase lipídica em macrófagos e favorecem o transporte reverso de colesterol, embora o acúmulo de 7-cetocolesterol, 7-hidroxicolesterol e 7-hidroxicolesterol associe-se à aterogênese e morte celular. Neste estudo, avaliou-se o efeito do tratamento com glicolaldeído (GAD; oxoaldeído que induz rápida geração intracelular de AGE), em macrófagos sobrecarregados com LDL oxidada e incubados com HDL ou HDL e indutor de LXR (T0901317) sobre: 1) a distribuição seletiva de óxidos de colesterol e o conteúdo total de esteróis intracelulares e 2) o conteúdo de ABCA-1 e ABCG-1. Colesterol total e os diversos subtipos de óxidos de colesterol foram determinados por cromatografia a gás acoplada à espectrômetro de massa. O conteúdo dos receptores de HDL (ABCA-1 e ABCG-1) foi avaliado por imunoblot. Em macrófagos controles (C), a adição de HDL ou HDL + T0901317 promoveu redução no conteúdo de esteróis totais (colesterol + óxidos de colesterol), colesterol e 7-cetocolesterol. No entanto, isto não foi observado em macrófagos GAD. Nas diversas condições experimentais, não houve diferença no conteúdo intracelular dos outros subtipos de óxidos de colesterol, em células C e GAD. Macrófagos GAD apresentaram menor conteúdo de ABCA-1 (45%), quando comparados aos macrófagos C, mesmo após adição de HDL ou HDL + T0901317. O conteúdo de ABCG-1 foi 36,6% menor em macrófagos GAD, na presença de HDL, em comparação às células C. Em conclusão, em macrófagos sobrecarregados com LDL oxidada, o tratamento com glicolaldeído diminui a exportação celular de colesterol e 7-cetocolesterol, mediada pela HDL. Isto é decorrente do menor conteúdo dos receptores ABCA-1 e ABCG-1 em macrófagos tratados com glicolaldeído, e pode contribuir para o desenvolvimento de aterosclerose no diabete melito / Advanced glycation end products (AGE) alter lipid metabolism and reduce the macrophage expression of ABCA-1 and ABCG-1 which impairs the reverse cholesterol transport, a system that drives cholesterol from arterial wall macrophages to the liver, allowing its excretion into the bile and feces. Oxysterols favors lipid homeostasis in macrophages and drive the reverse cholesterol transport, although the accumulation of 7-ketocholesterol, 7- hydroxycholesterol and 7- hydroxycholesterol is related to atherogenesis and cell death. We evaluated the effect of glycolaldehyde treatment (GAD; oxoaldehyde that induces a fast formation of intracellular AGE) in macrophages overloaded with oxidized LDL and incubated with HDL alone or HDL plus LXR agonist (T0901317) in: 1) the intracellular content of oxysterols and total sterols and 2) the contents of ABCA-1 and ABCG-1. Total cholesterol and oxysterol subspecies were determined by gas chromatography/mass spectrometry and HDL receptors content by immunoblot. In control macrophages (C), incubation with HDL or HDL + T0901317 reduced the intracellular content of total sterols (total cholesterol + oxysterols), cholesterol and 7-ketocholesterol, which was not observed in GAD macrophages. In all experimental conditions no changes were found in the intracellular content of other oxysterol subspecies comparing C and GAD macrophages. GAD macrophages presented a 45% reduction in ABCA-1 protein level as compared to C cells, even after the addition of HDL or HDL + T0901317. The content of ABCG-1 was 36.6% reduced in GAD macrophages in the presence of HDL as compared to C macrophages. In conclusion, in macrophages overloaded with oxidized LDL, glycolaldehyde treatment reduces the HDL-mediated cholesterol and 7-ketocholesterol efflux which is ascribed to the reduction in ABCA-1 and ABCG-1 protein level. This may contribute to atherosclerosis in diabetes mellitus

Oxisteróis são derivados oxigenados do colesterol que podem ser formados por autoxidação ou por atividade de enzimas específicas. Eles apresentam inúmeras atividades biológicas, incluindo inibição da proliferação celular e citotoxicidade. Dentre os oxisteróis, 7-cetocolesterol (7-KC), que difere do colesterol por apresentar um grupamento cetônico no carbono 7, é conhecido por induzir morte celular por diferentes vias. Neste projeto de pesquisa pretendemos avaliar o uso de uma emulsão lipídica contendo oxisterol (OXLE) como veículo para entrega de 7-KC a células tumorais. Os efeitos tóxicos de OXLE foram avaliados nas linhagem celulares RPMI 8226 (mieloma múltiplo) e B16F10 (melanoma). As células foram tratadas com: a) uma emulsão conhecida por atuar funcionalmente como a LDL (LDE); b) OXLE (75 uM até 225 uM de 7-KC); c) 7-KC (100 uM). As distribuições das células nas diferentes fases do ciclo de duplicação celulares foram analisadas por citometria de fluxo com iodeto de propídio. Todos os tratamentos, nestas concentrações, levaram a acúmulo das células de mieloma na fase proliferativa do ciclo celular. Para analisar a resposta apoptótica, nos utilizamos o fluorocromo JC-1, que mede o potencial transmembranar mitocondrial. Ambas a linhagens celulares, quando tratadas com OXLE, apresentaram hiperpolarização do potencial transmembranar associado com progressivo decrescimento do mesmo. Os resultados mostram que os grupos OXLE e 7-KC induziram a uma morte massiva das células de mieloma. OXLE induziu um efeito citostático nas células de melanoma, caracterizadas por alterações de morfologia, com um aumento na polimerização das fibras de actina, hiperpolarização seguida de perda do potencial transmitocondrial (apoptose associada à despolarização) , presença de vacúolos autofágicos como figuras de mielina (morte celular programada do tipo II - Autofagia); e impossibilitando as células de fazer a citocinese, determinado pelo aparecimento de uma população de células poliplóides. Nossos resultados indicam que esta nova emulsão contendo um oxisterol em sua formulação não é apenas um veículo para moléculas hidrofóbicas, mas pode atuar como agente cistotático/citotóxico. A morte mediada por OXLE possui características de apoptose e autofagia. Estes resultados são promissores e o possível use de OXLE in vivo necessita de futuras investigações. / Oxysterols are oxygenated derivatives of cholesterol that may be formed by autoxidation or by action of specific enzymes. They exhibit a number of biologic activities including inhibition of cellular proliferation and cytotoxicity. Among oxysterols, 7-ketocholesterol (7-KC), that differs form cholesterol by a functional ketone group at C7, is known to induce cell death by different ways. Herein we evaluated the use of an oxysterol-containing lipid emulsion(OXLE) as a vehicle to deliver 7-KC to tumor cells. OXLE was evaluated regarding its toxicity on RPMI 8226 (multiple myeloma) and B16F10 (melanoma) cell lines. Cells were treated with: a) an emulsion known to act functionally as LDL (LDE); b) OXLE (75 uM to 225uM of 7KC); c) 7KC (100uM). The distribution of cells in the different phases of cell cycle was analyzed by flow cytometry with propidium iodide. All treatments, according to the concentrations, led the myeloma cells to an arrest in the proliferative phases of the cell cycle. To analyze the apoptotic response, we then used a fluorochrome (JC-1), which measures the mitochondrial transmembrane potential. Both cell lines when treated with OXLE had a hyperpolarization of the transmembrane potential that decrease progressively. The results showed that exposure to either OXLE or 7-KC induced a massive death of myeloma cells. OXLE had an cytostatic effect on melanoma cells characterized by morphologic alterations as increased polymerization of actin fibers; hyperpolarization followed by a dissipation of the mitochondrial transmembrane potential (apoptosis-associated depolarization); presence of IX autophagic vacuoles as myelin figures (programmed cell death type II - Autophagy); and impaired cytokinesis, as determined by the emergence of a polyploid population. Our results indicated that this new oxysterol-containing emulsion is not only a carrier for hydrophobic molecules, but it can act itself as a cytostatic/cytotoxic agent. Cell death mediated by OXLE have both apoptosis and autophagy characteristics. These results are promising and the possible use of OxLE in vivo warrants further investigation