Existe um grande interesse das indústrias farmacêuticas em encontrar um tratamento adequado para os pacientes com câncer que apresentaram resistência aos medicamentos comumente utilizados para o combate dessa neoplasia. Sendo assim, se faz necessário a busca de novos marcadores genéticos que estejam associados à predisposição do paciente a reagir ao efeito da droga de maneira diferente do esperado. Para isso, vários estudos vêm sendo desenvolvidos, baseados nos medicamentos anticancerígenos. Entre esses medicamentos podemos destacar os agentes quimioterápicos a base de platina, como a carboplatina, cisplatina, oxaliplatina e a nedaplatina, que agem eliminando as células cancerosas através da formação de adutos nas bases de purina do DNA nuclear e a rebecamicina, um antitumoral que possui a capacidade de inibir a ação catalítica das topoisomerases I, ainda em teste clínico. Desse modo, este estudo teve a perspectiva de encontrar mutantes de leveduras resistentes a carboplatina e análogos de rebecamicina. Como resultado, identificamos 19 genes associados à resistência a carboplatina, sendo que 6 deles possuem genes ortólogos em humanos associados principalmente ao mecanismo de reparo de DNA e ao transporte celular. Foram também identificadas 9 linhagens que estavam associadas a sensibilidade a carboplatina sendo que 3 delas possuem deleções em genes com ortólogos humanos, que estão associados ao transporte endossomal, ao ribossomo e ao bloqueio do ciclo celular na fase G1. Na busca por um novo composto antitumoral derivado de rebecamicina, identificamos Reb C como um análogo promissor, já que apresentou 9 genes associados a resistência, dos quais 2 deles possuem ortólogos humanos relacionados ao ribossomo e ao proteassoma / There is a strong interest from pharmaceutical companies in finding an appropriate treatment for patients with cancer who had resistance to drugs commonly used to fight this disease. Therefore, it is necessary to search for new genetic markers that are associated with the patient\'s predisposition to react to the drug differently than expected. Aiming this, several studies have been developed based on anticancer drugs. Among these drugs can be highlighted the chemotherapeutic agents based on platinum, such as carboplatin, cisplatin, oxaliplatin and nedaplatin, which act by eliminating cancer cells through the formation of adducts with the purine bases of nuclear DNA and the rebeccamycin, an antitumor that has the ability to inhibit the catalytic action of topoisomerase I, still in clinical trial. This study aimed to find yeast resistant mutants to carboplatin and rebeccamycin analogs. As a result, we identified 19 genes associated with resistance to carboplatin, 6 of them presenting orthologous genes in humans, which are mainly associated to the mechanism of DNA repair and to cellular transport. 9 strains were also identified which are associated with carboplatin sensitivity, 3 possessing their orthologous in humans associated with endosomal transport, ribosome and cell cycle arrest in the G1 phase. In a search for a new antitumor compound derived from rebeccamycin, we identified the Reb C analog as promising, since it featured nine genes associated with resistance to it, among 2 of them have human counterparts related to the ribosome and the proteasome.

Existe um grande interesse das indústrias farmacêuticas em encontrar um tratamento adequado para os pacientes com câncer que apresentaram resistência aos medicamentos comumente utilizados para o combate dessa neoplasia. Sendo assim, se faz necessário a busca de novos marcadores genéticos que estejam associados à predisposição do paciente a reagir ao efeito da droga de maneira diferente do esperado. Para isso, vários estudos vêm sendo desenvolvidos, baseados nos medicamentos anticancerígenos. Entre esses medicamentos podemos destacar os agentes quimioterápicos a base de platina, como a carboplatina, cisplatina, oxaliplatina e a nedaplatina, que agem eliminando as células cancerosas através da formação de adutos nas bases de purina do DNA nuclear e a rebecamicina, um antitumoral que possui a capacidade de inibir a ação catalítica das topoisomerases I, ainda em teste clínico. Desse modo, este estudo teve a perspectiva de encontrar mutantes de leveduras resistentes a carboplatina e análogos de rebecamicina. Como resultado, identificamos 19 genes associados à resistência a carboplatina, sendo que 6 deles possuem genes ortólogos em humanos associados principalmente ao mecanismo de reparo de DNA e ao transporte celular. Foram também identificadas 9 linhagens que estavam associadas a sensibilidade a carboplatina sendo que 3 delas possuem deleções em genes com ortólogos humanos, que estão associados ao transporte endossomal, ao ribossomo e ao bloqueio do ciclo celular na fase G1. Na busca por um novo composto antitumoral derivado de rebecamicina, identificamos Reb C como um análogo promissor, já que apresentou 9 genes associados a resistência, dos quais 2 deles possuem ortólogos humanos relacionados ao ribossomo e ao proteassoma / There is a strong interest from pharmaceutical companies in finding an appropriate treatment for patients with cancer who had resistance to drugs commonly used to fight this disease. Therefore, it is necessary to search for new genetic markers that are associated with the patient\'s predisposition to react to the drug differently than expected. Aiming this, several studies have been developed based on anticancer drugs. Among these drugs can be highlighted the chemotherapeutic agents based on platinum, such as carboplatin, cisplatin, oxaliplatin and nedaplatin, which act by eliminating cancer cells through the formation of adducts with the purine bases of nuclear DNA and the rebeccamycin, an antitumor that has the ability to inhibit the catalytic action of topoisomerase I, still in clinical trial. This study aimed to find yeast resistant mutants to carboplatin and rebeccamycin analogs. As a result, we identified 19 genes associated with resistance to carboplatin, 6 of them presenting orthologous genes in humans, which are mainly associated to the mechanism of DNA repair and to cellular transport. 9 strains were also identified which are associated with carboplatin sensitivity, 3 possessing their orthologous in humans associated with endosomal transport, ribosome and cell cycle arrest in the G1 phase. In a search for a new antitumor compound derived from rebeccamycin, we identified the Reb C analog as promising, since it featured nine genes associated with resistance to it, among 2 of them have human counterparts related to the ribosome and the proteasome.

O câncer é uma das principais causas de mortalidade em todo o mundo. O envelhecimento da população mundial, especialmente nos países em desenvolvimento, indica que esse índice tende a aumentar a cada ano. Como o câncer é uma doença complexa, uma melhor compreensão dos mecanismos moleculares envolvidos na carcinogênese e na resposta aos tratamentos atuais são essenciais para mudar esse cenário. Gemcitabina e rebecamicina são moléculas que apresentam atividade antitumoral, sendo que a primeira é usada como agente único no tratamento de adenocarcinoma pancreático, ou em conjunto com outras drogas em vários tipos de câncer, enquanto que alguns análogos da segunda já foram utilizados em testes clínicos de fase II em câncer de mama e pulmão. A gemcitabina é um análogo de desoxicitidina que interrompe a síntese de DNA, além de apresentar efeito inibitório sobre várias proteínas, como ribonucleotídeo redutase. A rebecamicina e vários de seus análogos são indolocarbazóis que incluem moléculas intercalantes de DNA, além de inibidores da topoisomerase I e de algumas proteína quinases, como PKC e Chk1. Alguns indolocarbazóis apresentam também importante atividade antimicrobiana. Os mecanismos de resistência a essas drogas são pouco conhecidos e alguns já foram sugeridos; porém, ainda não há consenso sobre as vias celulares envolvidas. A proposta desse trabalho foi identificar genes associados às respostas a gemcitabina e análogos de rebecamicina, usando Saccharomyces cerevisiae como modelo celular. Avaliamos a atividade biológica de nove análogos de rebecamicina sintéticos, destacando o composto mais promissor para estudos mais aprofundados. Por meio de análise direta de fenótipo em escala genômica, identificamos genes cuja deleção resulta em hipersensibilidade ao análogo de rebecamicina, dentre eles um sensor de estresse relacionado à via Pkc1/Mpk1 quinase (SLG1), uma lisina deacetilase (RPD3) e uma lisina demetilase (JHD2). Esses três genes estão relacionados a uma maior atividade de proteínas de resistência multidroga, sugerindo que diversas vias regulatórias são importantes na resposta a indolocarbazóis. Também verificamos, por análise quantitativa de fenótipo (ensaio Bar-Seq), que a deleção de genes com funções atualmente pouco relacionadas à gemcitabina conferiam maior sensibilidade a droga, como uma arginina metiltransferase (HMT1) e uma subunidade do complexo Cop9 sinalossomo (CSI1), o qual está relacionado a regulação da atividade de diversas proteínas, incluindo ribonucleotídeo redutase. Em conjunto, nossos resultados demonstram que vias ainda não relacionadas a resposta a esses compostos podem ser de grande contribuição para a compreensão dos mecanismos de resistência aos mesmos, auxiliando no desenvolvimento de novos tratamentos e fármacos. / Cancer is one of the main causes of death throughout the world. Population aging, especially in developing countries, points to an increase in cancer incidence over the coming years. As cancer is a complex disease, a better understanding of the mechanisms involved in carcinogenesis and in the current treatments is essential to change this scenario. Gemcitabine and rebeccamycin are molecules that present antitumoral activity. The first one is currently used as a single agent in pancreatic cancer treatment or in combination with other drugs in several types of cancer, while analogs of the second have been tested in phase II clinical trials in breast and lung cancers. Gemcitabine is a deoxycytidine analog that inhibits DNA synthesis, and also presents inhibitory effects over several proteins, such as ribonucleotide reductase. Rebeccamycin and its analogs are indolocarbazoles which include DNA intercalant molecules, as well as topoisomerase I and protein kinase inhibitors, such as PKC and Chk1. The mechanisms related to the resistance to these drugs are poorly understood and some of them have been suggested; even though, there is no consensus about the cellular pathways involved. The aim of this work was to identify genes associated to the response to gemcitabine and rebeccamycin analogs using Saccharomyces cerevisiae as a model cell. We evaluated the biological activity of nine synthetic rebeccamycin analogs, selecting the most promising compound for deeper studies. In a genome-wide qualitative phenotypic analysis, we have identified genes whose disruption resulted in hypersensitivity to the rebeccamycin analog. Among them, we found a stress-sensor involved in Pkc1/Mpk1 kinase pathway (SLG1), a lysine deacetylase (RPD3) and a lysine demethylase (JHD2). These three genes are related to an increased multidrug resistance activity, suggesting that several regulatory pathways play a role in the response to indolocarbazoles. We also found, by means of a quantitative phenotypic analysis (Bar-Seq assay), increased sensitivity to gemcitabine in null-mutants of genes whose functions are currently poorly related to the drug, like an arginine methyltransferase (HMT1) and a subunit of Cop9 signalosome complex (CSI1), which is related to activity regulation of several enzymes, including ribonucleotide reductase. Together, our results show that pathways which were previously unrelated to the response to these compounds can be useful for a better understanding of their resistance mechanisms, providing insights into new drug development and therapy.

O câncer é uma das principais causas de mortalidade em todo o mundo. O envelhecimento da população mundial, especialmente nos países em desenvolvimento, indica que esse índice tende a aumentar a cada ano. Como o câncer é uma doença complexa, uma melhor compreensão dos mecanismos moleculares envolvidos na carcinogênese e na resposta aos tratamentos atuais são essenciais para mudar esse cenário. Gemcitabina e rebecamicina são moléculas que apresentam atividade antitumoral, sendo que a primeira é usada como agente único no tratamento de adenocarcinoma pancreático, ou em conjunto com outras drogas em vários tipos de câncer, enquanto que alguns análogos da segunda já foram utilizados em testes clínicos de fase II em câncer de mama e pulmão. A gemcitabina é um análogo de desoxicitidina que interrompe a síntese de DNA, além de apresentar efeito inibitório sobre várias proteínas, como ribonucleotídeo redutase. A rebecamicina e vários de seus análogos são indolocarbazóis que incluem moléculas intercalantes de DNA, além de inibidores da topoisomerase I e de algumas proteína quinases, como PKC e Chk1. Alguns indolocarbazóis apresentam também importante atividade antimicrobiana. Os mecanismos de resistência a essas drogas são pouco conhecidos e alguns já foram sugeridos; porém, ainda não há consenso sobre as vias celulares envolvidas. A proposta desse trabalho foi identificar genes associados às respostas a gemcitabina e análogos de rebecamicina, usando Saccharomyces cerevisiae como modelo celular. Avaliamos a atividade biológica de nove análogos de rebecamicina sintéticos, destacando o composto mais promissor para estudos mais aprofundados. Por meio de análise direta de fenótipo em escala genômica, identificamos genes cuja deleção resulta em hipersensibilidade ao análogo de rebecamicina, dentre eles um sensor de estresse relacionado à via Pkc1/Mpk1 quinase (SLG1), uma lisina deacetilase (RPD3) e uma lisina demetilase (JHD2). Esses três genes estão relacionados a uma maior atividade de proteínas de resistência multidroga, sugerindo que diversas vias regulatórias são importantes na resposta a indolocarbazóis. Também verificamos, por análise quantitativa de fenótipo (ensaio Bar-Seq), que a deleção de genes com funções atualmente pouco relacionadas à gemcitabina conferiam maior sensibilidade a droga, como uma arginina metiltransferase (HMT1) e uma subunidade do complexo Cop9 sinalossomo (CSI1), o qual está relacionado a regulação da atividade de diversas proteínas, incluindo ribonucleotídeo redutase. Em conjunto, nossos resultados demonstram que vias ainda não relacionadas a resposta a esses compostos podem ser de grande contribuição para a compreensão dos mecanismos de resistência aos mesmos, auxiliando no desenvolvimento de novos tratamentos e fármacos. / Cancer is one of the main causes of death throughout the world. Population aging, especially in developing countries, points to an increase in cancer incidence over the coming years. As cancer is a complex disease, a better understanding of the mechanisms involved in carcinogenesis and in the current treatments is essential to change this scenario. Gemcitabine and rebeccamycin are molecules that present antitumoral activity. The first one is currently used as a single agent in pancreatic cancer treatment or in combination with other drugs in several types of cancer, while analogs of the second have been tested in phase II clinical trials in breast and lung cancers. Gemcitabine is a deoxycytidine analog that inhibits DNA synthesis, and also presents inhibitory effects over several proteins, such as ribonucleotide reductase. Rebeccamycin and its analogs are indolocarbazoles which include DNA intercalant molecules, as well as topoisomerase I and protein kinase inhibitors, such as PKC and Chk1. The mechanisms related to the resistance to these drugs are poorly understood and some of them have been suggested; even though, there is no consensus about the cellular pathways involved. The aim of this work was to identify genes associated to the response to gemcitabine and rebeccamycin analogs using Saccharomyces cerevisiae as a model cell. We evaluated the biological activity of nine synthetic rebeccamycin analogs, selecting the most promising compound for deeper studies. In a genome-wide qualitative phenotypic analysis, we have identified genes whose disruption resulted in hypersensitivity to the rebeccamycin analog. Among them, we found a stress-sensor involved in Pkc1/Mpk1 kinase pathway (SLG1), a lysine deacetylase (RPD3) and a lysine demethylase (JHD2). These three genes are related to an increased multidrug resistance activity, suggesting that several regulatory pathways play a role in the response to indolocarbazoles. We also found, by means of a quantitative phenotypic analysis (Bar-Seq assay), increased sensitivity to gemcitabine in null-mutants of genes whose functions are currently poorly related to the drug, like an arginine methyltransferase (HMT1) and a subunit of Cop9 signalosome complex (CSI1), which is related to activity regulation of several enzymes, including ribonucleotide reductase. Together, our results show that pathways which were previously unrelated to the response to these compounds can be useful for a better understanding of their resistance mechanisms, providing insights into new drug development and therapy.

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Τα ινδολοκαρβαζόλια είναι αλκαλοειδή και παρουσιάζουν ενα ευρύ φάσμα βιολογικών ιδιοτήτων, όπως αντιβακτηριακές, αντιμυκησιακές, αντιικές, υποτασικές, νευροπροστατευτικές ιδιότητες. Όμως η σημαντικότερη δράση τους είναι η αντικαρκινική. Η εργασία αυτή είναι ένα review των συνθετικών μεθόδων και των βιολογικών ιδιοτήτων των ινδολοκαρβαζολίων. Επίσης σχολιάζονται η βιοσύνθεσή τους, παράγωγες ενώσεις των ινδολοκαρβαζολίων αλλά και υποψήφια φάρμακα με δομή ινδοκαρβαζολίου. / Indolocarbazoles are alkaloids which display a wide range of biological properties including antibacterial, antifungal, hypotensive and neuroprotective properties. Their greatest interest is their antitumour properties. This is a review of the synthetic methods and biological properties of indolocarbazoles. Τheir biosynthesis, their derivatives and possible drugs are also included.