MOUSINHO, Kristiana Cerqueira. Estudo do potencial anticâncer de um derivado de Chalcona, 1-(4-Nitrofenil)-3-Fenilprop-2-En-1-Ona, in vitro e in vivo. 2010. 170 f. Tese (Doutorado em Farmacologia) - Universidade Federal do Ceará. Faculdade de Medicina, Fortaleza, 2010. / Submitted by denise santos (denise.santos@ufc.br) on 2013-09-11T13:50:16Z No. of bitstreams: 1 2012_tese_kcmousinho.pdf: 6059203 bytes, checksum: 15a549b1f793c7ea358dc9fbab7fb2cb (MD5) / Approved for entry into archive by denise santos(denise.santos@ufc.br) on 2013-09-11T16:40:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_tese_kcmousinho.pdf: 6059203 bytes, checksum: 15a549b1f793c7ea358dc9fbab7fb2cb (MD5) / Made available in DSpace on 2013-09-11T16:40:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_tese_kcmousinho.pdf: 6059203 bytes, checksum: 15a549b1f793c7ea358dc9fbab7fb2cb (MD5) Previous issue date: 2010 / The substance 1- (4-Nitrofenil)-3- fenilprop-2- en-1-ona (CG) is a chalcone derivative, synthesized from a chemical reaction between acetophenone and p-nitro benzaldehyde. To evaluate its anticancer potential a pharmacological study of its antitumor properties in selected biological models in vitro e in vivo. CG presented a powerful cytotoxic activity in the 5 tested tumor lines evaluated, inhibiting cell proliferation of the tumor lines in the MTT assay and human peripheral mononuclear blood cells (PMBC) through the Alamar Blue assay. All cell lines showed sensitivity to the treatment with the CG, and the IC50 varied from 1,18 µM in HCT-8 to 3,32 µM in SF-295. The sample presented weak cytotoxic effect (IC50 of 7,07 µM) in cells PMBC, with 72h exposure to CG, compared to HL-60 cells (leukemic cell line), used in the next biological tests. The sample was incubated with the cells during 24h for the majority of the experiments. Additionally, CG did not induce hemolytic effects. The Tripan Blue assay showed a decrease of the cellular viability especially after 24h of incubation of the higher tested concentration (4 µM) with 58,4%. In assays for antiproliferative activity, OA/BE showed in its morphology cells going under apoptosis in the two higher concentrations, whereas the BrdU assay, presented incorporation of the same in the tested concentrations. The morphology analyzed with the May-Grunwald-Giemsa stain showed a decrease of the cellular volume, chromatin condensation and nuclear fragmentation.CG induced apoptosis in HL-60 cells, with participation of the intrinsic pathway and major stimulation of the extrinsic pathway, in a concentration-dependent manner, as observed in the cytoplasmatic membrane integrity, increase of DNA fragmentation and outsourcing of phosphatidylserine. In the cellular cycle analysis, it was observed a stop in the G2/M phase, activating caspases 3, 7, 8 and 9 (the last one in the highest concentration and confirmed by the Western blot assay). It was not observed activation of Cytochrome c. CG was not capable to induce mutagenic/genotoxic processes (comet assay and micronucleus in vitro). In the in vivo antitumor activity assay, tumor inhibition was observed in the tested doses (25 and 50mg/Kg/day, oral intake) of 54,85 and 69,11%, respectively . The doses of CG caused cellular swelling and the arise of inflammatory focus in the parenchyma or hepatic/renal stroma, focal nephrotoxic necrosis, microvesicular steatosis, hemosiderin pigments, hyperplasia of Kupffer cells, congestion of the red pulp and disorganization of the splenic lymphoid follicles. Furthermore, the biochemical indices had shown increase of AST and reduction of urea (25mg/Kg/day of CG), reduction of ALT (25mg/Kg/day of 5-FU and CG); hematologic alterations showed leukopenia and thrombocytopenia (5-FU), increase of total leukocytes (50mg/Kg/day of CG), increase of neutrophils and lymphocytes in all treated groups. All results led us to emphasize that CG possesses great potential as a promising molecule for its anticancer properties. / A substância 1-(4-Nitrofenil)-3-fenilprop-2-en-1-ona (CG) é um derivado de chalcona, sintetizado a partir da reação química entre a acetofenona e para-nitro benzaldeído. Para avaliar o seu potencial anticâncer foi realizado um estudo farmacológico de suas propriedades antitumorais em vários modelos biológicos in vitro e in vivo. A CG apresentou potente atividade citotóxica nas 5 linhagens tumorais testadas, inibindo a proliferação das células tumorais pelo ensaio do MTT e em células mononucleares do sangue periférico (PMCB) humano através do ensaio do Alamar blue. Todas as linhagens mostraram sensibilidade ao tratamento com a CG, e a CI50 variou de 1,18µM em HCT-8 a 3,32µM em SF-295. O composto apresentou fraca citotoxicidade (CI50 igual a 7,07µM) nas células PBMC, com exposição a CG em 72h, em relação às células de HL-60, utilizada como modelo nos demais testes biológicos. O tempo de encubação com o composto foi de 24h na maioria dos experimentos. Adicionalmente, a CG não induziu efeitos hemolíticos. O ensaio de exclusão por azul de Tripan revelou diminuição da viabilidade celular principalmente após 24h na maior concentração testada (4µM) com 58,4%. Para os testes de atividade antiproliferativa, LA/BE mostrou em sua morfologia células em apoptose nas duas maiores concentrações, enquanto que o BrdU, apresentou incorporação do mesmo nas concentrações testadas. A morfologia analisada por May-Grunwald-Giemsa mostrou redução do volume celular, condensação da cromatina e fragmentação nuclear. Adicionalmente, a CG induziu apoptose em células leucêmicas HL-60, com participação das vias intrínseca e maior estímulo da via extrínseca, de maneira concentração-dependente, como observado na integridade da membrana citoplasmática, aumento da fragmentação do DNA e externalização da fosfatidilserina. Na análise do ciclo celular, foi observado parada na fase G2/M, sendo ativada as caspases 3, 7, 8 e 9 (a última na maior concentração e confirmada pelo teste do Western blot). Não houve ativação do Citocromo c. A CG não foi capaz de induzir processos genotóxicos/ mutagênicos (testes do cometa e micronúcleo in vitro). No ensaio de atividade antitumoral in vivo, observou-se inibição tumoral nas doses testadas (25 e 50mg/Kg/dia, via oral) de 54,85 e 69,11% respectivamente. As doses de CG causaram tumefação celular e o surgimento de focos inflamatórios no parênquima ou estroma hepático/renal, necrose nefrotóxica focal, esteatose microvesicular, pigmentos de hemossiderina, hiperplasia das células de Kupffer, congestão da polpa vermelha e desorganização dos folículos linfóides esplênicos. Além disso, os índices bioquímicos mostraram aumento do AST e diminuição da uréia (CG 25mg/Kg/dia), diminuição do ALT (5-FU e CG 25mg/Kg/dia); as alterações hematológicas mostraram leucopenia e plaquetopenia (5-FU), aumento dos leucócitos totais (CG 50mg/Kg/dia), aumento de neutrófilos e linfócitos em todos os grupos tratados. Todos os resultados nos levam a enfatizar que a CG possui grande potencialidade como molécula promissora por suas propriedades anticâncer.

A produção de soro no Brasil, único tratamento eficaz nos casos de acidentes ofídicos, utiliza equinos que apesar do grande porte, apresentam diminuição da longevidade quando comparado com os cavalos não imunizados. A radiação ionizante tem se mostrado como excelente ferramenta na diminuição da toxicidade de venenos e toxinas isoladas, além de promover a obtenção de melhores imunógenos para a produção de soro. Sabe-se, contudo, que os efeitos da radiação ionizante em materiais protéicos caracterizam-se por diversas alterações químicas, como fragmentação, cross-linking, agregação e oxidação devido aos produtos gerados pela radiólise da água. Porém, a ação da radiação gama em toxinas ainda não está totalmente esclarecida do ponto de vista estrutural e farmacológico, fato que impede a aplicação de tal metodologia no processo de produção do soro. Assim, foi proposto nesse trabalho a caracterização da crotamina, uma das principais proteínas do veneno da espécie Crotalus durissus terrificus, irradiada com raios gama de 60Co. Após o isolamento da toxina por técnicas cromatográficas e a realização de testes para comprovar a obtenção da crotamina pura, a toxina, nos estados nativo e irradiado, foi submetida às análises estruturais de Fluorescência e Dicroísmo Circular. Testes utilizando altas pressões hidrostáticas também foram realizados com o intuito de verificar se as alterações conformacionais causadas pela radiação sofreriam modificações sob altas pressões. Do ponto de vista farmacológico, testes de contração muscular foram realizados com o objetivo de delimitar a ação da crotamina em musculatura lisa, bem como a mudança na ação da toxina frente às alterações estruturais ocasionadas. As análises de Fluorescência e Dicroísmo Circular mostraram que há mudanças na conformação da crotamina quando submetida à radiação gama e que tais alterações possivelmente ocorrem na estrutura terciária e secundária da proteína. O observado nos testes farmacológicos mostraram que a crotamina irradiada foi menos eficaz na diminuição da contração muscular do ducto deferente de ratos em comparação com a crotamina nativa. Além disso, o comportamento da toxina irradiada na contração tônica, modulada por noradrenalina, foi distinto daquele observado para a toxina nativa. / The serum production in Brazil, the only effective treatment in cases of snakebites, uses horses that although large size, have reduced llifespan compared with horses not immunized. Ionizing radiation has been shown as an excellent tool in reducing the toxicity of venoms and toxins isolated, and promote the achievement of better immunogens for serum production, and contributing to the welfare of serum-producing animals. It is known, however, that the effects of ionizing radiation on protein are characterized by various chemical modifications, such as fragmentation, cross-linking due to aggregation and oxidation products generated by water radiolysis. However, the action of gamma radiation on toxins is not yet fully understood structurally and pharmacologically, a fact that prevents the application of this methodology in the serum production process. So we proposed in this paper the characterization of crotamine, an important protein from the venom of Crotalus durissus terrificus species, irradiated with 60Co gamma rays. After isolating the toxin by chromatographic techniques and testing to prove the obtaining of pure crotamine, it was irradiated with gamma rays and subjected to structural analysis, Fluorescence and Circular Dichroism. Using high hydrostatic pressure tests were also conducted in order to verify that the conformational changes caused by radiation suffer modifications under high pressures. From the pharmacological point of view, muscle contraction tests were conducted with the objective of limiting the action of crotamine in smooth muscle as well as the change in the action of toxin caused structural changes to the front. Analysis of Circular Dichroism and Fluorescence showed changes in structural conformation of crotamine when subjected to gamma radiation and that such changes possibly occurring in the secondary and tertiary structure of the protein. The observed in pharmacological tests showed that the irradiated crotamine was less effective in lowering the vas deferens twitch in rats in comparison to native crotamine. In addition, the behavior of irradiated toxin in tonic contraction, modulated by noradrenaline, was different from that observed for the native toxin.

A produção de soro no Brasil, único tratamento eficaz nos casos de acidentes ofídicos, utiliza equinos que apesar do grande porte, apresentam diminuição da longevidade quando comparado com os cavalos não imunizados. A radiação ionizante tem se mostrado como excelente ferramenta na diminuição da toxicidade de venenos e toxinas isoladas, além de promover a obtenção de melhores imunógenos para a produção de soro. Sabe-se, contudo, que os efeitos da radiação ionizante em materiais protéicos caracterizam-se por diversas alterações químicas, como fragmentação, cross-linking, agregação e oxidação devido aos produtos gerados pela radiólise da água. Porém, a ação da radiação gama em toxinas ainda não está totalmente esclarecida do ponto de vista estrutural e farmacológico, fato que impede a aplicação de tal metodologia no processo de produção do soro. Assim, foi proposto nesse trabalho a caracterização da crotamina, uma das principais proteínas do veneno da espécie Crotalus durissus terrificus, irradiada com raios gama de 60Co. Após o isolamento da toxina por técnicas cromatográficas e a realização de testes para comprovar a obtenção da crotamina pura, a toxina, nos estados nativo e irradiado, foi submetida às análises estruturais de Fluorescência e Dicroísmo Circular. Testes utilizando altas pressões hidrostáticas também foram realizados com o intuito de verificar se as alterações conformacionais causadas pela radiação sofreriam modificações sob altas pressões. Do ponto de vista farmacológico, testes de contração muscular foram realizados com o objetivo de delimitar a ação da crotamina em musculatura lisa, bem como a mudança na ação da toxina frente às alterações estruturais ocasionadas. As análises de Fluorescência e Dicroísmo Circular mostraram que há mudanças na conformação da crotamina quando submetida à radiação gama e que tais alterações possivelmente ocorrem na estrutura terciária e secundária da proteína. O observado nos testes farmacológicos mostraram que a crotamina irradiada foi menos eficaz na diminuição da contração muscular do ducto deferente de ratos em comparação com a crotamina nativa. Além disso, o comportamento da toxina irradiada na contração tônica, modulada por noradrenalina, foi distinto daquele observado para a toxina nativa. / The serum production in Brazil, the only effective treatment in cases of snakebites, uses horses that although large size, have reduced llifespan compared with horses not immunized. Ionizing radiation has been shown as an excellent tool in reducing the toxicity of venoms and toxins isolated, and promote the achievement of better immunogens for serum production, and contributing to the welfare of serum-producing animals. It is known, however, that the effects of ionizing radiation on protein are characterized by various chemical modifications, such as fragmentation, cross-linking due to aggregation and oxidation products generated by water radiolysis. However, the action of gamma radiation on toxins is not yet fully understood structurally and pharmacologically, a fact that prevents the application of this methodology in the serum production process. So we proposed in this paper the characterization of crotamine, an important protein from the venom of Crotalus durissus terrificus species, irradiated with 60Co gamma rays. After isolating the toxin by chromatographic techniques and testing to prove the obtaining of pure crotamine, it was irradiated with gamma rays and subjected to structural analysis, Fluorescence and Circular Dichroism. Using high hydrostatic pressure tests were also conducted in order to verify that the conformational changes caused by radiation suffer modifications under high pressures. From the pharmacological point of view, muscle contraction tests were conducted with the objective of limiting the action of crotamine in smooth muscle as well as the change in the action of toxin caused structural changes to the front. Analysis of Circular Dichroism and Fluorescence showed changes in structural conformation of crotamine when subjected to gamma radiation and that such changes possibly occurring in the secondary and tertiary structure of the protein. The observed in pharmacological tests showed that the irradiated crotamine was less effective in lowering the vas deferens twitch in rats in comparison to native crotamine. In addition, the behavior of irradiated toxin in tonic contraction, modulated by noradrenaline, was different from that observed for the native toxin.