Orientador: Nelson Eduardo Duran Caballero / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T21:11:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bromberg_Natalia_D.pdf: 27676307 bytes, checksum: aad84fcd71b55f27b2412bc617fd2a1e (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Os potenciais imuno e quimioterapêutico de dois compostos, o imunomodulador agregado protéico de fosfolinoleato-palmitoleato de amônio e magnésio (P-MAPA) produzido por Aspergillus oryzae e o pigmento citotóxico violaceína, produzido pela Chromobacterium violaceum, foram avaliados neste trabalho. Para tanto, foram utilizados os modelos experimentais murinos do carcinoma renal (RENCA), tumor ascítico de Ehrlich (TAE), carcinoma pulmonar de Lewis (3LL) e linhagens de células endoteliais e da leucemia mielocítica humana (HL60). Resultados obtidos em experimentos in vivo sugeriram atividade antitumoral para a violaceína nas doses de 0,1 e 1,0 mg kg no modelo experimental do TAE, enquanto o composto P-MAPA, na dose de 5 mg kg, também apresentou atividade nos modelos RENCA e 3LL. Além disso, observou-se uma redução no número de metástases pulmonares no grupo de animais inoculados com RENCA e tratados com P-MAPA após a nefrectomia do rim contendo o tumor primário, indicando uma contribuição do composto em protocolos de tratamento de doença residual. Alguns aspectos dos mecanismos envolvidos nestas respostas também foram investigados pela análise de diferentes parâmetros celulares e moleculares in vitro e/ou in vivo como a indução de apoptose, atividade de células "natural killer" e produção de citocinas. O estudo da citotoxicidade da violaceína em culturas de células RENCA, TAE e HL60 demonstrou a indução de processo apoptótico como mecanismo de ação da droga. A apoptose foi estudada utilizando-se a reação de Feulgen, determinação de fragmentação de DNA, avaliação da atividade de caspases, ensaio de marcação com Anexina V/PI, alterações na expressão da proteína Bcl-2 e no potencial transmembrana mitocondrial (Dy). O potencial antitumoral demonstrado nesta tese para os metabólitos estudados reforça a possibilidade de aplicação na terapêutica contra o câncer, sendo ainda promissor considerá-Ios em estudos futuros de terapia combinada / Abstract: The immuno and chemotherapeutic potentials of two natural compounds, the proteic aggregated polymer of magnesium ammonium phospholinolate-palmitoleate anhydride (P-MAPA) isolated from Aspergillus oryzae and the cytotoxic violacein isolated from Chromobacterium violaceum, were evaluated in the present work. The murine renal cancer model (RENCA), the Ehrlich ascites tumor (EAT), the Lewis lung carcinoma (3LL), human and murine endothelial cells and the human myelocitic leukemia cell line (HL60) were used as experimental models. The results from in vivo experiments suggested an antitumoral activity for violacein in EAT-bearing mice treated with 0.1 and 1.0 mg kg, whereas the P-MAPA compound, administrated at 5 mg kg doses, also extended the survival of RENCA-bearing mice and 3LL tumors. A reduced number of pulmonary metastases was observed in the group of RENCA-bearing mice treated with P-MAPA after nephrectomy of the primary tumor-bearing kidney, suggesting that it may be useful in therapeutic approaches to treat the residual disease. Some aspects of the mechanisms involved in these responses were investigated by analysis of different in vivo and/or in vitro cellular and molecular parameters such as apoptosis induction, natural killer cell activity and cytokine production. The study of violacein cytotoxicity on RENCA, EAT and HL60 cell cultures indicated the induction of apoptosis as a mechanism of action. Several techniches were used to charaeterize the apoptotic process such as Feulgen reaction, determination of DNA fragmentation, evaluation of caspase activity, flow cytometry Annexin V/PI assay, evaluation of BcI-2 protein expression and changes in the mitochondrial transmembrane potential (Dy). The antitumoral potential of these metabolites, as demonstrated in this work, reinforces the possibility of their application on cancer therapeutics and in future studies of combined therapy / Doutorado / Físico-Química / Doutor em Ciências

O filo Cyanobacteria constitui um grupo filogeneticamente coerente, embora, apresente grande diversidade morfológica, sendo sua sistemática constantemente revisada. Esses micro-organismos são, ainda, alvos de estudos biotecnológicos em razão da produção de toxinas e na busca por substâncias de interesse farmacológico. Dentre as linhagens analisadas neste estudo, sete sequências do gene rRNA 16S foram geradas e avaliadas com sequências previamente obtidas. Ao menos dois grupos podem representar novos gêneros de cianobactérias, sendo que um grupo demonstra ser endêmico de manguezais brasileiros. Os genes de inibidores de proteases, aeuruginosina, cianopeptolina e microviridina, foram detectados e a produção de aeruginosina foi confirmada por LC-MS nos gêneros Cyanobium e Nostoc. Sequências de aminoácidos do precursor de microviridina indicaram a produção de três novas variantes em quinze linhagens de cianobactérias dos gêneros Cyanobium, Synechococcus, Cyanobacterium, Nodosilinea e Nostoc. O potencial genético para produção de cilindrospermopsina (cyrJ) foi confirmado em vinte e seis linhagens. Em cinco linhagens dos gêneros Cyanobium e Nostoc foram encontrados os genes mcyD, mcyE e mcyG, envolvidos na biossíntese de microcistina. A sequência McyG da linhagem Nostoc sp. CENA175 agrupou-se filogeneticamente com outras de linhagens produtoras de microcistina. Os genes sxtA e sxtI, envolvidos na biossíntese de saxitoxina, foram encontrados em nove linhagens dos gêneros Cyanobium, Oxynema, Leptolyngbya, Nodosilinea e Nostoc. A sequência de SxtI da linhagen Leptolyngbya sp. CENA134 apresentou similaridade >= 70 % com proteínas hipotéticas enquanto as de Nostoc sp. CENA159 e Nostoc sp. CENA160 apresentaram similaridade >= 82 % com O-carbamoiltransferase. Na análise filogenética, a sequência de SxtI da linhagem Nostoc sp. 160 agrupou-se com sequências de linhagens produtoras de saxitoxina. Nas análises químicas, a fração 3 do extrato da linhagem Oxynema sp. CENA135 revelou uma substância com características de ácidos graxos poli-insaturados e a fração 2 do extrato da linhagem Nostoc sp. CENA175 apresentou uma estrutura aromática ligada a uma cadeia alifática. Outros três extratos, obtidos das linhagens Cyanobium sp. CENA157, Nodosilinea sp. CENA183 e Nostoc sp. CENA184 mostraram-se promissores quanto à presença de substâncias nitrogenadas. Os ensaios de bioatividade revelaram que 48 % dos extratos metanólicos inibiram o crescimento de ao menos um isolado de bactéria e/ou levedura. Os extratos das linhagens Cyanobium sp. CENA142 e Cyanobacterium sp. CENA169 foram eficientes contra o crescimento de seis bactérias patogênicas. Nos ensaios de inibição de células tumorais, o extrato de DCM da linhagem Cyanobium sp. CENA154 (100 ?gomL-1) inibiu moderadamente culturas de células 3LL. Os extratos etanólicos de Oxynema sp. CENA135 (20 ?gomL-1) e Cyanobium sp. CENA154 (100 ?gomL-1) inibiram as células CT-26. Em ensaios conduzidos com linhagens de células de glioma (U251), câncer de mama (MCF-7) e câncer de pulmão (NCI-H460), o extrato de DCM da linhagem Cyanobium sp. CENA136 inibiu 50 % do crescimento das respectivas células tumorais nas concentrações 7,8; 27,1 e 14,0 ?gomL-1. Desta forma, além de filogeneticamente diversas, as cianobactérias isoladas de ambiente marinho do Estado de São Paulo constituem fonte promissora de inibidores de proteases, cianotoxinas e substância bioativas com ação antibacteriana, antifúngica e antitumoral. / The phylum Cyanobacteria is a phylogenetically coherent group, although presenting great diversity, and its systematic have been constantly reviewed. These microorganisms are also targets of biotechnological studies due to the production of toxins and the search for novel substances of pharmacological interest. Among the strains analyzed in this study, sequences of the 16S rRNA gene were generated for seven and, than, analyzed with sequences previously obtained. At least two groups may represent new cyanobacterial genera, while a group of Cyanobium proves to be endemic of Brazilian mangroves. Genes of the proteases inhibitors, aeuruginosin, cyanopeptolin and microviridin, were detected and the production of aeruginosin was confirmed by LC-MS for Nostoc and Cyanobium. The amino acid sequences of microviridin precursor indicated the production of three new variants in fifteen cyanobacterial strains of the genera Cyanobium, Synechococcus, Cyanobacterium, Nostoc and Nodosilinea. The genetic potential for production of cylindrospermopsin (cyrJ) was confirmed in twenty-six strains. In five strains of the genera Nostoc and Cyanobium the mcyD, mcyE and mcyG genes, which are involved in the microcystin biosynthesis, were found. The McyG sequence of Nostoc sp. CENA175 was phylogenetically grouped with sequences of microcystin-producing strains. The sxtA and sxtI genes, from saxitoxin biosynthesis, were found in nine strains of the genera Cyanobium, Oxynema, Leptolyngbya, Nodosilinea and Nostoc. The SxtI sequence of Leptolyngbya sp. CENA134 showed similarity >= 70 % with hypothetical proteins, while the sequences of Nostoc sp. CENA159 and Nostoc sp. CENA160 showed similarity >= 82% with O-carbamoyltransferase. In the phylogenetic analysis, the SxtI sequence of Nostoc sp. CENA160 grouped with sequences of strains that produce saxitoxin. In chemical analysis, the fraction 3 of the Oxynema sp. CENA135 extract revealed a substance with poly-unsaturated fatty acids characteristics and the fraction 2 of Nostoc sp. CENA175 extract indicated an aromatic structure, attached to an aliphatic chain. Other three extracts obtained from Cyanobium sp. CENA157, Nodosilinea sp. CENA183 and Nostoc sp. CENA184 were promising for the presence of nitrogenous substances. Bioactivity assays revealed that 48 % of the methanolic extracts inhibited the growth of at least one isolate of bacteria and/or yeast. The extracts of Cyanobium sp. CENA142 and Cyanobacterium sp. CENA169 were efficient against six pathogenic bacteria. In the inhibition assays of tumor cells, the DCM extract of Cyanobium sp. CENA154 (100 mgomL-1) moderately inhibited the growth of 3LL cells. Ethanol extracts of Oxynema sp. CENA135 (20 mgomL-1) and Cyanobium sp. CENA154 (100 mgomL-1) were able to inhibit cultures of CT- 26 cells. In tests conducted with glioma cell lines (U251), breast cancer (MCF-7) and lung cancer (NCI-H460), the DCM extract of Cyanobium sp. CENA136 caused 50 % of growth inhibition, respectively, when used at concentrations of 7.8, 27.1 and 14.0 mgomL-1. Thus, besides their phylogenetically diversity, the cyanobacteria strains from marine environment of the São Paulo state are a promising source of protease inhibitors, cyanotoxins and bioactive compounds with antibacterial, antifungal and antitumor activities.

O filo Cyanobacteria constitui um grupo filogeneticamente coerente, embora, apresente grande diversidade morfológica, sendo sua sistemática constantemente revisada. Esses micro-organismos são, ainda, alvos de estudos biotecnológicos em razão da produção de toxinas e na busca por substâncias de interesse farmacológico. Dentre as linhagens analisadas neste estudo, sete sequências do gene rRNA 16S foram geradas e avaliadas com sequências previamente obtidas. Ao menos dois grupos podem representar novos gêneros de cianobactérias, sendo que um grupo demonstra ser endêmico de manguezais brasileiros. Os genes de inibidores de proteases, aeuruginosina, cianopeptolina e microviridina, foram detectados e a produção de aeruginosina foi confirmada por LC-MS nos gêneros Cyanobium e Nostoc. Sequências de aminoácidos do precursor de microviridina indicaram a produção de três novas variantes em quinze linhagens de cianobactérias dos gêneros Cyanobium, Synechococcus, Cyanobacterium, Nodosilinea e Nostoc. O potencial genético para produção de cilindrospermopsina (cyrJ) foi confirmado em vinte e seis linhagens. Em cinco linhagens dos gêneros Cyanobium e Nostoc foram encontrados os genes mcyD, mcyE e mcyG, envolvidos na biossíntese de microcistina. A sequência McyG da linhagem Nostoc sp. CENA175 agrupou-se filogeneticamente com outras de linhagens produtoras de microcistina. Os genes sxtA e sxtI, envolvidos na biossíntese de saxitoxina, foram encontrados em nove linhagens dos gêneros Cyanobium, Oxynema, Leptolyngbya, Nodosilinea e Nostoc. A sequência de SxtI da linhagen Leptolyngbya sp. CENA134 apresentou similaridade >= 70 % com proteínas hipotéticas enquanto as de Nostoc sp. CENA159 e Nostoc sp. CENA160 apresentaram similaridade >= 82 % com O-carbamoiltransferase. Na análise filogenética, a sequência de SxtI da linhagem Nostoc sp. 160 agrupou-se com sequências de linhagens produtoras de saxitoxina. Nas análises químicas, a fração 3 do extrato da linhagem Oxynema sp. CENA135 revelou uma substância com características de ácidos graxos poli-insaturados e a fração 2 do extrato da linhagem Nostoc sp. CENA175 apresentou uma estrutura aromática ligada a uma cadeia alifática. Outros três extratos, obtidos das linhagens Cyanobium sp. CENA157, Nodosilinea sp. CENA183 e Nostoc sp. CENA184 mostraram-se promissores quanto à presença de substâncias nitrogenadas. Os ensaios de bioatividade revelaram que 48 % dos extratos metanólicos inibiram o crescimento de ao menos um isolado de bactéria e/ou levedura. Os extratos das linhagens Cyanobium sp. CENA142 e Cyanobacterium sp. CENA169 foram eficientes contra o crescimento de seis bactérias patogênicas. Nos ensaios de inibição de células tumorais, o extrato de DCM da linhagem Cyanobium sp. CENA154 (100 ?gomL-1) inibiu moderadamente culturas de células 3LL. Os extratos etanólicos de Oxynema sp. CENA135 (20 ?gomL-1) e Cyanobium sp. CENA154 (100 ?gomL-1) inibiram as células CT-26. Em ensaios conduzidos com linhagens de células de glioma (U251), câncer de mama (MCF-7) e câncer de pulmão (NCI-H460), o extrato de DCM da linhagem Cyanobium sp. CENA136 inibiu 50 % do crescimento das respectivas células tumorais nas concentrações 7,8; 27,1 e 14,0 ?gomL-1. Desta forma, além de filogeneticamente diversas, as cianobactérias isoladas de ambiente marinho do Estado de São Paulo constituem fonte promissora de inibidores de proteases, cianotoxinas e substância bioativas com ação antibacteriana, antifúngica e antitumoral. / The phylum Cyanobacteria is a phylogenetically coherent group, although presenting great diversity, and its systematic have been constantly reviewed. These microorganisms are also targets of biotechnological studies due to the production of toxins and the search for novel substances of pharmacological interest. Among the strains analyzed in this study, sequences of the 16S rRNA gene were generated for seven and, than, analyzed with sequences previously obtained. At least two groups may represent new cyanobacterial genera, while a group of Cyanobium proves to be endemic of Brazilian mangroves. Genes of the proteases inhibitors, aeuruginosin, cyanopeptolin and microviridin, were detected and the production of aeruginosin was confirmed by LC-MS for Nostoc and Cyanobium. The amino acid sequences of microviridin precursor indicated the production of three new variants in fifteen cyanobacterial strains of the genera Cyanobium, Synechococcus, Cyanobacterium, Nostoc and Nodosilinea. The genetic potential for production of cylindrospermopsin (cyrJ) was confirmed in twenty-six strains. In five strains of the genera Nostoc and Cyanobium the mcyD, mcyE and mcyG genes, which are involved in the microcystin biosynthesis, were found. The McyG sequence of Nostoc sp. CENA175 was phylogenetically grouped with sequences of microcystin-producing strains. The sxtA and sxtI genes, from saxitoxin biosynthesis, were found in nine strains of the genera Cyanobium, Oxynema, Leptolyngbya, Nodosilinea and Nostoc. The SxtI sequence of Leptolyngbya sp. CENA134 showed similarity >= 70 % with hypothetical proteins, while the sequences of Nostoc sp. CENA159 and Nostoc sp. CENA160 showed similarity >= 82% with O-carbamoyltransferase. In the phylogenetic analysis, the SxtI sequence of Nostoc sp. CENA160 grouped with sequences of strains that produce saxitoxin. In chemical analysis, the fraction 3 of the Oxynema sp. CENA135 extract revealed a substance with poly-unsaturated fatty acids characteristics and the fraction 2 of Nostoc sp. CENA175 extract indicated an aromatic structure, attached to an aliphatic chain. Other three extracts obtained from Cyanobium sp. CENA157, Nodosilinea sp. CENA183 and Nostoc sp. CENA184 were promising for the presence of nitrogenous substances. Bioactivity assays revealed that 48 % of the methanolic extracts inhibited the growth of at least one isolate of bacteria and/or yeast. The extracts of Cyanobium sp. CENA142 and Cyanobacterium sp. CENA169 were efficient against six pathogenic bacteria. In the inhibition assays of tumor cells, the DCM extract of Cyanobium sp. CENA154 (100 mgomL-1) moderately inhibited the growth of 3LL cells. Ethanol extracts of Oxynema sp. CENA135 (20 mgomL-1) and Cyanobium sp. CENA154 (100 mgomL-1) were able to inhibit cultures of CT- 26 cells. In tests conducted with glioma cell lines (U251), breast cancer (MCF-7) and lung cancer (NCI-H460), the DCM extract of Cyanobium sp. CENA136 caused 50 % of growth inhibition, respectively, when used at concentrations of 7.8, 27.1 and 14.0 mgomL-1. Thus, besides their phylogenetically diversity, the cyanobacteria strains from marine environment of the São Paulo state are a promising source of protease inhibitors, cyanotoxins and bioactive compounds with antibacterial, antifungal and antitumor activities.

Toxinas animais podem ser moléculas aplicáveis na geração de agentes terapêuticos e/ou de ferramentas para a pesquisa básica e aplicada. Recentemente, tem sido provado que medicamentos tradicionais chineses (TCM) compostos por substâncias extraídas de venenos de sapos são efetivos no tratamento de hepatocarcinoma e outros tipos de câncer. Desta forma, os objetivos deste estudo foram isolar toxinas do veneno do sapo Rhinella schneideri e avaliar suas ações antineoplásicas em diferentes linhagens celulares tumorais, além de avaliar a capacidade das toxinas em induzir instabilidade genômica (genotoxicidade e mutagenicidade). O veneno de Rhinella schneideri foi inicialmente submetido à diálise resultando na fração de baixa massa molecular (VRs), a qual foi submetida a uma cromatografia de fase reversa em coluna C18 em um sistema FPLC. Avaliou-se a citotoxicidade do VRs em linhagens celulares HL-60, HepG2, PC-12, B16F10, MCF-7, SKBr-3, L292 e em hepatócitos primários isolados de ratos Wistar, através do ensaio do MTT. Analisou-se também a influência do VRs em diversos parâmetros mitocondriais, através de experimentos realizados com mitocôndrias isoladas de fígados de rato. Adicionalmente, foram isoladas três toxinas do VRs, denominadas Rs1, Rs2 e Rs3, com as quais foram realizados ensaios de citotoxicidade com células tumorais HepG2 e hepatócitos primários, análise da dissipação do potencial de membrana mitocondrial, avaliação de indução de fragmentação nuclear, análise da distribuição do ciclo celular, ensaios de avaliação de apoptose/necrose utilizando anexina V (AV) e iodeto de propídeo (PI) e ativação das caspases 3, 8 e 9 por western blot. O VRs (0,01 - 1000 ?g/mL) foi citotóxico para quatro das seis linhagens tumorais estudas (B16F10, HepG2, HL-60 e Skbr-3), demonstrou interferir pouco na viabilidade de células não tumorais L929, e citotóxico para hepatócitos. O VRs não induz efeitos significativos nos parâmetros bioenergéticos e oxidativos das mitocôndrias isoladas de fígado de ratos sadios, o que é um indicativo que o VRs não induz efeito citotóxico a estas células através da via mitocondrial. Além disto, o VRs diminuiu o acúmulo de espécies reativas de oxigênio. Através da cromatografia de fase reversa foram isoladas três toxinas do VRs, dentre as quais duas (Rs1 e Rs3 [1-1000 nM]) demonstraram ser mais citotóxicas às células tumorais HepG2. Estas toxinas pouco ou nada interferiram na viabilidade celular de hepatócitos primários, característica extremamente importante para uma possível aplicação como agente antitumoral. Nos experimentos de dissipação do potencial de membrana mitocondrial vi e de fragmentação nuclear (características de células em apoptose) em células HepG2 ambas as toxinas se mostraram capazes de induzir a dissipação do potencial de membrana (de maneira concentração-dependente) e também causaram a condensação da cromatina e fragmentação nuclear. A análise da distribuição do ciclo celular em células HepG2 após o tratamento com Rs1 e Rs3 demonstrou que as toxinas induziram aumento da fase G2/M em menores concentrações (10- 50 nM), seguido de uma diminuição de células nesta fase e aumento em fase G0/G1 em maiores concentrações (100 - 1000 nM). A quantidade de células apoptóticas foi maior em concentrações maiores, porém não estabeleceu relação concentração-resposta. Os ensaios realizados com anexina V e PI, demonstram que ambas as toxinas são capazes de induzir as células HepG2 à morte, principalmente pelo processo de apoptose. Os ensaios de caspases 3, 8 e 9 confirmaram a ativação da apoptose tanto pela via intrínseca quanto pela via extrínseca. Os ensaios de mutagenicidade e genotoxicidade revelaram que ambas as toxinas não causaram danos ao DNA das células HepG2. Desta forma, os resultados obtidos neste estudo indicam a seletividade dos efeitos citotóxicos das toxinas Rs1 e Rs3 pelas células tumorais HepG2, induzindo estas células à morte principalmente por apoptose, justificando o potencial uso destas duas toxinas em terapias antitumorais. / Animal toxins can be applicable in generating therapeutic agents and/or tools for basic and applied research. Recently, it has been proved that traditional Chinese medicines (TCM) consisting of substances extracted from toad poisons have marked effect in the treatment of hepatocellular carcinoma and other cancers. Thus, the objectives of this study were to isolate toxins from Rhinella schneideri toad poison and evaluate their antineoplastic effects in different tumor cell lines, and to evaluate the ability of toxins to induce genomic instability (genotoxicity and mutagenicity). The poison from Rhinella schneideri was initially submitted to dialysis resulting in the fraction of low molecular weight (VRs), which was subjected to reverse phase chromatography on C18 column in a FPLC system. The cytotoxicity of VRs was assessed in cell lines HL-60, HepG2, PC-12, B16F10, MCF-7, SKBR-3, L292 and primary hepatocytes isolated from Wistar rats through MTT assay. The influence of VRs in various mitochondrial parameters was also evaluated through experiments with mitochondrias isolated from rat liver. Additionally, three toxins were isolated from VRs, named Rs1, Rs2 and Rs3, and cytotoxicity assays with tumor cells HepG2 and primary hepatocytes were performed with them. The analysis of mitochondrial membrane potential dissipation, nuclear fragmentation-inducing, evaluation of the cell cycle distribution, analysis of apoptosis/necrosis using annexin V (AV) and propidium iodide (PI) and activation of caspase 3, 8 and 9 by western blot were also performed. The VRs (0,01 - 1000 ?g/mL) showed to be cytotoxic to four of the six tumor cell lines studied (B16F10, HepG2, HL-60 and SKBR-3), showed little interference with the viability of non-tumor cells L929, and showed to be cytotoxic to primary hepatocytes. It was also observed that the VRs did not induce significant effects on bioenergetic and oxidative parameters of isolated mitochondria, which is an indication that the VRs did not induce cytotoxic effect on these cells via mitochondrial pathway. In addition, the VRs have showed to reduce the accumulation of reactive oxygen species. Three toxins were isolated from VRs by reverse phase chromatography and two of them (Rs1 and Rs3 [1-1000 nM]) have shown to be more cytotoxic to tumor cells HepG2. These toxins cause only a small decrease in cell viability of primary hepatocytes, an extremely important feature for a possible antitumor action. The experiments of mitochondrial membrane potential dissipation and nuclear fragmentation (apoptosis characteristics) in HepG2 cells showed that both toxins were able to induce dissipation of the membrane potential (dose-dependent manner) and also caused chromatin condensation and nuclear fragmentation. Cell cycle distribution analysis in HepG2 cells after treatment with Rs1 and Rs3 showed increase in G2/M phase at lower concentrations (10 - 50 nM), followed by a reduction of cells in this phase and increase in the G0/G1 phase at viii higher concentrations (100 - 1000 nM). The amount of apoptotic cells was greater at higher concentrations but did not establish dose-response relation. Assays performed with annexin V and PI showed that both toxins are able to induce HepG2 cell death mainly by apoptosis. The assays of caspases 3, 8 and 9 confirmed the activation of apoptosis by both the intrinsic an extrinsic pathways. Mutagenicity and genotoxicity tests revealed that both toxins caused no damage to the DNA of HepG2 cells. Thus, the results of this study indicate the selective cytotoxic effect of toxins Rs1 and Rs3 by tumor cells HepG2, inducing these cells to death mainly by apoptosis, justifying the potential use of these two toxins in antitumor therapies.

Submitted by THALES REGGIANI DE MOURA null (thales4014@gmail.com) on 2016-04-03T02:38:01Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Thales v.3 - finalcorrigida.docx: 5637258 bytes, checksum: 17e0ce888fcc7c8195a6f1492c04e7e4 (MD5) / Rejected by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: A versão final da dissertação/tese deve ser submetida no formato PDF (Portable Document Format). O arquivo PDF não deve estar protegido e a dissertação/tese deve estar em um único arquivo, inclusive os apêndices e anexos, se houver. O arquivo submetido está sem a ficha catalográfica. A versão submetida por você é considerada a versão final da dissertação/tese, portanto não poderá ocorrer qualquer alteração em seu conteúdo após a aprovação. Por favor, corrija estas informações e realize uma nova submissão contendo o arquivo correto. Agradecemos a compreensão. on 2016-04-05T16:11:36Z (GMT) / Submitted by THALES REGGIANI DE MOURA null (thales4014@gmail.com) on 2016-04-05T16:36:02Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Thales v.4 final.pdf: 4604603 bytes, checksum: 672981e0a2bf60064cd38703b98325bf (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-04-05T17:25:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 moura_tr_me_araiq.pdf: 4604603 bytes, checksum: 672981e0a2bf60064cd38703b98325bf (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-05T17:25:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 moura_tr_me_araiq.pdf: 4604603 bytes, checksum: 672981e0a2bf60064cd38703b98325bf (MD5) Previous issue date: 2016-03-09 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Nos últimos anos, o interesse na obtenção de novos fármacos à base de metais visando o tratamento de cânceres vem aumentando consideravelmente. A descoberta da atividade antitumoral da cisplatina e seu subsequente sucesso como fármaco no tratamento do câncer inspirou o estudo de inúmeros complexos análogos, que apresentaram, em geral, padrões similares de atividade antitumoral e susceptibilidade à resistência. Por apresentarem mesmas configuração eletrônica e geometria em relação à compostos de Pt(II), compostos de coordenação contendo o íon Pd(II) foram amplamente estudados, sendo reconhecido para os compostos de Pd(II) contendo ligantes N,S-doadores, modos de ação distintos em relação ao compostos de Pt(II). Neste trabalho foram sintetizados e caracterizados 4 novos complexos de paládio(II) do tipo [PdX(tedmPz’)(PPh3)] {tedmPz’ = N-etil-1-iminotiolato-3,5-dimetilpirazol; X = Cl-, Br-, I-, SCN-; PPh3 = trifenilfosfina}. Os complexos foram caracterizados pelas técnicas de espectroscopia vibracional na região do IV e RMN de 1H e 13C, análise elementar, espectrometria de massas ESI/MS e difração de raios X de monocristal, indicando um ambiente quadrático plano ao redor do metal, com seus sítios de coordenação ocupados pela trifenilfosfina, e pelo ligante tedmPz coordenado de maneira N,S-aniônica e ligante tiocianato ligado de modo N-terminal. Também é descrita a síntese e caracterização espectroscópica na região do IV e RMN de 1H e 13C do ligante tedmPz. A citotoxicidade in vitro do ligante e de todos os complexos foi avaliada pelo método do MTT, frente as culturas celulares de tumores murinos MCF-7 (adenocarcinoma mamário humano). Todos os compostos tiveram sua capacidade de interação com um nucleosídeo (guanosina) investigada com o objetivo de avaliar sua possível interação covalente com o DNA. Os resultados obtidos indicaram que a variação dos ligantes haletos não interferiu na citotoxicidade dos complexos, bem como os compostos sintetizados não apresentaram capacidade de interagir com a guanosina, sendo esta uma evidência preliminar de que a interação covalente entre os compostos sintetizados e a guanina presente no DNA não é o mecanismo de citotoxicidade destes. Vale destacar que todos os compostos foram mais citotóxicos que a cisplatina, obtendo-se em média valores de IC50 de até 2,4 vezes menor que o fármaco de comparação. / In the last years, the interest of new drugs based on metals in order to treat cancers has been increasing considerably. The discovery of cisplatin antitumor activity and its subsequent success as a cancer treatment drug has inspired the study of several analogous compounds, which presented, in general, similar patterns of antitumor activity and susceptibility to resistance. By presenting the same electronic configuration and geometry of Pt(II) complexes, coordination complex containing Pd (II) ion have been extensively studied, and recognized different activity patterns for these compounds containing ligands N,S-donor in relation to compounds of Pt (II). In this work, were synthesized and characterized four novel complexes of palladium(II) type [PdX(tedmPz')(PPh3)] {tedmPz' = N-ethyl-1-iminothiolate-3,5-dimethylpyrazole; X = Cl-, Br-, I-, SCN-; PPh3 = triphenylphosphine}. The complexes were characterized by vibrational spectroscopy techniques in the IV region and 1H NMR and 13C NMR, elemental analysis, mass spectrometry ESI / MS and X-ray diffraction of single crystal, indicating a square planar environment around the metal with its sites coordination occupied by triphenylphosphine, the N,S-anionic coordination of tedmPz ligand, the N-terminal coordination mode of thiocyanate. It is also described the synthesis and spectroscopic characterization in the IV region and 1H NMR and 13C for the tedmPz compound. The in vitro cytotoxicity of the ligand and all of the complexes were evaluated by the MTT method, against the cell cultures of murine tumors MCF-7 (human breast adenocarcinoma). All compounds had their ability to interact with a nucleoside (guanosine) investigated with the objective of evaluating their possible covalent interaction with DNA. The results indicated that the variation of halide ligands did not affect the cytotoxicity of the complexes and the synthesized compounds showed no ability to interact with guanosine, which is a preliminary evidence that covalent interaction between the synthesized compounds and the DNA is not the main source of cytotoxicity of these. It is noteworthy that all the compounds were more cytotoxic than cisplatin, obtaining an average of IC50 values of up to 2.4 times lower than the comparison drug. / CNPq: 132644/2014-2

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A liberaÃÃo controlada de fÃrmacos atravÃs de sistemas nanoparticulados à uma estratÃgia promissora para contornar os efeitos adversos da quimioterapia convencional do cÃncer. Nesse trabalho, nanopartÃculas produzidas por complexaÃÃo polieletrolÃtica da quitosana e carragenanas (kappa, iota e lambda) foram avaliadas como sistema de liberaÃÃo de 5-Fluorouracil. Inicialmente, os complexos polieletrolÃticos foram produzidos a partir de diversas condiÃÃes experimentais como concentraÃÃo inicial de polieletrÃlitos (0,5, 0,25 e 0,1 mg/mL), razÃo de cargas (10, 1 e 0,1) e ordem de adiÃÃo das soluÃÃes de polieletrÃlitos. Os complexos apresentaram diÃmetro hidrodinÃmico (Dh) entre 217 e 1555 nm, com Ãndices de polidispersÃo (IPD) inferiores a 0,6 e potenciais zeta acima de 30 mV para partÃculas catiÃnicas e abaixo de -30 mV para partÃculas aniÃnicas, indicando que os complexos possuem alta estabilidade coloidal. As nanopartÃculas apresentaram pouca variaÃÃo de tamanho, Ãndice de polidispersÃo e potencial zeta durante 30 dias de armazenamento. A espectroscopia na regiÃo do infravermelho por transformada de Fourrier (FTIR) comprovou a interaÃÃo dos grupos amina da quitosana e sulfato da carragenana na formaÃÃo das nanopartÃculas, bem como a incorporaÃÃo do 5-FU na matriz polimerica. A presenÃa do 5-FU promoveu alteraÃÃes discretas no tamanho, Ãndice de polidispersÃo e potencial zeta das partÃculas. A eficiÃncia de encapsulaÃÃo variou entre 3,5  1,1 a 15,4  0,6% e a capacidade de carga se manteve entre 8,2  0,4 e 38  2,4% e ambos foram influenciados pela concentraÃÃo inicial de 5-FU. Os ensaios de liberaÃÃo in vitro do 5-FU encapsulado apresentaram efeito burst, com parte do fÃrmaco sendo liberado nas primeiras horas, seguido de uma liberaÃÃo lenta e incompleta ao longo de 8 horas do experimento. Os complexos nanopartÃcula/5-FU apresentaram baixo efeito citotÃxico em linhagens de cÃlulas tumorais HL-60 e HCT-116, provavelmente devido ao pH fisiolÃgico do meio de cultura, resultado que viabiliza estudo das nanopartÃculas de quitosana/carragenanas/5-FU em modelos in vivo como sistema de liberaÃÃo sÃtio dirigida sensÃvel ao pH do microambiente tumoral. / The nanoparticle drug delivery systems are a promising strategy to avoid the adverse conventional effects of cancer chemotherapy. In this work, nanoparticles produced by polyelectrolytic complexation of chitosan and κ, ι, λ-carrageenan were evalueted as a release system of 5-Fluorouracil. At first, the polyelectrolyte complexes were produced from several experimental conditions such as initial polyelectrolytes concentration (0.5, 0.25 and 0.1), charge ratio (10, 1 and 0.1) and mixing order of the polyelectrolytes solutions. The complexes presented hydrodynamic diameter (Dh) between 217 and 1,555 nm, with polydispersity indexes (PDI) below 0.6. The complexes showed zeta potential above 30 mV for cationic particles and below -30 mV for anionic particles, indicating that the complexes have high stability. The nanoparticles showed soft size, polydispersity index and zeta potential variation during 30 days of storage. The Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) proved the interaction of the amine groups of chitosan and sulfate groups of carrageenan in the nanoparticles formation. The 5-FU entrapment in the nanoparticles was also confirmed by FTIR and promoted soft changes on characteristics of the complexes. The encapsulation efficiency ranged from 3.5  1.1 to 15.4  0.6%, the load capacity was maintained between 8.2  0.4 and 38  2.4%, and both were affected by 5-FU initial concentration. The in vitro drug release assay showed a burst effect with much of the drug being released within the first hours, followed by a slow and incomplete release over 8 hours of the experiment. The nanoparticles/5-FU complex showed low cytotoxic effect on tumor cell lines HL-60 and HCT-116, probably due to slightly alkaline pH of the culture medium. This result indicates the need for evaluating in vivo models to study the chitosan/carrageenan/5-FU nanoparticles as a promising tumor targeting delivery system.

As fosfolipases A2 (PLA2s, E.C. 3.1.1.4) pertencem a uma superfamília de enzimas que realizam a clivagem de fosfolipídios da membrana celular em ácidos graxos e lisofosfolipídios, numa reação dependente de cálcio. As PLA2s apresentam um importante papel em várias funções celulares, incluindo manutenção dos fosfolipídios celulares, geração de prostaglandinas e leucotrienos, tradução de sinais, proliferação celular e contração muscular. O presente trabalho teve como objetivo a caracterização estrutural e funcional de uma fosfolipase A2 ácida tóxica(BmooTX-I) isolada da peçonha da serpente Bothrops moojeni. A BmooTX-I foi purificada por uma combinação de cromatografias em resinas de troca iônica (DEAE-Sephacel), exclusão molecular (Sephadex G-75) e interação hidrofóbica (Phenyl-Sepharose CL-4B). A confirmação do grau de pureza foi realizada através de análise por espectrometria de massa MALDI TOF da BmooTX-I reduzida (monômero, 13.802,66 Da) e não reduzida (dímero, 27.506,38 Da), da focalização isoelétrica (pI 4,2) e de SDS-PAGE. A região N-terminal da enzima apresentou alta homologia com outras PLA2s Asp49 de peçonhas de serpentes. A BmooTX-I apresentou também elevada atividade fosfolipásica e induziu edema moderado in vivo. Além disso, foi capaz de inibir a agregação plaquetária e a coagulação do plasma, induzir a liberação de PGI2 por HUVECs e apresentar efeito citotóxico sobre células tumorais, bactérias e fungos. O tratamento da enzima com o reagente brometo de p-bromofenacila (BPB) neutralizou a atividade enzimática e de inibição da agregação plaquetária. A determinação da miotoxicidade foi realizada através da dosagem dos níveis de CK no plasma de camundongos previamente injetados com a toxina. A análise histopatológica das fibras musculares demonstrou a presença de infiltrado inflamatório e líquido intercelular, ambos confirmados pela análise ultra-estrutural. O presente trabalho deverá contribuir para a elucidação e determinação da composição bioquímica dos venenos animais, já que as fosfolipases A2 ácidas tóxicas possuem mecanismos de ação ainda não totalmente esclarecidos. / Phospholipases A2 (PLA2s, EC 3.1.1.4) belong to a superfamily of enzymes that perform the cleavage of phospholipids of cell membranes in fatty acids and lysophospholipids in a calcium dependent reaction. PLA2s have an important role in several cellular functions, including maintenance of cellular phospholipids, the generation of prostaglandins and leukotrienes, translation signals, cell proliferation and muscle contraction. This study aimed at the structural and functional characterization of an acidic and toxic phospholipase A¬2 (BmooTX-I) isolated from Bothrops moojeni snake venom. BmooTX-I was purified by a combination of chromatographic steps on resins of ion exchange (DEAE Sephacel), molecular exclusion (Sephadex G-75) and hydrophobic interaction (Phenyl Sepharose CL-4B). The confirmation of the purity degree was analyzed by MALDI TOF mass spectrometry of reduced BmooTX-I (monomer, 13,802.66 Da) and not reduced (dimer, 27,506.38 Da), by isoelectric focusing (pI 4.2) and by SDS-PAGE. The N-terminal region of the enzyme showed high homology with other Asp49 PLA2s of snake venoms. BmooTX-I also presented high phospholipase activity and induced moderate edema in vivo. Furthermore, this enzyme was capable of inhibiting platelet aggregation and plasma coagulation, inducing the release of PGI2 by HUVECs, also showing cytotoxic effects on tumor cells, bacteria and fungi. Treatment of the enzyme with the p-bromophenacyl bromide (BPB) neutralized the enzymatic activity and the inhibition of platelet aggregation. The determination of myotoxicity was accomplished through the determination of the CK levels in plasma of mice previously injected with the toxin. The histopathological analysis of muscle fibers showed the presence of inflammatory infiltration and intercellular fluid, both confirmed by ultrastructural analysis. This work contributes to the elucidation and determination of the biochemical composition of animal venoms, since the mechanisms of action of toxic acidic phospholipases A2 are not yet fully understood.

El cisplatí, PtCl2(NH3)2, ha estat una de les drogues més utilitzades en la quimioteràpia del càncer des del descobriment de la seva activitat. Però degut a la seva alta toxicitat i greus efectes secundaris, s'han sintetitzat nous compostos amb la finalitat de reduir aquests inconvenients.En aquest sentit, el treball desenvolupat en aquesta tesi doctoral ha estat la síntesi i caracterització de tretze complexos de Pt(II) amb la finalitat d'estudiar llur activitat antitumoral. Aquests complexos presenten unes característiques estructurals comunes: geometria cis, dos lligands làbils de tipus clorur i un lligand diaminoquelatant derivat dels àcids d,l-2,3-diaminopropiònic (Hdap) i d,l-2,4-diaminobutíric (Hdab). S'han dissenyat unes estratègies sintètiques a partir de les quals els lligands han estat funcionalitzats amb diferents grups de tipus éster, aminoàcid i peptídic: Etdap·2HCl, Etdab·2HCl, [(dap-Metala)·2CF3COOH], [(dab-Metala)·2CF3COOH], [(dap-phe)·2CF3COOH], [(dab-phe)·2CF3COOH], [(dap-Mettrp)·2CF3COOH], [(dab-Mettrp)·2CF3COOH], [(dap-ASTTTNYT-NH2)·2CF3COOH], essent Metala= éster metílic de L-alanina, phe= L-fenilalanina, Mettrp= éster metílic del L-triptofà. Aquests lligands diaminoquelatants s'han utilitzat per sintetitzar els corresponents complexos de Pt(II): PtCl2(Hdap), PtCl2(Hdab), PtCl2(Etdap), PtCl2(Etdab), PtCl2(dap-Metala), PtCl2(dab-Metala), PtCl2(dap-ala), PtCl2(dab-ala), PtCl2(dap-phe), PtCl2(dab-phe), PtCl2(dap-Mettrp), PtCl2(dab-Mettrp), PtCl2(dap-ASTTTNYT-NH2).A través de diferents tècniques i assaigs biològics (dicroisme circular, electroforesi en gel d'agarosa, microscopia de forces atòmiques, citometria de flux, assaigs de proliferació cel·lular) s'ha pogut demostrar l'activitat antitumoral d'aquests compostos. A través de la tècnica de dicroisme circular (DC) s'ha pogut demostrar que els lligands lliures no interaccionen covalentment amb el DNA de Calf Thymus i no modifiquen l'estructura secundària de la doble hèlix. En canvi, els respectius complexos han demostrat tenir capacitat per interaccionar amb el DNA i modificar la seva estructura secundària. Els complexos PtCl2(Hdap), PtCl2(Hdab) i PtCl2(dab-phe) mostren un comportament similar al cisplatí, generant adductes cis-bifuncionals que distorcionen la doble hèlix de forma no desnaturalitzant amb obertura de la doble cadena. Els complexos PtCl2(Etdap), PtCl2(Etdab), PtCl2(dap-ala), PtCl2(dab-ala), PtCl2(dap-Metala), PtCl2(dab-Metala), PtCl2(dap-phe), PtCl2(dap-ASTTTNYT-NH2) quan interaccionen amb el DNA generen un canvi en la conformació del DNA de la forma B a la forma C, produint-se un augment de la curvatura de l'hèlix per rotació de les bases nitrogenades. En aquests estudis s'ha comprovat que l'estructura del complex influeix en l'efecte generat sobre l'estructura secundària de l'àcid nucleic. En primer lloc, existeix una diferència en el comportament en funció del tamany del lligand diaminoquelatant, de manera que els complexos amb el lligand (dab) provoquen un efecte més remarcable. També s'observa aquest canvi de comportament al passar dels complexos que tenen el grup funcional esterificat als que el tenen protonat. D'aquesta manera, s'observa un major efecte sobre l'estructura secundària del DNA en aquells complexos que tenen el lligand diaminoquelatant de tres metilens (dab) i amb el grup carboxilat terminal protonat.Per tal de modelitzar la interacció d'aquests complexos amb el DNA, s'ha estudiat la interacció d'aquests compostos de Pt(II) amb 5'-GMP a través de RMN-1H, observant la variació dels senyals corresponents al H8 de 5'-GMP. Així s'ha pogut demostrar que aquests compostos interaccionen amb la 5'-GMP a través d'un enllaç covalent Pt-N7, de la mateixa manera a com interacciona el cisplatí.A través d'electroforesi en gel d'agarosa i microscopia de forces atòmiques (AFM) s'ha pogut determinar l'efecte que generen els lligands lliures i els respectius complexos de Pt(II) sobre l'estructura terciària del plasmidi pBR322. Els lligands provoquen un augment de l'agregació de les molècules de DNA i un lleuger augment de la compactació de l'estructura terciària. Aquests resultats s'atribueixen a la capacitat d'aquests compostos a interaccionar per pont d'hidrogen amb el DNA. Els corresponents complexos de Pt(II) provoquen un augment de l'agregació i una important compactació, degut per una banda a la capacitat de l'àtom de Pt a interaccionar covalentment amb el DNA, i per altra banda, a la capacitat del lligand a interaccionar per pont d'hidrogen amb l'àcid nucleic.Finalment s'ha estudiat l'activitat citotòxica d'aquests complexos de Pt(II) en diferents línies cel·lulars: A431 (línia de carcinoma epidermoide), HeLa (línia de carcinoma de coll d'úter) i HL-60 (línia promielocítica de leucèmia). Els complexos moderadament solubles en aigua, PtCl2(Hdap), PtCl2(Hdab), PtCl2(dap-ala), PtCl2(dab-ala), PtCl2(dap-phe) i PtCl2(dab-phe), han demostrat ser actius. L'activitat depèn de la concentració de complex, del temps d'incubació i de la línia cel·lular. Per temps d'incubació alts i concentracions de complex elevades s'observa la màxima activitat. Els complexos de l'alanina, PtCl2(dap-ala) i PtCl2(dab-ala), són els que mostren més activitat, mentre que els compostos de la fenilalanina són els menys actius, degut probablement a la voluminositat del lligand, la qual pot impedir o dificultar el transport del compost a través de la membrana cel·lular.L'activitat citotòxica dels complexos insolubles en aigua, PtCl2(Etdap) i PtCl2(Etdab), queda bloquejada per l'elevada concentració de DMSO (12%) necessària per solubilitzar els compostos. Aquests resultats permeten deduir que la presència d'un 12% de DMSO anul·la l'activitat d'aquests complexos, ja que el DMSO pot coordinar-se amb el Pt ocupant les posicions làbils del complex i evitant que es pugui coordinar amb el DNA.Els assaigs de proliferació cel·lular del complex PtCl2(dap-ASTTTNYT-NH2) i del pèptid lliure ASTTTNYT-NH2 han demostrat que ambdós compostos són actius. Tot i això, l'activitat del complex és superior a la del pèptid lliure, ja que el Pt pot interaccionar covalentment amb el DNA i augmentar l'efecte citotòxic. Per tant, el complex presenta un lligand portador biològicament actiu que pot transportar el metall a través de la membrana cel·lular i facilitar així la seva interacció amb el DNA.A través de la tècnica de citometria de flux s'ha comprovat que en tots els casos la mort cel·lular produïda pels complexos ha estat per apoptosi.Per últim, s'ha sintetitzat i caracteritzat un complex trinuclear de Pt(II), {[Pt(Me2Bpy)2][PtCl2(Me2Bpy)]2}, essent Me2Bpy= 4,4'-dimetil-2,2'-dipiridil. La resolució de la seva estructura per difracció de Raig-X ha permès determinar l'existència d'una interacció intramolecular Pt-Pt de 3.474 Å. / Cisplatin, PtCl2(NH3)2, has been one of the most used drugs for the cancer chemotherapy. However, due to its high toxicity and important side effects, new complexes have been synthesized in order to reduce these disadvantages.In that way, the work presented in this thesis is the synthesis and characterization of 13 Pt(II) complexes in order to study their antitumor activity. These complexes present some common traits: cis geometry, two labile chloride ligands, and one diamine chelating ligand derived from d,l-2,3-diaminopropionic acid (Hdap) and d,l-2,4-diaminobutyric acid (Hdab). These ligands have been derived using new synthetic strategies with different functional groups as ester, aminoacid and peptide type: Etdap·2HCl, Etdab·2HCl, [(dap-Metala)·2CF3COOH], [(dab-Metala)·2CF3COOH], [(dap-phe)·2CF3COOH], [(dab-phe)·2CF3COOH], [(dap-Mettrp)·2CF3COOH], [(dab-Mettrp)·2CF3COOH], [(dap-ASTTTNYT-NH2)·2CF3COOH], being Metala= methyl ester of L-alanine, phe= L-phenylalanine and Mettrp= methyl ester of L-triptophan. These ligands have been used for preparing the following Pt(II) complexes: PtCl2(Hdap), PtCl2(Hdab), PtCl2(Etdap), PtCl2(Etdab), PtCl2(dap-Metala), PtCl2(dab-Metala), PtCl2(dap-ala), PtCl2(dab-ala), PtCl2(dap-phe), PtCl2(dab-phe), PtCl2(dap-Mettrp), PtCl2(dab-Mettrp), PtCl2(dap-ASTTTNYT-NH2).Using different techniques and biologic assays (circular dichroism, agarose gel electrophoresis, atomic force microscopy, flow cytometry, cell proliferation assays) the antitumor activity of these complexes has been demonstrated.With circular dichroism it has been demonstrated that free ligands do not covalently bind Calf Thymus-DNA and do not modify its secondary structure. In constrast, the corresponding Pt(II) complexes are able to interact with DNA and modify its secondary structure. Complexes PtCl2(Hdap), PtCl2(Hdab) and PtCl2(dab-phe) behave in the same direction as cisplatin, forming cis-bifunctional intrastrand adducts that probably open the double helix. The other complexes, PtCl2(Etdap), PtCl2(Etdab), PtCl2(dap-ala), PtCl2(dab-ala), PtCl2(dap-Metala), PtCl2(dab-Metala), PtCl2(dap-phe), PtCl2(dap-ASTTTNYT-NH2), interact with DNA generating a BC transformation with increasing winding of the double helix by rotation of the bases. The influence of the complex structure in the effect on the secondary structure of DNA has been proved. Firstly, a difference in the behaviour exists depending on the ring size, so complexes with (dab) ligand cause bigger modifications. This kind of behaviour is also seen between complexes with ester groups at the C-terminus and complexes with carboxylic group. Thus, there is a greater effect in the secondary structure of the DNA in those complexes that have the (dab) ligand and a protonated carboxylate group.The interaction between the platinum complexes and 5'-GMP has been studied by 1H-NMR, following the variation of H8 signals from 5'-GMP. It has been demonstrated that all complexes covalently interact with 5'-GMP through the N7 of the base, as cisplatin do.The effect generated by free ligands and their Pt(II) complexes in the tertiary structure of pBR322 DNA has been determined by agarose gel electrophoresis and atomic force microscopy (AFM). Generally, the free ligands studied generate an increase of DNA aggregation and a slight coiling of the double helix, due to their possibility of forming hydrogen bonds with the DNA bases through different functional groups of their structure. The Pt(II) complexes generate an important coiling and aggregation of DNA, probably due to the covalent binding Pt-DNA and hydrogen bond interactions through their ligands.The cytotoxic activity of the Pt(II) complexes has been evaluated through cell proliferation assays in A431, HeLa and HL-60 cell lines using different incubation times (24h, 48h, 72h). The water-soluble complexes, PtCl2(Hdap), PtCl2(Hdab), PtCl2(dap-ala), PtCl2(dab-ala), PtCl2(dap-phe) i PtCl2(dab-phe), show antitumor activity in a dose- and time- dependent manner, gradually decreasing the cell survival percentage when the complex concentration increase, in the same direction as carboplatin. All these complexes present the highest activity at long incubation times and high complex concentration. The alanine complexes, PtCl2(dap-ala) and PtCl2(dab-ala) are the most active and those of phenylalanine are the less active, probably due to the ligand size, which can make its transport through cell membrane more difficult.The water-insoluble complexes, PtCl2(Etdap) and PtCl2(Etdab), apparently do not show antitumor activity due to the presence of 12% DMSO necessary por solving these complexes. In these conditions they do not cause a decrease in cell survival. The DMSO could interact with platinum, displacing the labile ligands of the complex and not allowing it to interact with DNA. Complex PtCl2(dap-ASTTTNYT-NH2) is also insoluble in water, but can be dissolved in 2% DMSO solution. Cell proliferation assays show that the free peptide, ASTTTNYT-NH2, and the platinum complex are both active. The activity of the complex is higher than the free peptide, probably because platinum can covalently interact with DNA and increase the cytotoxic effect. This result suggest that the ligand can act as a carrier ligand and make the interaction metal-DNA be easier.Flow cytometry assays have demonstrated that cell death generated by the complexes synthesized is apoptosis. Agarose gel electrophoresis of extracted DNA show a classical 200-base pair integer oligonucleosome ladder.A new trinuclear Pt(II) complex, {[Pt(Me2Bpy)2][PtCl2(Me2Bpy)]2} being Me2Bpy= 4,4'-dimethyl-2,2'-dipyridyl, has been synthesized and characterized. The X-ray diffraction of its structure shows the existence of an intramolecular Pt-Pt interaction of 3.474 Å.

As fosfolipases A2 (PLA2s, E.C. 3.1.1.4) pertencem a uma superfamília de enzimas que realizam a clivagem de fosfolipídios da membrana celular em ácidos graxos e lisofosfolipídios, numa reação dependente de cálcio. As PLA2s apresentam um importante papel em várias funções celulares, incluindo manutenção dos fosfolipídios celulares, geração de prostaglandinas e leucotrienos, tradução de sinais, proliferação celular e contração muscular. O presente trabalho teve como objetivo a caracterização estrutural e funcional de uma fosfolipase A2 ácida tóxica(BmooTX-I) isolada da peçonha da serpente Bothrops moojeni. A BmooTX-I foi purificada por uma combinação de cromatografias em resinas de troca iônica (DEAE-Sephacel), exclusão molecular (Sephadex G-75) e interação hidrofóbica (Phenyl-Sepharose CL-4B). A confirmação do grau de pureza foi realizada através de análise por espectrometria de massa MALDI TOF da BmooTX-I reduzida (monômero, 13.802,66 Da) e não reduzida (dímero, 27.506,38 Da), da focalização isoelétrica (pI 4,2) e de SDS-PAGE. A região N-terminal da enzima apresentou alta homologia com outras PLA2s Asp49 de peçonhas de serpentes. A BmooTX-I apresentou também elevada atividade fosfolipásica e induziu edema moderado in vivo. Além disso, foi capaz de inibir a agregação plaquetária e a coagulação do plasma, induzir a liberação de PGI2 por HUVECs e apresentar efeito citotóxico sobre células tumorais, bactérias e fungos. O tratamento da enzima com o reagente brometo de p-bromofenacila (BPB) neutralizou a atividade enzimática e de inibição da agregação plaquetária. A determinação da miotoxicidade foi realizada através da dosagem dos níveis de CK no plasma de camundongos previamente injetados com a toxina. A análise histopatológica das fibras musculares demonstrou a presença de infiltrado inflamatório e líquido intercelular, ambos confirmados pela análise ultra-estrutural. O presente trabalho deverá contribuir para a elucidação e determinação da composição bioquímica dos venenos animais, já que as fosfolipases A2 ácidas tóxicas possuem mecanismos de ação ainda não totalmente esclarecidos. / Phospholipases A2 (PLA2s, EC 3.1.1.4) belong to a superfamily of enzymes that perform the cleavage of phospholipids of cell membranes in fatty acids and lysophospholipids in a calcium dependent reaction. PLA2s have an important role in several cellular functions, including maintenance of cellular phospholipids, the generation of prostaglandins and leukotrienes, translation signals, cell proliferation and muscle contraction. This study aimed at the structural and functional characterization of an acidic and toxic phospholipase A¬2 (BmooTX-I) isolated from Bothrops moojeni snake venom. BmooTX-I was purified by a combination of chromatographic steps on resins of ion exchange (DEAE Sephacel), molecular exclusion (Sephadex G-75) and hydrophobic interaction (Phenyl Sepharose CL-4B). The confirmation of the purity degree was analyzed by MALDI TOF mass spectrometry of reduced BmooTX-I (monomer, 13,802.66 Da) and not reduced (dimer, 27,506.38 Da), by isoelectric focusing (pI 4.2) and by SDS-PAGE. The N-terminal region of the enzyme showed high homology with other Asp49 PLA2s of snake venoms. BmooTX-I also presented high phospholipase activity and induced moderate edema in vivo. Furthermore, this enzyme was capable of inhibiting platelet aggregation and plasma coagulation, inducing the release of PGI2 by HUVECs, also showing cytotoxic effects on tumor cells, bacteria and fungi. Treatment of the enzyme with the p-bromophenacyl bromide (BPB) neutralized the enzymatic activity and the inhibition of platelet aggregation. The determination of myotoxicity was accomplished through the determination of the CK levels in plasma of mice previously injected with the toxin. The histopathological analysis of muscle fibers showed the presence of inflammatory infiltration and intercellular fluid, both confirmed by ultrastructural analysis. This work contributes to the elucidation and determination of the biochemical composition of animal venoms, since the mechanisms of action of toxic acidic phospholipases A2 are not yet fully understood.

Les secrétions de peau des grenouilles néo tropicales et sud américaines contiennent un large éventail de molécules biologiquement actives et notamment les peptides ayant des propriétés antimicrobiennes. Disposant de sécrétions de peau de la grenouille sud américaine du genre Phyllomedusa bicolor, nous avons recherché la présence molécules ayant des activités antitumoraleet angiostatique. Deux peptides cationiques antimicrobiens membres de la famille des dermaseptine (Drs) ont été identifies comme possédant ces activités: les dermaseptines B2 et B3 (Drs B2 et Drs B3). Ces deux peptides sont ainsi capables d’inhiber la prolifération et la formation de colonies de différentes lignées de cellules tumorales, la prolifération des cellules endothéliales ainsi que la formation de pseudo-capillaires in vitro. D’autre part, la Drs B2 est également capable d’inhiber la croissance des cellules tumorales dans un modèle in vivo dexénogreffe. L’exploration du mécanisme d’action de la Drs B2 sur les cellules tumorales PC3 nous a permis de mettre en évidence un rapide re-largage de la LDH cytosolique, une absence d’activation des caspases-3, -9 et -8 ainsi que l’absence de modification du potentiel de membrane mitochondriale. L’ensemble de ces données semble indiquer que la Drs B2 n’induit pas la mort de cellules tumorales par un mécanisme d’apoptose mais plus probablement par une fixation à la surface de cellules entraînant une lyse rapide de la membrane plasmique des cellules conduisant à une mort par nécrose. En conclusion, la Drs B2 est une molécule qui cible préférentiellement les cellules tumorales pour des concentrations efficaces de l’ordre du micro molaire, ce qui en fait un outil pharmacologique potentiellement intéressant pour le traitement du cancer. / The skin secretions of neotropical and South American frogs contains large amounts of a widerange of biological active molecules. Commonly studied are peptides with antimicrobialactivities. In this study we have postulated that the skin secretions from the South Americanfrog Phyllomedusa bicolor contain molecules with antitumor and angiostatic activities. Twowell known cationic alpha helical antimicrobial peptides of the dermaseptin (Drs) family wereidentified to have these activities: Drs B2 and Drs B3. Both peptides inhibited proliferationand colony formation of various tumor cell lines, and the proliferation and capillary formationof endothelial cell in vitro. Furthermore, Drs B2 inhibited tumor growth in a PC3 xenograftmodel in vivo.Research on the mechanism of action of Drs B2 on tumor cells PC3 demonstrated a rapidincreasing amount of cytosolic LDH, no activation of caspase-3, -9 or -8, and no changes inmitochondrial membrane potential. These data together indicate that Drs B2 does not act byapoptosis but possibly could fix to the tumor cell surface, disrupt the cellular plasmamembrane leading to its death by necrosis.In conclusion, Drs B2 could be an new interesting and promising pharmacological leadermolecule for the treatment of cancer. Its antitumor and angiostatic activities, especially itsselective targeting of tumoral cells with micro molar concentrations propose Drs B2 as anpotential candidate for the development of a new efficient targeting therapy against cancer.