Os novos agentes alquilantes Zalypsis e o Tryptamicidin são moléculas estruturalmente relacionadas à trabectedina e possuem a habilidade de ligarem-se à volta menor do DNA. Por apresentarem potente atividade antitumoral em modelos in vitro e in vivo, estes agentes estão atualmente sendo avaliados em ensaios clínicos I e II para o tratamento de diferentes tipos de tumores sólidos e hematológicos. Por outro lado, o 3’3-ditrifluometildifenil disseneleto (DFDD) é um composto orgânico de selênio que demonstra interessantes atividades antioxidantes em modelos biológicos in vitro e in vivo e está em fase inicial de desenvolvimento. No presente trabalho, buscou-se avaliar os mecanismos de ação dos três novos agentes principalmente em relação à maquinaria macromolecular. Dentre os principais resultados encontrados, destaca-se a potente atividade citotóxica do Zalypsis e Tryptamicidin em diferentes linhagens tumorais e a capacidade de indução de quebras duplas no DNA (DSB) de maneira dependente de replicação por esses agentes. Além disso, a utilização de linhagens celulares deficientes em genes que codificam proteínas envolvidas nos sistemas de reparação por recombinação homóloga (HRR) e não-homóloga (NHEJ), permitiu a identificação do sistema HRR como a principal via implicada na reparação das lesões induzidas pelo Zalypsis e Tryptamicidin. Por outro lado, embora o NER não seja capaz de reparar as lesões induzidas pelo Tryptamicidin, este agente mostrou interferir na maquinaria do NER, impedindo a reparação de lesões induzidas pelo UV, como verificado pelo teste UDS. Considerando que linhagens tumorais resistentes a agentes platinados possuem uma alta atividade das enzimas do NER, buscou-se investigar a ação do Tryptamicidin nestas células. Como esperado, o Tryptamicidin, assim como a trabectedina, demonstrou potente atividade citotóxica nestas linhagens e ainda mostrou efeito sinérgico quando associado à cisplatina em linhagens resistentes a este agente platinado. Adicionalmente, usando linhagens celulares tumorais e extratos de ovos de Xenopus laevis, foi verificado que o Zalypsis, mesmo em baixas concentrações e curtos períodos de tratamento, também é capaz de bloquear a replicação sem causar, no entanto, parada no ciclo celular e ativação das vias clássicas de sinalização de danos no DNA (DNA damage response). Adicionalmente, foi observado pela primeira vez que o DFDD foi capaz de proteger o DNA contra os efeitos genotóxicos e mutagênicos do peróxido de hidrogênio (H2O2) em diferentes modelos biológicos. Estes resultados reforçam as atividades antioxidantes deste composto de selênio que parecem estar relacionadas à ação direta do DFDD na molécula do H2O2. Os dados apresentados nesta tese elucidaram aspectos importantes dos mecanismos de ação dos novos agentes Zalypsis, Tryptamicidin e DFDD, ressaltando a importância dessas moléculas que, como agentes únicos ou em associação, poderão contribuir para a melhoria da terapia antitumoral. / Zalypsis and Tryptamicidin are new covalent minor groove binders structurally related to trabectedin. Both compounds have shown potent antitumoral activities in vitro and in vivo tumor models and are currently under clinical phase I and II in patients with different haematological and solid tumors. 3’3- ditrifluoromethyldyphenil diselenide (DFDD) is an organic selenium compound that demonstrated interesting antioxidant activities both in vitro and in vivo and is under early phase of development. The aim of this work was evaluate the mechanism of action of these new products focusing on the macromolecular machinery. Interestingly, Zalypsis and Tryptamicidin display strong cytotoxic activities in different tumor cell lines and these drugs are able to induce replication-dependent double strand breaks (DSB). Using homologous recombination repair (HRR) and nonhomologous end-joining repair (NHEJ) deficient and proficient cell lines, it was found that the HRR is the principal pathway implicated in the repair of the DNA lesions induced by Zalypsis and Tryptamicidin. Our results also demonstrate that although Tryptamicidin is not repaired by NER, this compound is able to interfere with the NER machinery thereby attenuating the repair of specific NER substrates, as verified by UDS test. Importantly, Tryptamicidin and trabectedin show unchanged or even enhanced activity towards all four cisplatin- and oxaliplatin-resistant cell lines and combinations of these drugs and cisplatin were mostly synergistic toward both parental and cisplatin-resistant ovarian carcinoma cells. We also demonstrate for the first time that Zalypsis, even in low doses and short treatment periods, was able to block the replication in tumor cell lines and Xenopus laevis egg extracts. Interestingly, this blockage did not trigger cell cycle arrest or DNA damage response and, as a result, leads to early cell death. On the other hand, DFDD is able to protect the DNA against the genotoxicity and mutagenicity induced by hydrogen peroxide in bacteria, yeast and cultured mammalian cells. Using in vitro tests, we also illustrated that DFDD directly acts on H2O2 molecule mimicking catalase-like activity. Indeed, these results reinforce the antioxidant property of DFDD that probably play a fundamental role in the DNA protection showed by this selenium compound. Taken together, our findings elucidate important aspects of the mechanism of action of the new agents Zalypsis, Tryptamicidin and DFDD, highlighting the promising activities of these drugs which, employed as single or in association, might contribute for the antitumoral therapy.

O 3’3-ditrifluormetildifenil disseleneto (DFDD) é um composto organoselenado análogo ao disseleneto de difenila (DPDS). No entanto, diferentemente do DPDS, maiores estudos em relação às atividades biológicas do DFDD ainda permanecem escassos na literatura. Com o objetivo de ampliar o conhecimento dos efeitos biológicos do DFDD, nesse estudo investigou-se a interferência desta molécula no neurocomportamento em camundongos. Além disso, as atividades genotóxicas deste organoselenado em linhagens de Salmonella typhimurium, Saccharomyces cerevisiae e em células de mamíferos em cultura (células V79) também foram avaliadas. Nos ensaios neurocomportamentais em camundongos, o DFDD apresentou uma interessante atividade bloqueadora da estereotipia induzida por apomorfina, que é um modelo animal de esquizofrenia, sem agir sobre outros parâmetros importantes como a memória, ansiedade, exploração e locomoção detectados nas tarefas de esquiva inibitória, campo aberto e habituação a um novo ambiente. Demonstrou-se também neste trabalho que o DFDD não foi mutagênico no Teste Salmonella/microssoma tanto na presença quanto na ausência de ativação metabólica. Entretanto, em linhagens de S. cerevisiae, o DFDD induziu mutações “forward” e reversa, porém lócus não-específico. Diferentemente do seu análogo estrutural DPDS, o DFDD não foi capaz de induzir mutações “frameshift” em S. typhimurium ou S. cerevisiae mesmo quando as linhagens foram tratadas em condições de crescimento. Deste modo, sugere-se que o DFDD não é capaz de se intercalar entre as bases do DNA e que, possivelmente, este efeito seja provocado por um impedimento alostérico causado pelos grupamentos CF3 presentes neste organoselenado. Além disso, o DFDD mostrou-se um fraco agente citotóxico e genotóxico em S. cerevisiae e células V79. Por outro lado, como foi demonstrado no Teste Salmonella/microssoma, o DFDD apresentou um efeito protetor contra a mutagenicidade induzida por peróxido de hidrogênio. De maneira interessante, utilizando um ensaio in vitro, mostrou-se que o DFDD possui uma atividade “catalase-like” até o momento não apresentada por nenhum outro composto organoselenado. No presente trabalho tornou-se evidente também que o DFDD atua de maneira distinta do seu análogo DPDS em vários modelos experimentais e que, provavelmente, os grupamentos CF3 presentes no DFDD sejam de fundamental importância para as interessantes atividades demonstradas por este disseleneto.

Os novos agentes alquilantes Zalypsis e o Tryptamicidin são moléculas estruturalmente relacionadas à trabectedina e possuem a habilidade de ligarem-se à volta menor do DNA. Por apresentarem potente atividade antitumoral em modelos in vitro e in vivo, estes agentes estão atualmente sendo avaliados em ensaios clínicos I e II para o tratamento de diferentes tipos de tumores sólidos e hematológicos. Por outro lado, o 3’3-ditrifluometildifenil disseneleto (DFDD) é um composto orgânico de selênio que demonstra interessantes atividades antioxidantes em modelos biológicos in vitro e in vivo e está em fase inicial de desenvolvimento. No presente trabalho, buscou-se avaliar os mecanismos de ação dos três novos agentes principalmente em relação à maquinaria macromolecular. Dentre os principais resultados encontrados, destaca-se a potente atividade citotóxica do Zalypsis e Tryptamicidin em diferentes linhagens tumorais e a capacidade de indução de quebras duplas no DNA (DSB) de maneira dependente de replicação por esses agentes. Além disso, a utilização de linhagens celulares deficientes em genes que codificam proteínas envolvidas nos sistemas de reparação por recombinação homóloga (HRR) e não-homóloga (NHEJ), permitiu a identificação do sistema HRR como a principal via implicada na reparação das lesões induzidas pelo Zalypsis e Tryptamicidin. Por outro lado, embora o NER não seja capaz de reparar as lesões induzidas pelo Tryptamicidin, este agente mostrou interferir na maquinaria do NER, impedindo a reparação de lesões induzidas pelo UV, como verificado pelo teste UDS. Considerando que linhagens tumorais resistentes a agentes platinados possuem uma alta atividade das enzimas do NER, buscou-se investigar a ação do Tryptamicidin nestas células. Como esperado, o Tryptamicidin, assim como a trabectedina, demonstrou potente atividade citotóxica nestas linhagens e ainda mostrou efeito sinérgico quando associado à cisplatina em linhagens resistentes a este agente platinado. Adicionalmente, usando linhagens celulares tumorais e extratos de ovos de Xenopus laevis, foi verificado que o Zalypsis, mesmo em baixas concentrações e curtos períodos de tratamento, também é capaz de bloquear a replicação sem causar, no entanto, parada no ciclo celular e ativação das vias clássicas de sinalização de danos no DNA (DNA damage response). Adicionalmente, foi observado pela primeira vez que o DFDD foi capaz de proteger o DNA contra os efeitos genotóxicos e mutagênicos do peróxido de hidrogênio (H2O2) em diferentes modelos biológicos. Estes resultados reforçam as atividades antioxidantes deste composto de selênio que parecem estar relacionadas à ação direta do DFDD na molécula do H2O2. Os dados apresentados nesta tese elucidaram aspectos importantes dos mecanismos de ação dos novos agentes Zalypsis, Tryptamicidin e DFDD, ressaltando a importância dessas moléculas que, como agentes únicos ou em associação, poderão contribuir para a melhoria da terapia antitumoral. / Zalypsis and Tryptamicidin are new covalent minor groove binders structurally related to trabectedin. Both compounds have shown potent antitumoral activities in vitro and in vivo tumor models and are currently under clinical phase I and II in patients with different haematological and solid tumors. 3’3- ditrifluoromethyldyphenil diselenide (DFDD) is an organic selenium compound that demonstrated interesting antioxidant activities both in vitro and in vivo and is under early phase of development. The aim of this work was evaluate the mechanism of action of these new products focusing on the macromolecular machinery. Interestingly, Zalypsis and Tryptamicidin display strong cytotoxic activities in different tumor cell lines and these drugs are able to induce replication-dependent double strand breaks (DSB). Using homologous recombination repair (HRR) and nonhomologous end-joining repair (NHEJ) deficient and proficient cell lines, it was found that the HRR is the principal pathway implicated in the repair of the DNA lesions induced by Zalypsis and Tryptamicidin. Our results also demonstrate that although Tryptamicidin is not repaired by NER, this compound is able to interfere with the NER machinery thereby attenuating the repair of specific NER substrates, as verified by UDS test. Importantly, Tryptamicidin and trabectedin show unchanged or even enhanced activity towards all four cisplatin- and oxaliplatin-resistant cell lines and combinations of these drugs and cisplatin were mostly synergistic toward both parental and cisplatin-resistant ovarian carcinoma cells. We also demonstrate for the first time that Zalypsis, even in low doses and short treatment periods, was able to block the replication in tumor cell lines and Xenopus laevis egg extracts. Interestingly, this blockage did not trigger cell cycle arrest or DNA damage response and, as a result, leads to early cell death. On the other hand, DFDD is able to protect the DNA against the genotoxicity and mutagenicity induced by hydrogen peroxide in bacteria, yeast and cultured mammalian cells. Using in vitro tests, we also illustrated that DFDD directly acts on H2O2 molecule mimicking catalase-like activity. Indeed, these results reinforce the antioxidant property of DFDD that probably play a fundamental role in the DNA protection showed by this selenium compound. Taken together, our findings elucidate important aspects of the mechanism of action of the new agents Zalypsis, Tryptamicidin and DFDD, highlighting the promising activities of these drugs which, employed as single or in association, might contribute for the antitumoral therapy.

O 3’3-ditrifluormetildifenil disseleneto (DFDD) é um composto organoselenado análogo ao disseleneto de difenila (DPDS). No entanto, diferentemente do DPDS, maiores estudos em relação às atividades biológicas do DFDD ainda permanecem escassos na literatura. Com o objetivo de ampliar o conhecimento dos efeitos biológicos do DFDD, nesse estudo investigou-se a interferência desta molécula no neurocomportamento em camundongos. Além disso, as atividades genotóxicas deste organoselenado em linhagens de Salmonella typhimurium, Saccharomyces cerevisiae e em células de mamíferos em cultura (células V79) também foram avaliadas. Nos ensaios neurocomportamentais em camundongos, o DFDD apresentou uma interessante atividade bloqueadora da estereotipia induzida por apomorfina, que é um modelo animal de esquizofrenia, sem agir sobre outros parâmetros importantes como a memória, ansiedade, exploração e locomoção detectados nas tarefas de esquiva inibitória, campo aberto e habituação a um novo ambiente. Demonstrou-se também neste trabalho que o DFDD não foi mutagênico no Teste Salmonella/microssoma tanto na presença quanto na ausência de ativação metabólica. Entretanto, em linhagens de S. cerevisiae, o DFDD induziu mutações “forward” e reversa, porém lócus não-específico. Diferentemente do seu análogo estrutural DPDS, o DFDD não foi capaz de induzir mutações “frameshift” em S. typhimurium ou S. cerevisiae mesmo quando as linhagens foram tratadas em condições de crescimento. Deste modo, sugere-se que o DFDD não é capaz de se intercalar entre as bases do DNA e que, possivelmente, este efeito seja provocado por um impedimento alostérico causado pelos grupamentos CF3 presentes neste organoselenado. Além disso, o DFDD mostrou-se um fraco agente citotóxico e genotóxico em S. cerevisiae e células V79. Por outro lado, como foi demonstrado no Teste Salmonella/microssoma, o DFDD apresentou um efeito protetor contra a mutagenicidade induzida por peróxido de hidrogênio. De maneira interessante, utilizando um ensaio in vitro, mostrou-se que o DFDD possui uma atividade “catalase-like” até o momento não apresentada por nenhum outro composto organoselenado. No presente trabalho tornou-se evidente também que o DFDD atua de maneira distinta do seu análogo DPDS em vários modelos experimentais e que, provavelmente, os grupamentos CF3 presentes no DFDD sejam de fundamental importância para as interessantes atividades demonstradas por este disseleneto.

The importance of reactive oxygen species in the pathophysiology of sepsis is well established. But not yet has an effective antioxidant therapy for use in these patients. It is known that mitochondria from different organs have different resistances to oxidative damage. In a first step, we evaluated the effect on mortality at 10 days of various doses of diphenyl diselenide (PhSe)2 (10 mg / kg, 50 mg / kg, 100 mg / kg) following induction of sepsis in an animal model for Cecal Ligation and puncture (CLP) in relation to the model CLP + vehicle and sham. The dose of 50 mg / kg (PhSe)2 was the one that caused a significant reduction of mortality compared to the sham group (30% vs 70% respectively). In a second phase, we evaluate the action of (PhSe)2 50 mg / kg on protein carbonylation, 12 and 24 hours after induction of sepsis in the same animal model CLP. Male Wistar rats (250-300g) were divided into 3 groups (sham, vehicle + CLP and CLP + 50 mg / kg (PhSe)2). The antioxidant was administered 1 and 12 hours after the surgical procedure. Since the animals were sacrificed 12 and 24 hours after surgery, with subsequent removal of the liver, spleen, lung, heart, kidney and quadriceps for analysis of protein carbonylation. At 12 hours later, the presence of protein carbonyls in the liver, spleen and kidneys of rats subjected to CLP showed significantly higher compared to the sham group. The addition of (PhSe)2 caused a significant reduction in protein carbonylation in the liver, heart and kidney. After 24 hours of evolution, the presence of carbonyl protein remained significantly higher in the liver, spleen and kidneys, in addition to show elevated in heart and quadriceps of rats subjected to CLP. In late evaluation, the addition of (PhSe)2 caused a reduction of carbonyl protein only in the heart and quadriceps. Despite the reduction in mortality, the analysis of individual organs showed discrepant with antioxidant activity of (PhSe)2 only in some organs. / Submitted by Rogele Pinheiro (rogele.pinheiro@unisul.br) on 2017-10-23T17:16:42Z No. of bitstreams: 1 106765_Charles.pdf: 829490 bytes, checksum: 2f2f96b37deef85e95f33d0723e38d91 (MD5) / Approved for entry into archive by Caroline Correa da Cruz (caroline.cruz@unisul.br) on 2017-10-23T20:16:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 106765_Charles.pdf: 829490 bytes, checksum: 2f2f96b37deef85e95f33d0723e38d91 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-23T20:16:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 106765_Charles.pdf: 829490 bytes, checksum: 2f2f96b37deef85e95f33d0723e38d91 (MD5) Previous issue date: 2013-03-18 / A importância das espécies reativas de oxigênio (ERO) na fisiopatologia da sepse encontra-se bem estabelecida. Porém ainda não se dispõe de uma terapia antioxidante eficaz para a utilização nestes pacientes. Sabe-se que as mitocôndrias, dos diversos órgãos, apresentam resistências diferentes ao dano oxidativo. Em uma primeira fase, avaliamos o efeito sobre a mortalidade em 10 dias de diversas doses do disseleneto de difenila (PhSe)2 (10 mg/Kg, 50 mg/Kg, 100 mg/Kg) após indução de sepse em um modelo animal por ligação e perfuração cecal (CLP – do inglês Cecal Ligation and Puncture) em relação ao modelo CLP + veículo e sham. A dose de 50 mg/Kg de (PhSe)2 foi a única que acarretou uma redução significativa da mortalidade em relação ao sham (30% versus 70% respectivamente). Em uma segunda fase, avaliamos a ação do (PhSe)2 50 mg/Kg sobre a carbonilação de proteínas, 12 e 24 horas após a indução de sepse no mesmo modelo animal de CLP. Ratos Wistar adultos (250-300g) foram divididos em 3 grupos (sham, CLP + veículo e CLP + 50 mg/Kg de (PhSe)2). O antioxidante foi administrado 1 e 12 horas após o procedimento cirúrgico. Sendo que os animais foram eutanasiados 12 e 24 horas após a cirurgia, com posterior remoção do fígado, baço, pulmão, coração, rim e quadríceps para análise da carbonilação de proteínas. Com 12 horas de evolução, a presença de proteínas carboniladas no fígado, baço e rins dos ratos submetidos à CLP demonstrou-se significativamente maior quando comparado ao grupo sham. A adição do (PhSe)2 acarretou uma redução significativa da carbonilação protéica no fígado, coração e rim. Com 24 horas de evolução, a presença das proteínas carboniladas manteve-se significativamente mais elevada no fígado, baço e rim, além de se mostrar elevada no coração e quadríceps dos ratos submetidos à CLP. Na avaliação tardia, a adição do (PhSe)2 acarretou redução das proteínas carboniladas apenas no coração e quadríceps. Apesar da redução da mortalidade demonstrada na primeira fase do estudo, a análise individual dos órgãos na fase seguinte mostrou-se discrepante, com atividade antioxidante do (PhSe)2 apenas em alguns órgãos.

Os novos agentes alquilantes Zalypsis e o Tryptamicidin são moléculas estruturalmente relacionadas à trabectedina e possuem a habilidade de ligarem-se à volta menor do DNA. Por apresentarem potente atividade antitumoral em modelos in vitro e in vivo, estes agentes estão atualmente sendo avaliados em ensaios clínicos I e II para o tratamento de diferentes tipos de tumores sólidos e hematológicos. Por outro lado, o 3’3-ditrifluometildifenil disseneleto (DFDD) é um composto orgânico de selênio que demonstra interessantes atividades antioxidantes em modelos biológicos in vitro e in vivo e está em fase inicial de desenvolvimento. No presente trabalho, buscou-se avaliar os mecanismos de ação dos três novos agentes principalmente em relação à maquinaria macromolecular. Dentre os principais resultados encontrados, destaca-se a potente atividade citotóxica do Zalypsis e Tryptamicidin em diferentes linhagens tumorais e a capacidade de indução de quebras duplas no DNA (DSB) de maneira dependente de replicação por esses agentes. Além disso, a utilização de linhagens celulares deficientes em genes que codificam proteínas envolvidas nos sistemas de reparação por recombinação homóloga (HRR) e não-homóloga (NHEJ), permitiu a identificação do sistema HRR como a principal via implicada na reparação das lesões induzidas pelo Zalypsis e Tryptamicidin. Por outro lado, embora o NER não seja capaz de reparar as lesões induzidas pelo Tryptamicidin, este agente mostrou interferir na maquinaria do NER, impedindo a reparação de lesões induzidas pelo UV, como verificado pelo teste UDS. Considerando que linhagens tumorais resistentes a agentes platinados possuem uma alta atividade das enzimas do NER, buscou-se investigar a ação do Tryptamicidin nestas células. Como esperado, o Tryptamicidin, assim como a trabectedina, demonstrou potente atividade citotóxica nestas linhagens e ainda mostrou efeito sinérgico quando associado à cisplatina em linhagens resistentes a este agente platinado. Adicionalmente, usando linhagens celulares tumorais e extratos de ovos de Xenopus laevis, foi verificado que o Zalypsis, mesmo em baixas concentrações e curtos períodos de tratamento, também é capaz de bloquear a replicação sem causar, no entanto, parada no ciclo celular e ativação das vias clássicas de sinalização de danos no DNA (DNA damage response). Adicionalmente, foi observado pela primeira vez que o DFDD foi capaz de proteger o DNA contra os efeitos genotóxicos e mutagênicos do peróxido de hidrogênio (H2O2) em diferentes modelos biológicos. Estes resultados reforçam as atividades antioxidantes deste composto de selênio que parecem estar relacionadas à ação direta do DFDD na molécula do H2O2. Os dados apresentados nesta tese elucidaram aspectos importantes dos mecanismos de ação dos novos agentes Zalypsis, Tryptamicidin e DFDD, ressaltando a importância dessas moléculas que, como agentes únicos ou em associação, poderão contribuir para a melhoria da terapia antitumoral. / Zalypsis and Tryptamicidin are new covalent minor groove binders structurally related to trabectedin. Both compounds have shown potent antitumoral activities in vitro and in vivo tumor models and are currently under clinical phase I and II in patients with different haematological and solid tumors. 3’3- ditrifluoromethyldyphenil diselenide (DFDD) is an organic selenium compound that demonstrated interesting antioxidant activities both in vitro and in vivo and is under early phase of development. The aim of this work was evaluate the mechanism of action of these new products focusing on the macromolecular machinery. Interestingly, Zalypsis and Tryptamicidin display strong cytotoxic activities in different tumor cell lines and these drugs are able to induce replication-dependent double strand breaks (DSB). Using homologous recombination repair (HRR) and nonhomologous end-joining repair (NHEJ) deficient and proficient cell lines, it was found that the HRR is the principal pathway implicated in the repair of the DNA lesions induced by Zalypsis and Tryptamicidin. Our results also demonstrate that although Tryptamicidin is not repaired by NER, this compound is able to interfere with the NER machinery thereby attenuating the repair of specific NER substrates, as verified by UDS test. Importantly, Tryptamicidin and trabectedin show unchanged or even enhanced activity towards all four cisplatin- and oxaliplatin-resistant cell lines and combinations of these drugs and cisplatin were mostly synergistic toward both parental and cisplatin-resistant ovarian carcinoma cells. We also demonstrate for the first time that Zalypsis, even in low doses and short treatment periods, was able to block the replication in tumor cell lines and Xenopus laevis egg extracts. Interestingly, this blockage did not trigger cell cycle arrest or DNA damage response and, as a result, leads to early cell death. On the other hand, DFDD is able to protect the DNA against the genotoxicity and mutagenicity induced by hydrogen peroxide in bacteria, yeast and cultured mammalian cells. Using in vitro tests, we also illustrated that DFDD directly acts on H2O2 molecule mimicking catalase-like activity. Indeed, these results reinforce the antioxidant property of DFDD that probably play a fundamental role in the DNA protection showed by this selenium compound. Taken together, our findings elucidate important aspects of the mechanism of action of the new agents Zalypsis, Tryptamicidin and DFDD, highlighting the promising activities of these drugs which, employed as single or in association, might contribute for the antitumoral therapy.

O 3’3-ditrifluormetildifenil disseleneto (DFDD) é um composto organoselenado análogo ao disseleneto de difenila (DPDS). No entanto, diferentemente do DPDS, maiores estudos em relação às atividades biológicas do DFDD ainda permanecem escassos na literatura. Com o objetivo de ampliar o conhecimento dos efeitos biológicos do DFDD, nesse estudo investigou-se a interferência desta molécula no neurocomportamento em camundongos. Além disso, as atividades genotóxicas deste organoselenado em linhagens de Salmonella typhimurium, Saccharomyces cerevisiae e em células de mamíferos em cultura (células V79) também foram avaliadas. Nos ensaios neurocomportamentais em camundongos, o DFDD apresentou uma interessante atividade bloqueadora da estereotipia induzida por apomorfina, que é um modelo animal de esquizofrenia, sem agir sobre outros parâmetros importantes como a memória, ansiedade, exploração e locomoção detectados nas tarefas de esquiva inibitória, campo aberto e habituação a um novo ambiente. Demonstrou-se também neste trabalho que o DFDD não foi mutagênico no Teste Salmonella/microssoma tanto na presença quanto na ausência de ativação metabólica. Entretanto, em linhagens de S. cerevisiae, o DFDD induziu mutações “forward” e reversa, porém lócus não-específico. Diferentemente do seu análogo estrutural DPDS, o DFDD não foi capaz de induzir mutações “frameshift” em S. typhimurium ou S. cerevisiae mesmo quando as linhagens foram tratadas em condições de crescimento. Deste modo, sugere-se que o DFDD não é capaz de se intercalar entre as bases do DNA e que, possivelmente, este efeito seja provocado por um impedimento alostérico causado pelos grupamentos CF3 presentes neste organoselenado. Além disso, o DFDD mostrou-se um fraco agente citotóxico e genotóxico em S. cerevisiae e células V79. Por outro lado, como foi demonstrado no Teste Salmonella/microssoma, o DFDD apresentou um efeito protetor contra a mutagenicidade induzida por peróxido de hidrogênio. De maneira interessante, utilizando um ensaio in vitro, mostrou-se que o DFDD possui uma atividade “catalase-like” até o momento não apresentada por nenhum outro composto organoselenado. No presente trabalho tornou-se evidente também que o DFDD atua de maneira distinta do seu análogo DPDS em vários modelos experimentais e que, provavelmente, os grupamentos CF3 presentes no DFDD sejam de fundamental importância para as interessantes atividades demonstradas por este disseleneto.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The water pollution, derived from several human activities, results in harmful effects to the ecosystems involved. In order to verify the potential toxicity of xenobiotics, it is usual to use carps (Cyprinus carpio) as exposure model. Among the pollutants that could cause damage to aquatic biota, it is believed that selective herbicides, such as atrazine (ATZ), have low toxic effect on wildlife. However, there are reports of direct effects on development, growth, reproduction and behavior of fish exposed to ATZ. Considering that selenium is an essential trace element for the adequate cell function and is present in important antioxidant enzymes, is very important its appropriate food supply for fish. Therefore, supplementation of diets with selenium compounds increases the antioxidant profile of several model organisms, protecting them from adverse effects of environmental pollutants. Considering the harmful effects from exposure to ATZ, this study aimed to investigate the beneficial effects of diet supplemented with diphenyl diselenide [(PhSe)2], an organic compound of selenium, in carps exposed to ATZ. Thus, carp were fed for 60 days with diet control and diet supplemented with 3 mg/kg of (PhSe)2. Subsequently, they were exposed to ATZ (concentrations of 0, 2, and 10 μg/L) for 96h. At the end of the experiment, the carps were euthanized and tissues (gills, liver and muscle) were dissected and frozen for further biochemical assays. ATZ accumulated in muscle of carp directly related to the concentration of exposure. It was observed that both ATZ concentrations generated oxidative damage, represented by lipid peroxidation, measured as thiobarbituric reactive species (TBARS) levels. The protein oxidation, measured as the protein carbonyl content, showed an increase compared to the control results. Dietary supplementation with (PhSe)2 prevented oxidative damage, maintaining the levels of TBARS and protein carbonyl content similar to control . Exposure to ATZ inhibited the activity of the enzymes glutathione S-transferase (GST) and glutathione peroxidase (GPx), however this inhibition was relatively prevented in carp fed with (PhSe)2. Thus, acute exposure to ATZ caused biochemical changes in carp, and some of these alterations were prevented by dietary supplementation with (PhSe)2. / A poluição aquática, oriunda de diversas atividades humanas, acarreta em efeitos nocivos aos ecossistemas envolvidos. Com o intuito de verificar o potencial tóxico de xenobióticos, é usual a utilização de carpas (Cyprinus carpio) como modelo de exposição. Dentre os poluentes passíveis de causar danos à biota aquática, acredita-se que os herbicidas seletivos, como a atrazina (ATZ), possuam baixo efeito tóxico à fauna. No entanto, existem relatos de efeitos diretos em desenvolvimento, crescimento, reprodução e comportamento de peixes expostos a ATZ. Considerando-se que o selênio é um elemento traço essencial para o adequado funcionamento celular e que está presente em importantes enzimas antioxidantes, é de suma importância seu fornecimento alimentar adequado aos peixes. Logo, a suplementação de dietas com compostos de selênio tende a melhorar o perfil antioxidante de diversos organismos modelo, protegendo-os de efeitos adversos de poluentes ambientais. Considerando-se os efeitos nocivos causados por exposição a ATZ, esta pesquisa objetivou investigar efeitos benéficos de dieta suplementada com disseleneto de difenila [(PhSe)2], um composto orgânico de selênio, em carpas expostas a ATZ. As carpas foram alimentadas durante 60 dias com dieta controle e dieta suplementada com 3mg/kg de (PhSe)2. Posteriormente, foram expostas a ATZ (concentrações de 0, 2 e 10 μg/L) durante 96h. Ao final do experimento, as carpas foram submetidas a eutanásia e os tecidos (brânquias, fígado e músculo) foram dissecados e congelados para posteriores ensaios bioquímicos. Constatou-se acúmulo de ATZ em músculo das carpas, sendo dependente da concentração de exposição. Verificou-se que ambas concentrações de ATZ geraram dano oxidativo, representado pela peroxidação lipídica, medida através dos níveis de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS). A oxidação de proteínas, aferida através do conteúdo de proteína carbonilada, demonstrou aumento em relação aos resultados controle. A suplementação da dieta com (PhSe)2 preveniu o dano oxidativo, mantendo os níveis de TBARS e de proteína carbonilada próximos aos valores do controle. Identificou-se inibição na atividade das enzimas glutationa S-transferase (GST) e glutationa peroxidase (GPx) pela exposição a ATZ, no entanto esta inibição foi relativamente prevenida em carpas alimentadas com (PhSe)2. Portanto, exposição aguda a ATZ causou alterações bioquímicas em carpas, e algumas destas alterações foram prevenidas pela suplementação da dieta com (PhSe)2.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Organophosphorus (OP), among them malathion, are responsible for most of the poisonings reported annually in Brazil. In addition to symptoms of cholinergic poisoning, the exposure to OP causes affective and cognitive disorders, which are not necessarily related to acetylcholinesterase (AChE) enzyme activity inhibition. One of these disorders is depression. Diphenyl diselenide [(PhSe)2] is an organoselenium compound that presents pharmacological effects, among them the antioxidant effect. Therefore, this study was designed to investigate a potential antidepressant-like effect of (PhSe)2 on a depression model induced by malathion in rats. The role of Na+K+ ATPase, AChE and monoamine oxidase (MAO) activities and oxidative stress was investigated in cerebral cortices of rats. Rats were exposed once a day for three consecutive days to malathion (50 mg/kg, intraperitoneal) and (PhSe)2 (50 mg/kg, oral). To investigate the antidepressant-like behavior rats were submitted to the forced swimming test (FST) and the open-field test (OFT). Thiobarbituric acid reactive species (TBARS) levels, enzymatic and non-enzymatic antioxidant defenses were carried out in cerebral cortices of rats. The results confirmed that malathion increased immobility time in the FST without altering the locomotor performance in the OFT. Treatment with (PhSe)2 ameliorated performance in the FST without altering the crossing numbers in the OFT. The inhibition of Na+K+ATPase activity caused by malathion was prevented by treatment with (PhSe)2. Exposure to malathion did not alter parameters of oxidative stress as well as AChE and MAO activities in cerebral cortex of rats. In conclusion, (PhSe)2 exerted antidepressant-like effect in rats exposed to malathion. Na+K+ ATPase activity is, at least in part, involved in (PhSe)2 antidepressant-like behavior. / Os inseticidas organofosforados (OF), entre eles o malation, são responsáveis por grande parte das intoxicações relatadas anualmente no Brasil. Além dos sintomas da intoxicação colinérgica, a exposição a OF causa distúrbios cognitivos e afetivos, que não necessariamente estão relacionados à inibição da atividade da enzima acetilcolinesterase (AChE). Dentre esses prejuízos destaca-se a depressão. O disseleneto de difenila [(PhSe)2] é um composto orgânico de selênio que possui diversas propriedades farmacológicas, entre elas, a atividade antioxidante. Dessa forma, o presente trabalho teve por objetivo investigar um possível efeito do tipo antidepressivo do (PhSe)2 em um modelo de depressão induzida por malation em ratos. O papel das atividades da Na+ K+ ATPase, AChE e monoamina oxidase (MAO) bem como do estresse oxidativo no comportamento antidepressivo foram investigados no córtex cerebral de ratos. Os ratos foram expostos ao malation na dose de 50 mg/kg por via intraperitonial (i.p.) e ao (PhSe)2 na dose de 50 mg/kg por via oral (p.o.) uma vez ao dia durante três dias. 24 h após a última administração de malation e/ou (PhSe)2, foram realizados os testes comportamentais e em seguida os animais foram submetidos à eutanásia. Para investigar o comportamento do tipo antidepressivo, os ratos foram submetidos ao teste do nado forçado (TNF) e ao teste do campo aberto (TCA). Os níveis de espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS), bem como as defesas antioxidantes enzimáticas e não-enzimáticas foram determinadas no córtex cerebral dos ratos. Os resultados confirmaram que o malation aumenta o tempo de imobilidade no TNF sem alterar a atividade locomotora no TCA. O tratamento com (PhSe)2 melhorou a performance dos animais no TNF sem que houvesse alteração no número de cruzamentos no TCA. Houve uma inibição da atividade da Na+ K+ ATPase nos animais tratados somente com malation e essa inibição foi prevenida pelo (PhSe)2. A exposição ao malation não alterou os parâmetros de estresse oxidativo bem como as atividades das enzimas AChE e MAO. Com esse trabalho, conclui-se que o (PhSe)2 exerce efeito do tipo antidepressivo em ratos expostos ao malation. A atividade da Na+ K+ ATPase está, pelo menos em parte, envolvida no comportamento do tipo antidepressivo do (PhSe)2.

This study was designed to determine the effect of organoselenium compounds on experimental models of cancer and diabetes. In mammary carcinogenesis induced by N-nitroso-N-methylurea (NMU, 3 doses of 50 mg/kg, i.p.), it was observed that the use of diet supplemented with diphenyl diselenide (1ppm, 7 months) was efficient in increase the latency to tumor onset and in reduce mammary tumor incidence and total number of tumors induced by NMU. The use of diet supplemented with diphenyl diselenide did not cause toxic effects in animals such as loss of body weight and alterations in hepatic and renal markers. These results suggest that diphenyl diselenide compound exhibited low toxicity even when supplemented by long time period. The both antioxidant and pro-oxidant properties of selenium may be linked to its anti-carcinogenic activity. In this context, our results indicated that antioxidant property exhibited by diphenyl diselenide can contribute for its protective effect against mammary carcinogenesis. In fact, the diet supplemented with diphenyl diselenide normalized superoxide dismutase (SOD) activity and elevated blood, hepatic and spleenic vitamin C levels in NMU treated animals. On experimental models of diabetes mellitus two treatments using organo selenium were carried out: (1) animals were treated with diphenyl diselenide and ebselen (1 mg/kg, s.c.) by 3 months after diabetes induction; (2) animals were treated with a diet supplemented with diphenyl diselenide (10 ppm) after the wean phase at the end of experimental period. Diabetes was induced with a single dose streptozotcin (STZ) (50 mg/Kg, i.p.). In model 1, it was observed that only diphenyl diselenide treatment caused significant reduction in hyperglycemia induced by STZ. This effect of diphenyl diselenide was accompanied by a reduction in the levels of glycated proteins, which were elevated in diabetic rats. Treatment with diphenyl diselenide increased SOD activity and vitamin C levels that were decreased in STZ treated rats. Of particular importance, diphenyl diselenide treatment promoted per se an increase in hepatic, renal and blood reduced glutathione (GSH) levels in animals. Similary, diphenyl diselenide caused an increase in hepatic and renal GSH levels in STZ treated rats. The STZ treatment caused a decrease in hepatic δ-ALA-D activity, which was normalized by diphenyl diselenide and ebselen treatments. This reduction in δ-ALA-D activity was not observed in renal enzyme. In model 2, it was observed that the use of diet supplemented with 10 ppm of diphenyl diselenide did not produce significant toxicity and reduced significantly the mortality index caused by STZ administration. The antioxidant property of diphenyl diselenide can be associated with this protective effect, since pro-oxidative action of STZ is linked to destruction process of cells β pancreatics. As observed in model 1, the use of diet supplemented with diphenyl diselenide reduced the alterations in antioxidant defenses induced by STZ and caused per se an increase in hepatic and blood -SH levels of animals. STZ treatment caused a decrease in hepatic δ-ALA-D activity, which was restored by the use of diet supplemented with diphenyl diselenide. The activity of renal δ-ALA-D enzyme was not modified in diabetic rats. In summary, our findings suggest that diphenyl diselenide can be considered a compound with significant therapeutic value on treatment of cancer and diabetes. However, further studies are needed to elucidate the mechanism(s) of action and the efficacy of compound as anti-diabetogenic and anticarcinogenic agent. / O presente estudo foi delineado para avaliar o efeito de compostos orgânicos de selênio em modelos experimentais de câncer e diabetes. No modelo de carcinogênese mamária induzida por N-nitroso-N-metilurea (NMU, 3 doses de 50 mg/Kg, i.p.) observou-se que o consumo de uma dieta suplementada com disseleneto de difenila (1 ppm, 7 meses) foi eficaz em aumentar a latência para o aparecimento dos tumores e em reduzir a incidência e o número total de tumores induzidos pelo carcinógeno. O consumo da dieta não ocasionou efeitos tóxicos aos animais, como a perda de peso e alterações em marcadores de dano hepático e renal. Esses dados sugerem que o composto exibiu uma baixa toxicidade mesmo quando suplementado por períodos prolongados. A capacidade antioxidante e pró-oxidante do selênio; as quais dependem diretamente da sua concentração, podem estar associadas à sua atividade anticarcinogênica. Nossos resultados relacionados com tais aspectos indicam que a atividade antioxidante exibida pelo composto pode ter contribuído para o seu efeito protetor neste modelo experimental de carcinogênese mamária. De fato, o consumo da dieta suplementada com disseleneto de difenila normalizou a atividade da enzima superóxido dismutase (SOD) e elevou os níveis de vitamina C no sangue, fígado e baço dos animais tratados com NMU. Nos modelos experimentais de Diabetes Mellitus dois tipos de tratamento com selênio foram utilizados: (1) os animais foram tratados com disseleneto de difenila e ebselen (1mg/Kg, s.c.) durante 3 meses após a indução de diabetes; (2) os animais foram tratados com uma dieta suplementada com disseleneto de difenila (10 ppm) desde a fase de desmame até o final do período experimental. Em ambos os modelos, a indução de diabetes foi realizada pela administração de uma dose de streptozotocina (STZ) (50 mg/Kg, i.p.). No modelo 1 evidenciou-se que somente o tratamento com disseleneto de difenila causou uma significante redução na hiperglicemia induzida por STZ. Este efeito foi acompanhado por uma redução significativa nos níveis de proteínas glicadas; os quais foram elevados nos animais diabéticos. O tratamento com disseleneto de difenila causou um aumento na atividade da enzima SOD e nos níveis de vitamina C, os quais foram diminuídos nos animais tratados com STZ. De particular importância, o tratamento com este composto promoveu per se um aumento nos níveis de glutationa reduzida (GSH) de fígado, rim e sangue e na atividade da enzima SOD de rim. De maneira similar, o tratamento com o disseleneto de difenila aumentou os níveis de GSH hepático e renal nos animais tratados com STZ. O tratamento com STZ causou uma redução na atividade da enzima aminolevulinato desidratase (δ-ALA-D) hepática, a qual não foi revertida pelos compostos orgânicos de selênio. Esta redução de atividade causada pela STZ não foi observada na enzima renal. No modelo 2 evidenciou-se que o consumo da dieta suplementada com 10 ppm de disseleneto de difenila, não causou efeitos tóxicos aos animais e reduziu de forma significativa o índice de mortalidade induzido pela administração de STZ. A atividade antioxidante do disseleneto de difenila, mais uma vez pode estar relacionada com tal efeito, uma vez que a ação pró-oxidante da STZ está envolvida na sua capacidade de causar a destruição das células β pancreáticas. Assim como observado para o modelo 1, o consumo da dieta suplementada com disseleneto de difenila reduziu as alterações nas defesas antioxidantes nos animais tratados com STZ e causou per se um aumento nos níveis de -SH hepático e sanguíneo dos animais. Novamente, o tratamento com STZ causou um decréscimo na atividade da enzima δ-ALA-D hepática, a qual não foi revertida pelo consumo com a dieta suplementada com disseleneto de difenila. A atividade da enzima δ-ALA-D renal não foi modificada nos animais diabéticos. Em resumo, nossos dados apontam o disseleneto de difenila como um composto de valor terapêutico significativo para o tratamento de câncer e Diabetes Mellitus. No entanto, mais estudos se fazem necessários para comprovarem a eficácia do composto e seu provável mecanismo de ação.