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.

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.