Background: In breast cancer patients, the administration of Trastuzumab and Doxorubicin is associated with an increased risk of cardiotoxicity. The aim of the study was to determine if the antioxidant probucol would be useful in attenuating this drug induced cardiotoxicity. Methods: In an acute murine model of chemotherapy induced cardiomyopathy, wild-type C57Bl/6 mice received one of the following regimens: (1) control; (2) doxorubicin; (3) trastuzumab; (4) dox+trastuzumab; (5) probucol; (6) probucol +dox; (7) probucol+trastuzumab; (8) probucol+dox+trastuzumab. Serial murine echocardiography with tissue Doppler imaging was performed daily. Histological and biochemical studies were conducted at day 10 of the experiment. Results: Mice treated with prophylactic probucol demonstrated minimal cardiotoxicity compared with those treated with doxorubicin+trastuzumab. Survival rate was only 27% at day 3 of the experiment in the doxorubicin+trastuzumab group compared to 82% of mice receiving probucol+ doxorubicin+trastuzumab. Survival, apoptosis and histological remodeling were preserved in mice prophylactically treated with probucol following the administration of trastuzumab+doxorubicin. Conclusion: The synergistic cardiotoxicity of trastuzumab plus doxorubicin is attenuated by the antioxidant probucol.

Background: In breast cancer patients, the administration of Trastuzumab and Doxorubicin is associated with an increased risk of cardiotoxicity. The aim of the study was to determine if the antioxidant probucol would be useful in attenuating this drug induced cardiotoxicity. Methods: In an acute murine model of chemotherapy induced cardiomyopathy, wild-type C57Bl/6 mice received one of the following regimens: (1) control; (2) doxorubicin; (3) trastuzumab; (4) dox+trastuzumab; (5) probucol; (6) probucol +dox; (7) probucol+trastuzumab; (8) probucol+dox+trastuzumab. Serial murine echocardiography with tissue Doppler imaging was performed daily. Histological and biochemical studies were conducted at day 10 of the experiment. Results: Mice treated with prophylactic probucol demonstrated minimal cardiotoxicity compared with those treated with doxorubicin+trastuzumab. Survival rate was only 27% at day 3 of the experiment in the doxorubicin+trastuzumab group compared to 82% of mice receiving probucol+ doxorubicin+trastuzumab. Survival, apoptosis and histological remodeling were preserved in mice prophylactically treated with probucol following the administration of trastuzumab+doxorubicin. Conclusion: The synergistic cardiotoxicity of trastuzumab plus doxorubicin is attenuated by the antioxidant probucol.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Bioquímica, Florianópolis, 2012. / Made available in DSpace on 2013-06-25T23:45:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 314819.pdf: 1098085 bytes, checksum: bd70802185c208ad297487a645311564 (MD5) / O probucol é um composto antilipidêmico que apresenta propriedades anti-inflamatória e antioxidante em diferentes modelos experimentais de neurotoxicidade/neuropatologia. O presente estudo foi desenvolvido com o objetivo de explorar o possível efeito protetor deste fármaco sobre o modelo experimental da doença de Alzheimer (DA), além de tentar elucidar seu mecanismo de proteção através de experimentos in vitro e in vivo. A DA é uma condição neurodegenerativa, caracterizada por perda cognitiva e alterações no comportamento, e o mecanismo de neurodegeneração na DA parece estar relacionado com o processo de estresse oxidativo. Inicialmente, foi avaliado o possível efeito protetor do probucol contra a neurotoxicidade induzida pela administração intracerebroventricular (i.c.v.) do peptídeo B-amilóide 1-40 (AB1-40) em camundongos através de parâmetros comportamentais, bioquímicos e imuno-istoquímicos. A administração do AB1-40 resultou em danos na memória e aprendizado dos animais, bem como diminuição nos níveis de sinaptofisina e aumento na atividade da acetilcolinesterase (AChE) hipocampal. O tratamento com probucol (10 mg/kg/dia, durante 2 semanas) atenuou os efeitos deletérios causados pelo peptídeo AB1-40, como danos cognitivos e bioquímicos (aumento da peroxidação lipídica e da atividade da enzima acetilcolinesterase; e perda sináptica) no hipocampo dos animais. Estudos anteriores demonstraram que o probucol pode aumentar a atividade da enzima antioxidante glutationa peroxidase (GPx), envolvida na detoxificação de peróxidos intracelulares. Assim, com o objetivo de investigar os efeitos do probucol sobre a atividade e expressão desta enzima ensaios in vitro e in vivo foram realizados. O probucol (10 µM) foi capaz de aumentar significativamente a atividade da GPx em cultura de células de neuroblastoma humano (SH-SY5Y), embora não tenha aumentado a quantidade dessa proteína. Além disso, o tratamento com probucol (3 e 10 µM) protegeu as células SH-SY5Y da citotoxicidade e da produção de espécies reativas de oxigênio (ERO) induzida por hidroperóxido orgânico. Da mesma forma, camundongos tratados com probucol (10 mg/kg/dia, durante 5 semanas) mostraram um aumento na atividade da GPx no fígado, rim, coração e hipocampo, mas os níveis da enzima não foram alterados nesses tecidos. Por fim, os estudos enzimáticos com a GPx-1 purificada mostraram que o probucol (10 e 30 nM) foi capaz de modular positivamente a atividade dessa enzima, aumentando a velocidade máxima (Vmax) quando foi utilizado um gradiente de concentração de glutationa (GSH) ou de tert-butilhidroperóxido (tBuOOH); enquanto que valores de KM não foram modificados. Em conjunto, os dados aqui apresentados mostram, pela primeira vez, que o probucol é capaz de aumentar diretamente a Vmax da GPx-1. Considerando que (i) o probucol mostrou um papel protetor em um modelo experimental da DA, que (ii) o composto preveniu a morte celular induzida por peróxidos e aumentou a atividade da GPx-1 in vitro e in vivo, e que (iii) esta enzima apresenta um importante papel na patofisiologia de condições neurodegenerativas. Nesse contexto, o presente estudo apresenta um novo alvo e mecanismo de ação para um "antigo fármaco", onde a modulação da atividade da GPx pode representar uma importante estratégia terapêutica.<br> / Abstract : Probucol is a lipid-lowering agent with anti-inflammatory and antioxidant properties, which plays protective effects in experimental models of neurotoxicity/neuropathology. The present study was aimed to explore the possible protective effect of this drug on experimental model of Alzheimer's disease (AD), and attempt to elucidate its mechanism of protection through in vitro and in vivo experiments. AD is a neurodegenerative disorder characterized by cognitive impairment and behavioral changes, and the mechanisms of neurodegeneration of this disease appear to be related to the process of oxidative stress. Initially, we evaluated the possible protective effect of probucol against the neurotoxicity induced by intracerebroventricular (icv) administration of ?-amyloid peptide 1-40 (AB1-40) in mice through behavioral, biochemical and immunohistochemical parameters. The administration of AB1-40 resulted in damage to the memory and learning of animals, as well as decreased levels of synaptophysin and increased acetylcholinesterase (AChE) activity in hippocampus. Treatment with probucol (10 mg/kg/day, for 2 weeks) attenuated the deleterious effects caused by the peptide AB1-40, such as cognitive impairment and biochemical changes (increased acetylcholinesterase activity, lipid peroxidation and synaptic loss in the hippocampus). Previous studies have shown that probucol may increase the activity of the antioxidant enzyme glutathione peroxidase (GPx), involved in the detoxification of intracellular peroxides. Thus, in order to investigate the effects of this phenolic compound on the expression and activity of the GPx in vitro and in vivo experiments were performed. Probucol (10 µM) significantly increased GPx activity in in vitro experiments with cultured human neuroblastoma cells (SH-SY5Y) without increasing the amount of this protein. Furthermore, treatment with probucol (3 and 10 µM) protected against SH-SY5Y cells cytotoxicity and production of reactive oxygen species (ROS) induced by organic hydroperoxide. Similarly, mice treated with probucol (10 mg/kg/day, for 5 weeks) showed an increase in the GPx activity in liver, kidney, heart and hippocampus, but the enzyme levels were not altered in these tissues. Finally, the enzymatic studies with purified GPx-1 showed that probucol (10 and 30 nM) was able to positively modulate the activity of this enzyme by increasing the maximum velocity (Vmax) when a concentration gradient of glutathione (GSH) or tert-butyl hydroperoxide (tBuOOH) was used, while KM values were not modified. Taken together, these data show for the first time that probucol is capable of directly increasing the Vmax of GPx-1, and this event is probably related to the increased GPx-1 activity in cell culture and in mice. Taking into account that (i) probucol showed a neuroprotective role in an experimental model of AD, (ii) the compound prevented cell death induced by peroxides and increased the activity of GPx-1 in vitro and in vivo, and (ii) this enzyme has an important role in the pathophysiology of neurodegenerative diseases.. In this scenario, this study represents a new target and mechanism of action for an "old drug", where the modulation of its activity may represent an important therapeutic strategy.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Bioquímica / Made available in DSpace on 2012-10-26T10:17:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 302705.pdf: 4398948 bytes, checksum: 367a32603d5b771ff7756b6657550df1 (MD5) / A doença de Huntington (DH) é uma patologia neurodegenerativa, autossômica dominante caracterizada por sintomas atribuídos à morte de neurônios estriatais e corticais no cérebro. O mecanismo de neurodegeneração na DH parece estar relacionado com excitotoxicidade, disfunção mitocondrial e estresse oxidativo. O probucol (PB) é um composto fenólico antilipêmico, que apresenta propriedades anti-inflamatória e antioxidante em diferentes modelos experimentais de toxicidade/patologia. O objetivo deste estudo foi investigar o possível efeito protetor do PB sobre a neurotoxicidade e estresse oxidativo em modelos experimentais de DH in vitro e in vivo. Inicialmente, foi avaliada a relação entre prejuízo no metabolismo energético, excitotoxicidade e estresse oxidativo em fatias de estriado de ratos expostas ao ácido quinolínico (AQ), ácido 3-nitropropiônico (3-NP) e ao modelo combinado (AQ + 3-NP). Os dados sugerem que os modelos utilizados podem gerar um padrão complexo de dano, que envolve comprometimento metabólico, formação de espécies reativas de oxigênio (ERO) e estresse oxidativo. O PB preveniu o estresse oxidativo nas três condições experimentais e foi capaz de proteger contra disfunção mitocondrial induzida pelo AQ e AQ + 3-NP. Além disso, o potencial efeito protetor do probucol foi avaliado sobre a neurotoxicidade do 3-NP em ratos. O pré-tratamento com probucol (por 60 dias) aumentou a atividade da glutationa peroxidase (GPx) no estriado e no córtex e preveniu o prejuízo motor e o estresse oxidativo induzido pelo 3-NP em ratos. O efeito do PB sobre a GPx e suas propriedades antioxidantes estão provavelmente associados ao seu efeito benéfico neste modelo. Também foi verificado o possível efeito protetor do succinobucol, um análogo do PB, sobre a toxicidade induzida pelo 3-NP em preparações mitocondriais de cérebro de ratos in vitro. O probucol e o succinobucol preveniram o estresse oxidativo induzido pelo 3-NP, mas apenas o succinobucol foi capaz de prevenir a disfunção mitocondrial induzida pela toxina. Juntos este resultados sugerem um novo papel para o probucol e seu análogo succinobucol como potenciais agentes neuroprotetores em modelos de DH.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Neurociências, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-12-05T22:28:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 322455.pdf: 1304494 bytes, checksum: 967214c7ca84fac839c64fb31ca2ae44 (MD5) Previous issue date: 2013 / A doença de Parkinson (DP) é uma doença neurodegenerativa caracterizada pela perda dos neurônios dopaminérgicos da via nigrostriatal. Embora a etiologia da doença em humanos seja desconhecida, há evidências experimentais de que o estresse oxidativo possa ser um evento precoce e causal. O probucol e seu derivado succinobucol são compostos fenólicos hipolipidemiantes com propriedades anti-inflamatórias e antioxidantes que recentemente têm sido relatados como protetores em modelos de neurotoxicidade e neurodegeneração. Esta tese teve o objetivo de investigar os efeitos dessas substâncias sobre a vulnerabilidade dos neurônios dopaminérgicos nigro-estriatais frente ao estresse oxidativo em modelos in vivo e in vitro utilizando a neurotoxina 6-hidroxidopamina (6-OHDA), a qual é utilizada em modelos experimentais da DP. Camundongos Swiss foram tratados com probucol (11,8 mg/kg por 21 dias, na água de beber) ou succinobucol (10 mg/kg por 15 dias, i.p.) e, uma semana antes do término do tratamento com estes compostos e das avaliações comportamentais e bioquímicas, os animais receberam uma única administração intracerebroventricular (i.c.v., 40 ou 60 µg por sítio) de 6-OHDA. Após os tratamentos, parâmetros locomotores e bioquímicos relacionados ao estresse oxidativo, assim como os níveis de tirosina hidroxilase e sinaptofisina estriatais foram avaliados como indicativos de toxicidade. Camundongos que receberam 6-OHDA apresentaram hiperlocomoção, déficit de coordenação motora e/ou sinais de degeneração estriatais. No protocolo experimental no qual utilizou-se a dose mais alta de 6-OHDA (60 µg/sítio) observou-se hiperlocomoção, redução da atividade da enzima superóxido dismutase e aumento da peroxidação lipídica, aumento da atividade da catalase no estriado e redução da imunorreatividade contra TH e sinaptofisina. Notavelmente, o probucol protegeu contra hiperlocomoção, contra peroxidação lipídica estriatal, aumento da atividade da catalase, assim como protegeu contra a diminuição dos níveis de TH no estriado. O succinobucol protegeu parcialmente contra a perda da coordenação motora observada em animais expostos a 6-OHDA (dose de 40 µg/sítio). Realizou-se também um estudo in vitro no qual células de neuroblastoma humano da linhagem SY-SY5Y foram expostas à 6-OHDA. A toxina causou uma significativa inibição da viabilidade celular destas células. O probucol protegeu as células SH-SY5Y dos efeitos tóxicos de 6-OHDA quando pré-incubado por 48h, embora não tenha sido observado efeito protetor significativo com pré-incubação por 24h. Os resultados do presente estudo mostram que o probucol e succinobucol protegem, ao menos em parte, contra a toxicidade induzida pela 6-OHDA em camundongos (modelo in vivo) ou células SH-SY5Y (modelo in vitro). Estes resultados apontam para estas substâncias como moléculas promissoras para estudos farmacológicos mais aprofundados na busca de novos tratamentos para condições neurotóxicas associadas ao estresse oxidativo, tais como a DP. <br>

Ferroptosis is a non-apoptotic, regulated form of cell death that is characterized by the iron-dependent lethal accumulation of lipid peroxides and lipid peroxide byproducts. Huntington’s disease (HD) is an autosomal neurodegenerative disease with characteristic motor, psychiatric, and cognitive signs and symptoms caused by the expansion of CAG repeats in the Huntingtin gene, resulting in the production of pathogenic protein with an extended polyglutamine tract that is prone to aggregation. Accumulating evidence has identified links between ferroptosis and HD suggesting that ferroptosis inhibition may provide therapeutic benefit. However, the ability to evaluate this potential has been limited by the unavailability of potent, brain-penetrant specific ferroptosis inhibitors. This dissertation evaluates two different types of ferroptosis inhibitors and increases the available molecular tools to investigate the role of ferroptosis in the etiology of HD. In the second and third chapters, two new classes of ferrostatin analogs, termed fourth and fifth generation ferrostatins, are developed and their in vitro and in vivo properties characterized. These efforts identify three, fifth generation analogs that are potent, brain-penetrant, and stable and can be administered chronically to symptomatic HD mice. The fourth chapter provides molecular insights into the mechanism of action of the hypocholesterolemic drug probucol in inhibiting ferroptosis and identifies cellular cholesterol levels and cholesterol import as regulators of ferroptosis. In sum, this work provides new molecular tools and insights that can be utilized to elucidate the contribution of ferroptosis to HD and other disease states.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.