O triptofano (Trp) é essencial para muitos processos fisiológicos e seu metabolismo apresenta-se alterado em doenças como no câncer. O Trp é degradado por três vias: via das quinureninas; via serotonérgica e via das triptaminas. A primeira está envolvida com a tolerância e o imune escape de células tumorais, já a segunda leva a produção de serotonina e melatonina, com uma diversidade de funções biológicas e que possuem atividades antitumorais reconhecidas. A terceira rota é a menos estudada e a função dos compostos sintetizados ainda é desconhecida. Trabalhos do grupo mostram que a via das triptaminas é ativa em melanomas e que triptamina (TRY) e dimetiltriptamina (DMT), metabólitos produzidos por esta via, também possuem atividade antitumoral. Nosso objetivo é avançar sobre a compreensão de como esta via afeta o metabolismo e crescimento tumoral. Para tanto, estudamos mais detalhadamente a via em linhagens de melanoma. A adição de TRY e DMT nas culturas modificou a produção de compostos das outras rotas de metabolização do Trp. Além disso, TRY e DMT afetaram a invasividade das células tumorais e TRY aumentou a atividade citotóxica de células mononucleares frente a melanomas. Observamos que apesar dos efeitos biológicos da via das quinureninas estar amplamente relacionado a ligação dos metabólitos no receptor de aril hidrocarbonetos, para a via das triptaminas o receptor parece não estar associado com a atividade antitumoral descrita. Nossos resultados apontam para a importância da via das triptaminas na dinâmica tumoral e a necessidade de estudos mais amplos relacionados ao metabolismo do Trp. / Tryptophan (Trp) is essential for many physiological processes and its metabolism is modified in several diseases such as in cancer. TRP is broken down into three pathways: kynurenine path, serotonergic path and tryptamine path. The first is involved in tolerance and immune escape of cancer cells, while the second leads to the production of serotonin and melatonin, which have a variety of biological functions and recognized antitumor activity. The third route is the least studied and the biological function of the synthesized compounds is still unknown. Our group shows that tryptamine path is active in melanomas and tryptamine (TRY) and dimethyltryptamine (DMT), metabolites produced by this route, also have antitumor activity. Our goal is make progress on understanding how tryptamine route affects metabolism and tumor growth. Therefore, we studied in detail this pathway in melanoma cell lines. The addition of TRY and DMT into the cultures leds the production of metabolites of other Trp routes. Moreover, TRY and DMT affect the invasiveness of tumor cells and TRY increased antitumor activity of the immune system against melanomas. We observed that despite biological effects of kynurenine path be largely related to metabolites binding aryl hydrocarbon receptor, for tryptamine pathway the receptor seems not to be associated with the described antitumor activity. Our results point the importance of tryptamine pathway in tumor dynamics and the need for broader studies related to Trp metabolism.

O triptofano (Trp) é essencial para muitos processos fisiológicos e seu metabolismo apresenta-se alterado em doenças como no câncer. O Trp é degradado por três vias: via das quinureninas; via serotonérgica e via das triptaminas. A primeira está envolvida com a tolerância e o imune escape de células tumorais, já a segunda leva a produção de serotonina e melatonina, com uma diversidade de funções biológicas e que possuem atividades antitumorais reconhecidas. A terceira rota é a menos estudada e a função dos compostos sintetizados ainda é desconhecida. Trabalhos do grupo mostram que a via das triptaminas é ativa em melanomas e que triptamina (TRY) e dimetiltriptamina (DMT), metabólitos produzidos por esta via, também possuem atividade antitumoral. Nosso objetivo é avançar sobre a compreensão de como esta via afeta o metabolismo e crescimento tumoral. Para tanto, estudamos mais detalhadamente a via em linhagens de melanoma. A adição de TRY e DMT nas culturas modificou a produção de compostos das outras rotas de metabolização do Trp. Além disso, TRY e DMT afetaram a invasividade das células tumorais e TRY aumentou a atividade citotóxica de células mononucleares frente a melanomas. Observamos que apesar dos efeitos biológicos da via das quinureninas estar amplamente relacionado a ligação dos metabólitos no receptor de aril hidrocarbonetos, para a via das triptaminas o receptor parece não estar associado com a atividade antitumoral descrita. Nossos resultados apontam para a importância da via das triptaminas na dinâmica tumoral e a necessidade de estudos mais amplos relacionados ao metabolismo do Trp. / Tryptophan (Trp) is essential for many physiological processes and its metabolism is modified in several diseases such as in cancer. TRP is broken down into three pathways: kynurenine path, serotonergic path and tryptamine path. The first is involved in tolerance and immune escape of cancer cells, while the second leads to the production of serotonin and melatonin, which have a variety of biological functions and recognized antitumor activity. The third route is the least studied and the biological function of the synthesized compounds is still unknown. Our group shows that tryptamine path is active in melanomas and tryptamine (TRY) and dimethyltryptamine (DMT), metabolites produced by this route, also have antitumor activity. Our goal is make progress on understanding how tryptamine route affects metabolism and tumor growth. Therefore, we studied in detail this pathway in melanoma cell lines. The addition of TRY and DMT into the cultures leds the production of metabolites of other Trp routes. Moreover, TRY and DMT affect the invasiveness of tumor cells and TRY increased antitumor activity of the immune system against melanomas. We observed that despite biological effects of kynurenine path be largely related to metabolites binding aryl hydrocarbon receptor, for tryptamine pathway the receptor seems not to be associated with the described antitumor activity. Our results point the importance of tryptamine pathway in tumor dynamics and the need for broader studies related to Trp metabolism.

O metabolismo do triptofano (TRP) se dá por três vias metabólicas: a via das quinureninas, a via serotonérgica e a via das triptaminas. A primeira gera quinurenina e uma gama de produtos secundários e contribui para os fenômenos de tolerância e imunoescape de células tumorais. A via serotonérgica leva à produção de neuromediadores e pode gerar melatonina. Há evidências de que compostos desta via podem controlar o crescimento tumoral. A via das triptaminas origina triptamina (TRY) e N-N-dimetiltriptamina (DMT) e representa a rota menos conhecida de degradação do TRP. Assim, investigamos a via das triptaminas em linhagens de melanoma humano SK-Mel-19 e SK-Mel-147. A expressão gênica das enzimas aminoácido aromático descarboxilase (DDC) e indoletilamina-N-metiltransferase (INMT), que convertem o TRP em TRY e DMT, respectivamente, foi determinada por PCR em tempo real. Os metabólitos desta via foram detectados por LC/MS no sobrenadante das culturas celulares. O teste da ferida (scratch test) e o ensaio clonogênico foram usados a fim de triar uma possível atividade antitumoral de TRY e DMT. Apesar de termos observado a expressão das enzimas DDC e INMT apenas na linhagem SK-Mel-147, ambas produziram triptaminas e metabolizaram TRY e DMT. Dependendo da linhagem houve a produção de ácido indolacético, DMT hidroxilado e produtos de abertura do anel indólico. Por fim, TRY e DMT diminuíram a migração e a proliferação das células tumorais. Há ainda muito a se estudar sobre a participação da TRY e DMT na biologia do tumor e as nossas descobertas ampliam o papel do metabolismo do triptofano no processo tumoral. / Tryptophan (TRP) metabolism occurs by three pathways: kynurenine, serotonergic and tryptamines paths. The first generates kynurenine and a range of secondary products and contributes to tolerance and tumor immune escape. Serotonergic pathway leads to the production of neuromediators and can generate melatonin. There are evidences that compounds of this pathway may control tumor growth. Tryptamines pathway originates tryptamine (TRY) and N, N-dimethyltryptamine (DMT) and represents the less-known route of TRP degradation. Thus, we investigated tryptamines pathway on human melanoma cell lines SK-Mel-19 and SK-Mel-147. Gene expression of the enzymes aromatic amino acid decarboxylase (DDC) and indoletilamina-N-methyltransferase (INMT), which convert TRP to TRY and DMT, respectively, was determined by real time PCR. The metabolites of this pathway were detected by LC/MS in cell culture supernatant. The scratch test and clonogenic assay were used to screen a potential antitumor activity for TRY and DMT. Although we have observed the expression of the enzymes DDC and INMT only on SK-MEL-147, both cells produced tryptamines and metabolized TRY and DMT. Depending on the cell line, products were indoleacetic acid (IAA), hydroxylated-DMT (OH-DMT) and indole opening ring products. Finally, TRY and DMT decreased tumor cells migration and proliferation. There is much to be studied about the participation of TRY and DMT in tumor biology, and our findings extend the role of tryptophan metabolism in tumoral process.

O metabolismo do triptofano (TRP) se dá por três vias metabólicas: a via das quinureninas, a via serotonérgica e a via das triptaminas. A primeira gera quinurenina e uma gama de produtos secundários e contribui para os fenômenos de tolerância e imunoescape de células tumorais. A via serotonérgica leva à produção de neuromediadores e pode gerar melatonina. Há evidências de que compostos desta via podem controlar o crescimento tumoral. A via das triptaminas origina triptamina (TRY) e N-N-dimetiltriptamina (DMT) e representa a rota menos conhecida de degradação do TRP. Assim, investigamos a via das triptaminas em linhagens de melanoma humano SK-Mel-19 e SK-Mel-147. A expressão gênica das enzimas aminoácido aromático descarboxilase (DDC) e indoletilamina-N-metiltransferase (INMT), que convertem o TRP em TRY e DMT, respectivamente, foi determinada por PCR em tempo real. Os metabólitos desta via foram detectados por LC/MS no sobrenadante das culturas celulares. O teste da ferida (scratch test) e o ensaio clonogênico foram usados a fim de triar uma possível atividade antitumoral de TRY e DMT. Apesar de termos observado a expressão das enzimas DDC e INMT apenas na linhagem SK-Mel-147, ambas produziram triptaminas e metabolizaram TRY e DMT. Dependendo da linhagem houve a produção de ácido indolacético, DMT hidroxilado e produtos de abertura do anel indólico. Por fim, TRY e DMT diminuíram a migração e a proliferação das células tumorais. Há ainda muito a se estudar sobre a participação da TRY e DMT na biologia do tumor e as nossas descobertas ampliam o papel do metabolismo do triptofano no processo tumoral. / Tryptophan (TRP) metabolism occurs by three pathways: kynurenine, serotonergic and tryptamines paths. The first generates kynurenine and a range of secondary products and contributes to tolerance and tumor immune escape. Serotonergic pathway leads to the production of neuromediators and can generate melatonin. There are evidences that compounds of this pathway may control tumor growth. Tryptamines pathway originates tryptamine (TRY) and N, N-dimethyltryptamine (DMT) and represents the less-known route of TRP degradation. Thus, we investigated tryptamines pathway on human melanoma cell lines SK-Mel-19 and SK-Mel-147. Gene expression of the enzymes aromatic amino acid decarboxylase (DDC) and indoletilamina-N-methyltransferase (INMT), which convert TRP to TRY and DMT, respectively, was determined by real time PCR. The metabolites of this pathway were detected by LC/MS in cell culture supernatant. The scratch test and clonogenic assay were used to screen a potential antitumor activity for TRY and DMT. Although we have observed the expression of the enzymes DDC and INMT only on SK-MEL-147, both cells produced tryptamines and metabolized TRY and DMT. Depending on the cell line, products were indoleacetic acid (IAA), hydroxylated-DMT (OH-DMT) and indole opening ring products. Finally, TRY and DMT decreased tumor cells migration and proliferation. There is much to be studied about the participation of TRY and DMT in tumor biology, and our findings extend the role of tryptophan metabolism in tumoral process.

A enzima indolamina 2,3-dioxigenase (IDO) é responsável pela degradação de triptofano (TRP) pela via das quinureninas. O aumento da expressão de IDO é a grande responsável pela resposta de tolerância imunológica e pode ser induzida por IFN-γ e lipopolissacarídeos (LPS). É conhecido que a IDO participa do mecanismo de imuno escape de células tumorais, sendo relatada como marcadora de progressão tumoral. Desta forma, a inibição da atividade da IDO para a restauração da imunidade anti-tumoral do hospedeiro tem sido considerada uma estratégia para a terapêutica antineoplásica. N,N-dimetiltriptamina (DMT) e triptamina (TRY) são compostos indólicos de origem endógena, provenientes de uma rota paralela de metabolismo do triptofano - a rota das triptaminas, que ocorre principalmente no sistema nervoso central. O presente estudo teve como objetivo avaliar se DMT e TRY modulariam a atividade de IDO. Os resultados obtidos demonstraram ações inibitórias para ambos os compostos e as cinéticas enzimáticas revelaram Ki de 506µM para o DMT e de 156µM para a TRY, com perfis inibitórios característicos de inibidores não-competitivos clássicos. A atividade inibitória foi também observada sobre a enzima IDO expressa constitutivamente, ou induzida por IFN-γ, em células da linhagem de glioblastoma humano A172. Nesta mesma linhagem, em estudo paralelo do grupo, foi avaliada a influência de DMT e TRY sobre a expressão gênica da enzima IDO. Concluímos que nas células a ação inibitória dos compostos avaliados é exercida diretamente sobre sua atividade enzimática, sem redução de sua transcrição. Os resultados deste estudo também serviram como base para estudos da atividade inibitória da DMT e TRY em sistema de co-cultura das células A172 com células mononucleares humanas, onde foi observada redução significativa da atividade enzimática e da proliferação das células tumorais. Em conclusão mostramos a possibilidade de que a via das triptaminas, através de seus metabólitos, possa contribuir com a regulação endógena da via das quinureninas e que o DMT e a TRY deveriam ser avaliados como candidatos a inibidores farmacológicos da enzima IDO e/ou como protótipos para a síntese de novos inibidores. / Indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO) is a tryptophan-degrading enzyme via the kynurenine pathway. Increased IDO expression is largely responsible for the immune tolerance response and can be induced by IFN-γ and lipopolysaccharide (LPS). It is known that IDO participates in the mechanism of tumor immune tolerance and have been reported as a tumor progression marker. Thus, to restore the anti-tumor immunity of the host, IDO inhibition has been considered as a strategy for anticancer therapy. N, N-dimethyltryptamine (DMT) and tryptamine (TRY) are endogenous indolic compounds originated from a parallel route of tryptophan metabolism - the tryptamines route, which occurs mainly in the central nervous system. This study aimed to assess whether DMT and TRY modulate the IDO activity. The results showed inhibitory actions for both compounds and enzyme kinetics revealed Ki = 506µM to DMT and Ki = 156µM to TRY, with inhibitory profiles characteristic of classical non-competitive inhibitors. The inhibitory activity was also observed on the IDO constitutively expressed or induced by IFN-γ in A172 human glioblastom cell line. Using the same line, in parallel group study, we evaluated the influence of DMT and TRY on the IDO gene expression. We conclude that in cells the evaluated compounds inhibitory action is exerted directly on its enzymatic activity without reduction of its transcription. The results of this study also served as the basis for studies of DMT and TRY inhibitory activity in A172 cells with human mononuclear cells co-culture system, in which was observed significant reduction in enzyme activity and tumor cells proliferation. In conclusion we show the possibility that the tryptamines route, through its metabolites, may contribute to quinurenines pathway endogenous regulation and that DMT and TRY should be evaluated as IDO pharmacological inhibitors candidates and / or as prototypes to new inhibitors synthesis.

A enzima indolamina 2,3-dioxigenase (IDO) é responsável pela degradação de triptofano (TRP) pela via das quinureninas. O aumento da expressão de IDO é a grande responsável pela resposta de tolerância imunológica e pode ser induzida por IFN-γ e lipopolissacarídeos (LPS). É conhecido que a IDO participa do mecanismo de imuno escape de células tumorais, sendo relatada como marcadora de progressão tumoral. Desta forma, a inibição da atividade da IDO para a restauração da imunidade anti-tumoral do hospedeiro tem sido considerada uma estratégia para a terapêutica antineoplásica. N,N-dimetiltriptamina (DMT) e triptamina (TRY) são compostos indólicos de origem endógena, provenientes de uma rota paralela de metabolismo do triptofano - a rota das triptaminas, que ocorre principalmente no sistema nervoso central. O presente estudo teve como objetivo avaliar se DMT e TRY modulariam a atividade de IDO. Os resultados obtidos demonstraram ações inibitórias para ambos os compostos e as cinéticas enzimáticas revelaram Ki de 506µM para o DMT e de 156µM para a TRY, com perfis inibitórios característicos de inibidores não-competitivos clássicos. A atividade inibitória foi também observada sobre a enzima IDO expressa constitutivamente, ou induzida por IFN-γ, em células da linhagem de glioblastoma humano A172. Nesta mesma linhagem, em estudo paralelo do grupo, foi avaliada a influência de DMT e TRY sobre a expressão gênica da enzima IDO. Concluímos que nas células a ação inibitória dos compostos avaliados é exercida diretamente sobre sua atividade enzimática, sem redução de sua transcrição. Os resultados deste estudo também serviram como base para estudos da atividade inibitória da DMT e TRY em sistema de co-cultura das células A172 com células mononucleares humanas, onde foi observada redução significativa da atividade enzimática e da proliferação das células tumorais. Em conclusão mostramos a possibilidade de que a via das triptaminas, através de seus metabólitos, possa contribuir com a regulação endógena da via das quinureninas e que o DMT e a TRY deveriam ser avaliados como candidatos a inibidores farmacológicos da enzima IDO e/ou como protótipos para a síntese de novos inibidores. / Indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO) is a tryptophan-degrading enzyme via the kynurenine pathway. Increased IDO expression is largely responsible for the immune tolerance response and can be induced by IFN-γ and lipopolysaccharide (LPS). It is known that IDO participates in the mechanism of tumor immune tolerance and have been reported as a tumor progression marker. Thus, to restore the anti-tumor immunity of the host, IDO inhibition has been considered as a strategy for anticancer therapy. N, N-dimethyltryptamine (DMT) and tryptamine (TRY) are endogenous indolic compounds originated from a parallel route of tryptophan metabolism - the tryptamines route, which occurs mainly in the central nervous system. This study aimed to assess whether DMT and TRY modulate the IDO activity. The results showed inhibitory actions for both compounds and enzyme kinetics revealed Ki = 506µM to DMT and Ki = 156µM to TRY, with inhibitory profiles characteristic of classical non-competitive inhibitors. The inhibitory activity was also observed on the IDO constitutively expressed or induced by IFN-γ in A172 human glioblastom cell line. Using the same line, in parallel group study, we evaluated the influence of DMT and TRY on the IDO gene expression. We conclude that in cells the evaluated compounds inhibitory action is exerted directly on its enzymatic activity without reduction of its transcription. The results of this study also served as the basis for studies of DMT and TRY inhibitory activity in A172 cells with human mononuclear cells co-culture system, in which was observed significant reduction in enzyme activity and tumor cells proliferation. In conclusion we show the possibility that the tryptamines route, through its metabolites, may contribute to quinurenines pathway endogenous regulation and that DMT and TRY should be evaluated as IDO pharmacological inhibitors candidates and / or as prototypes to new inhibitors synthesis.