Os produtos naturais constituem uma das fontes mais promissoras para o descobrimento de novos ativos na terapêutica do câncer. O carcinoma de laringe é um dos mais comuns tipos de câncer envolvendo as áreas de cabeça e pescoço, e apresenta elevada taxa de morbidade e mortalidade em pacientes com estágio avançado. Terapias alternativas e/ou adjuvantes para o tratamento deste tipo de câncer representam uma necessidade emergente. Uma das alternativas mais promissoras é o desenvolvimento de nanocarreadores contendo ativos antitumorais. Araucaria angustifolia (Bert. O Kuntze) pertence à família Araucariaceae e é uma planta reconhecidamente medicinal. Seus estróbilos femininos dão origem a pinha, constituída por pinhões (sementes verdadeiras) e brácteas (sementes não desenvolvidas). O objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito antiproliferativo do extrato aquoso de brácteas de A. angustifolia (EAA) em células tumorais de laringe HEp-2 e seus mecanismos de ação. Além disso, a possibilidade de associar o EAA a nanoesferas (NE) a fim de potencializar seu efeito antitumoral também foi investigado. A análise química por meio de Espectrometria de Massas de Alta Resolução evidenciou a presença majoritária de polifenóis no EAA. Os resultados mostraram que o EAA induziu citotoxicidade nas células tumorais HEp-2 através de dois diferentes ensaios de viabilidade celular (ensaio de MTT e de exclusão do corante Trypan blue). No entanto, o mesmo não foi capaz de induzir citotoxicidade significativa em células normais HEK-293, utilizadas como controle, indicando um efeito diferencial seletivo do EAA sobre as células tumorais. As células HEp-2 tratadas com EAA apresentaram níveis aumentados de peroxidação lipídica, danos oxidativos a proteínas e aumento da produção de ON, juntamente com depleção das defesas antioxidantes superóxido dismutase (Sod) e catalase (Cat). Além disso, o EAA induziu danos ao DNA, juntamente com fragmentação nuclear e condensação da cromatina nestas células. Alterações nos marcadores epigenéticos, como hipometilação do DNA e redução da atividade de DNMT1 foram também observadas. A exposição das células tumorais ao extrato aumentou a expressão de proteínas apoptóticas de via intrínseca mitocondrial, mediada pela ativação da proteína Bax, liberação de AIF e foi independente da ativação de p53. O EAA modificou o metabolismo energético das células tumorais, elevando os níveis de piruvato desidrogenase (PDH) e estimulando a fosforilação oxidativa mitocondrial. Embora tenha ativado a mitocôndria destas células, o mesmo causou falhas no potencial de membrana mitocondrial (ΔΨm), juntamente com diminuição dos níveis de proteínas dos complexos I e III da CTE, inibição da atividade do complexo I, produção de ERO e depleção de ATP. A associação do EAA à NE permitiu a obtenção de sistemas com tamanho de partícula inferior a 200 nm, índice de polidispersibilidade abaixo de 1, potencial zeta negativo e pH estável pelo período de 30 dias, na condição testada. No entanto, a taxa de associação obtida foi baixa (19%), indicando a necessidade de futuros estudos a fim de aumentar a eficiência de incorporação do extrato. As NE per se demonstaram capacidade de reduzir a viabilidade de células tumorais e induzir alterações redox, sensibilizando estas células, demonstrando ser um possível carreador para a vetorização de ativos antitumorais. O conjunto de dados deste estudo demonstra a potencialidade dos compostos presentes nas brácteas de A. angustifolia para o desenvolvimento de novas estratégicas terapêuticas para o câncer. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPES. / Natural products are among one of the most promising fields in finding new active substances in cancer therapy. Laryngeal carcinoma is one of the most common cancers affecting the head and neck regions, and is associated with high morbidity and mortality in patients with the advanced stage. Alternative and/or complementary therapies for treating this cancer represents an emerging need. One of the most promising alternatives is the development of nanocarriers containing antitumor substances. Araucaria angustifolia (Bert. O Kuntze) belongs to Araucariaceae family and it is recognized as medicinal plant. Female strobilus originates the pinecone, which contains seeds and undeveloped seeds, commonly known as bracts. The aim of this study was to evaluate the antiproliferative effects of A. angustifolia bracts aqueous extract (AAE) in HEp-2 cancer cells and its action mechanisms. Moreover, the possibility to associate AAE in nanospheres (NS) to improve its antitumor effect was also investigated. Chemical analysis using High Resolution Mass Spectrometry (HRMS) revealed the major presence of polyphenols in AAE. The results showed that AAE induced cytotoxicity in HEp-2 cells, by using two differents approaches (MTT and Trypan blue assays). However, the extract was not able to induce significant cytotoxicity in HEK-293 normal cells used as control, indicating a selective differential effect of AEE in tumor cells. HEp-2 treated cells presented high levels of lipid peroxidation, oxidative damage to proteins and increment on NO production, along with depletion on antioxidante defenses superoxide dismutase (Sod) and catalase (Cat). In addition, AAE induced DNA damage, nuclear fragmentation and chromatin condensation in these cells. Epigenetic alterations, such as DNA hypomethylation and DNMT1 activity were also observed. Cell exposition to the AAE increased expression of proteins of the mitochondrial intrinsic pathway, via Baxtriggered, along with AIF release, and it is independent of p53 incitement. AAE changed energetic metabolism of cancer cells, increasing levels of pyruvate dehydrogenase (PDH) and stimulating mitochondrial oxidative phosphorylation. Although it enabled the mitochondria of these cells, the extract caused loss of mitochondrial membrane potential (ΔΨm), reduction on protein expression levels of complex I and III, inhibition of complex I activity, ROS generation and ATP depletion. The association of EAA to NS allowed obtaining systems with particle size lower than 200 nm, polydispersity index less than 1, negative zeta potential and pH stable for the period of 30 days, under tested condition. However, the association rate obtained was low (19%); therefore, further studies are needed to improve AAE encapsulation. The NS per se demonstrated ability to reduce the viability of tumor cells and induce redox stress, sensitizing these cells, proving to be a possible carrier for delivery of antitumor substances. The data set of this study demonstrates the potentiality of the compounds present in the A. angustifolia bracts for the development of new therapeutic strategies for cancer.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ucs.br:11338/1423 |
| Date | 02 December 2016 |
| Creators | Branco, Cátia dos Santos |
| Contributors | Saffi, Jenifer, Cruz, Ivana Mânica da, Schwambach, Joséli, Salvador, Mirian |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UCS, instname:Universidade de Caxias do Sul, instacron:UCS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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