Potencial antineoplásico do complexo de rutênio (RuC) em modelos tumorais in vitro e in vivo

Orientadora : Profª. Drª. Alexandra AccoCoorientadora : Profª Drª Sílvia Maria Suter Correia CadenaTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Farmacologia. Defesa: Curitiba, 30/06/2017Inclui referências : f. 114-122Resumo: O índice de pessoas diagnosticadas com câncer vem aumentando consideravelmente no mundo todo. Em 2020 estima-se que o número de novos casos mundiais alcance a ordem de 15 milhões de pessoas, sendo que 60% destes deverão ocorrer nos países em desenvolvimento. O tratamento de escolha para esta enfermidade são os quimioterápicos, mas sabe-se que eles são agentes altamente citotóxicos, possuem baixo índice terapêutico, vários efeitos colaterais e baixa seletividade em relação às células tumorais, características que restringem o seu uso. A cisplatina, por exemplo, utilizada com sucesso no tratamento de alguns tipos de tumor, apresenta efeitos adversos tempo e dose-dependentes. Assim, novos compostos formulados com metais de transição da mesma família da platina têm surgido como uma opção mais satisfatória, uma vez que promovem menos efeitos colaterais. Neste contexto, complexos de Rutênio têm apresentado seletividade para algumas células tumorais, associada ao favorecimento de sua redução no microambiente ácido tumoral. O objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade antineoplásica do composto de rutênio denomidado cis-[Ru(phen)2(ImH)2]2+ ou RuC, em cultura (in vitro) de células HepG2 (carcinoma hepatocelular), HeLa (adenocarcinoma de cervix humana), U87MG (glioblastoma humano), NDAmb234 (adenocarcinoma mamário humano), B16F10 (melanoma murino) e HEK293 (não-tumoral renal embriônica humana), e no carcinoma Walker-256 de ratos (in vivo), bem como analisar parâmetros metabólicos, de estresse oxidativo, morfológicos e a expressão de genes associados à apoptose. Em todos os experimentos, a cisplatina foi usada como controle positivo. O RuC reduziu a viabilidade de células HepG2 e HeLa em várias concentrações testadas (10, 50 e 100 nmol/L), após 48 horas de exposição, nos ensaios de MTT, Cristal Violeta e Vermelho Neutro. O RuC inibiu todos os estados da respiração celular e aumentou os níveis dos metabólitos piruvato e lactato em ambas as linhagens celulares. Em consonância, diante do tumor sólido Walker- 256 em ratos, a dose de 10 mg/kg RuC, administrada por via intraperitoneal durante 13 dias, mostrou-se mais efetiva, pois reduziu o volume e o peso tumoral, induziu estresse oxidativo e necrose no tecido tumoral, e reduziu a respiração em células tumorais, mas não induziu apoptose. Em adicional, o RuC melhorou parâmetros antioxidantes sistemicamente, avaliados em fígado e rins de animais portadores do tumor Walker-256. Estes resultados foram corroborados pela ausência de toxicidade observada em ratos sem tumor e tratados com a mesma dose de RuC (10 mg/kg), diferindo dos achados com a cisplatina, que provocou nefrotoxicidade. Os resultados sugerem que o RuC tem atividade antineoplásica através da modulação do estresse oxidativo e fosforilação oxidativa das células tumorais, sem causar toxicidade sistêmica. Estes efeitos tornam o RuC uma promissora droga anticancerígena. Outras investigações com este composto, incluindo estudos clínicos, devem ser encorajadas.Abstract: The number of people diagnosed with cancer has increased considerably worldwide. By 2020, it is estimated that the number of new global cases will reach 15 million people, with 60% occurring in developing countries. The treatment of choice for this disease is chemotherapy, but it is known that chemotherapeutic agents are highly cytotoxic, have low therapeutic index, several side effects and low selectivity in relation to tumor cells, characteristics that restrict its use. Cisplatin, for example, used successfully in the treatment of some types of tumor, has both time-dependent and dose-dependent adverse effects. Thus new compounds formulated with transition metals of the same platinum family have emerged as a more satisfactory option as they promote fewer side effects. In this context, Ruthenium complexes have shown selectivity for some tumor cells, associated with its favorable reduction in the tumor acidic microenvironment. The objective of this work was to evaluate the antineoplastic activity of the ruthenium compound named cis- [Ru(phen)2(ImH)2]2+ or RuC, in culture (in vitro) of HepG2 (hepatocellular carcinoma), HeLa (adenocarcinoma of human cervix), U87MG (human glioblastoma), NDAmb234 (human breast adenocarcinoma ), B16F10 (murine melanoma cells) and HEK293 (non-tumor human embryonic kidney), and Walker-256 rat carcinoma (in vivo), as well as to analyze metabolic, oxidative stress and morphological parameters, and gene expression associated with apoptosis. In both experiments cisplatin was used as a positive control. RuC reduced the viability of HepG2 and HeLa cells at various concentrations tested (10, 50 and 100 nmol/L) after 48 hours of exposure in the MTT, Violet Crystal and Neutral Red assays. RuC inhibited all cellular respiration states and increased levels of pyruvate and lactate metabolites in both cell lines. Accordingly, in the presence of the Walker-256 solid tumor in rats, the dose of 10 mg/kg RuC, administered intraperitoneally for 13 days, was more effective, because it reduced the volume and tumor weight, induced oxidative stress and necrosis in tumor tissue, and reduced respiration in tumor cells, but did not induce apoptosis. In addition, RuC improved systemic antioxidant parameters assessed in the liver and kidneys of Walker-256 tumorbearing animals. These results were corroborated by the absence of toxicity observed in rats without tumor and treated with the same dose of RuC (10 mg/kg), differing from the findings with cisplatin, which caused nephrotoxicity. The results suggest that RuC has antineoplastic activity through the modulation of oxidative stress and oxidative phosphorylation of tumor cells, without cause systemic toxicity. These effects make the RuC a promising anticancer drug. Further investigations with this compound, including clinical studies, should be encouraged