Natural compounds as modulators of transduction pathways in tumor cells

Orientadores: Hisroshi Aoyama, Carmen Verissima FerreiraTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: A busca por compostos que atuem especificamente no tumor e causem menos efeitos colaterais é o grande desafio da pesquisa no tratamento contra o câncer. Muitos compostos naturais extraídos de plantas têm apresentado resultados promissores como agentes moduladores de vias de transdução de sinais em diversos tipos de tumores. Os flavonóides, compostos polifenólicos encontrados em diversos alimentos como frutas, chás e vinhos, têm recebido bastante atenção em função dos seus efeitos quimiopreventivos e quimioterapêuticos. Nos últimos anos, muitos estudos relacionados à ação dos terpenos em doenças foram desenvolvidos, decorrentes das suas propriedades anti-inflamatórias, antimicrobiana, gastroprotetora e antitumoral. Entretanto, poucos estudos com enfoque molecular foram desenvolvidos para entender o mecanismo de indução de morte de células tumorais por tais compostos. O objetivo deste trabalho foi estudar a ação dos flavonóides apigenina e fisetina e do diterpeno ferruginol, sobre as vias de transdução de sinal envolvidas na proliferação e morte em células de leucemia e câncer de próstata. Todos os três compostos estudados levaram à morte das células tumorais por apoptose. As células leucêmicas tratadas com fisetina apresentaram aumento da expressão de NFkB, ativação da MAPK p38 e aumento dos níveis de fosforilação de proteínas. A apigenina, por sua vez, mostrou-se um forte inibidor de quinases, especificamente as envolvidas com a proliferação celular, como PI3K, AKT, Src e MAPK, além de induzir apoptose através da via intrínsica. O ferruginol foi capaz de inibir e/ou regular negativamente PI3K, STAT3 e STAT5, proteínas tirosinas fosfatases e proteínas quinases envolvidas com a regulação do ciclo celular. Em ambiente redutor, o efeito citotóxico do ferruginol foi drasticamente impedido, indicando que sua atividade antitumoral pode estar relacionada com a modulação do status redox. O presente trabalho mostrou que os compostos naturais fisetina, apigenina e ferruginol apresentaram um grande potencial como agentes quimioterápicos.Abstract: The search for compounds that specifically act on tumors, with low side effects, is a great aim in the studies related to cancer treatment. Many natural compounds isolated from plants have presented promising results as modulating agents of the signal transduction pathways in several types of tumors. Flavonoids, polyphenolic compounds largely distributed in foods such as fruits, teas and wines, have been greatly focused due to their chemopreventive and chemotherapeutic effects. In the last years, many studies about the action of terpenes in diseases have been done, due to their antiinflamatory, antimicrobial, gastroprotective and antitumoral properties. However, few molecular studies have been developed to understand the mechanism of cell death induction by these compounds. The aim of this work was to define the molecular action of apigenin, fisetin and ferruginol on the signal transduction pathways involved in the leukemic and prostate cancer cells proliferation and death. All the three compounds studied provoked the cell death by apoptosis. Leukemic cells treated with fisetin presented an increase of NF?B expression and protein phosphorylation levels and activation of p38 MAPK. Apigenin showed to be a strong inhibitor of kinases involved with cellular proliferation, such as, PI3K, AKT, Src, MAPK and additionally to induce apoptosis via the intrinsic pathway. Ferruginol was able to inhibit and/or to negatively regulate PI3K, STAT3 and 5, protein tyrosine phosphatases and protein kinases involved in the regulation of the cell cycle. In reducing environment, the cytotoxic effect of ferruginol was drastically impeded, which indicates that the anti-tumoral activity of ferruginol might be related to redox status modulation. The present work showed that the natural compounds fisetin, apigenin and ferruginol presented great potential as chemotherapeutic agents.DoutoradoBioquimicaDoutor em Biologia Funcional e Molecula