Potencial antileucêmico da lectina de Cratylia floribunda e sua conjugação com nanotubos de carbono

Cancer is one of the biggest public health problems in the world, being the second cause of death worldwide. The search for new compounds that selectively promote cancer cells death is becoming a constant, as a strategy in the treatment of the disease. Lectins are a class of glycoproteins that recognize and bind specifically to carbohydrate clusters expressed on the plasma membrane. Carbon nanotubes have been gaining considerable attention because they are promising nanocarriers, enabling the conjugation of several molecules on their surface, improving drug delivery and specific cell recognition. In the present work, the cytotoxic activity of Concanavalin A and CFL lectins on chronic monocytic (K562) and acute monocytic (THP-1) promyelocytic leukemia cells was investigated. To evaluate cell viabillity, the MTT salt reduction was used, which show the metabolic ability of the cell to convert that salt to crystals. It was observed that lectins reduces the viability of the two tested cells lines. However, this cytotoxic effect was observed only after 72 hours of treatment. The lectins were also cytotoxic to non-cancerous HUVEC endothelial cells, but this response may have been due to the fact that these cells have several glycoconjugates expressed in their membrane. Using the trypam blue dye, which marks only cells with broken membranes, then unviable cells, it was also observed that the lectin-nanotube conjugate had no significant activity compare to that demonstrated by the lectin alone, suggesting that the nanotubes do not seem to improve the effect of the lectins. Investigating which way of death these lectins were activating by flow cytometer assays, it was observed that the cells demonstrate positive labeling for propidium iodide, indicating that the treatment of 72 hours caused damage to the cell membrane. However, using the tetramethylrhodamine methyl ester probe, it was seen that treatment with the lectins caused mitochondrial depolarization on K562 and THP-1 cells, a factor related to apoptosis. In addition, CFL lectin caused cell cycle arrest of THP-1 cells, promoting accumulation of cells in the G0/G1 phase. Thus, it was concluded that Concanavalin A and CFL lectins demonstrate a cytotoxic effect on leukemic cells, possibly through the induction of cell death by apoptosis in cells, due to the depolarization of the mitochondrial membrane, possibly blocking the expression of cyclins and CDKs, promoting cell cycle arrest in THP-1 cells. In K562, treatment with CFL for 72 hours may be activating some extrinsic pathway of apoptosis by membrane receptor, leading to depolarization of the mitochondria and consequently releasing apoptogenic factors, but without promoting cell cycle arrest. In this way, the lectins studied demonstrate an interesting antileukemic potential.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESO câncer representa um dos maiores problemas de saúde pública mundial, sendo a segunda causa de morte em todo o mundo. A busca por novos compostos que promovam a morte seletiva de células cancerígenas vem se tornando constante, como uma estratégia no tratamento da doença. As lectinas constituem uma classe de glicoproteínas que reconhecem e se ligam especificamente à grupamentos de carboidratos expressos na membrana plasmática. Os nanotubos de carbono vêm ganhando bastante atenção por serem nanocarreadores promissores, possibilitando a conjugação de diversas moléculas em sua superfície e aumentando a eficácia no transporte e a especificidade no reconhecimento celular. No presente trabalho, foi investigada a atividade citotóxica das lectinas Concanavalina A e CFL sobre linhagens de células de leucemia promielocítica crônica (K562) e monocítica aguda (THP-1). Para avaliar a viabilidade celular, foi utilizando o ensaio de redução do sal de MTT, o qual avalia a capacidade metabólica da célula converter esse sal em cristais, foi observado um efeito citotóxico das lectinas nas duas linhagens testadas. Entretanto, só foi observada diminuição da viabilidade apenas após 72 horas de tratamento com as lectinas. As lectinas também foram citotóxicos às células endoteliais HUVEC, não cancerígenas, porém essa resposta pode ter se dado pelo fato de essas células apresentarem diversos glicoconjugados na sua membrana. Foi também observado, por meio do teste de incorporação do corante azul de tripam, o qual marca apenas em células com membrana rompida, que o conjugado lectina-nanotubo não apresentou atividade diferente da demonstrada pela lectina sozinha frente as linhagens celulares, sugerindo que os nanotubos parecem não melhorar o efeito das lectinas estudadas. Investigando qual a via de morte ativada pelas lectinas por meio de ensaios de citometia de fluxo, foi observado que as células marcaram positivamente para o iodeto de propídeo, indicando que o tratamento de 72 horas causou danos à membrana celular. Entretanto, utilizando a sonda tetrametilrodamina metil-éster, foi visto que o tratamento com as lectinas causou a despolarização da membrana mitocondrial das células K562 e THP-1, fator relacionado à apoptose. Além disso, a lectina CFL causou a parada do ciclo celular de células THP-1, promovendo um acúmulo de células na fase G0/G1. Dessa forma, concluiu-se que as lectinas Concanavalina A e CFL demonstram efeito citotóxico às células leucêmicas, possivelmente pela indução da morte celular por apoptose nas células, devido a despolarização da membrana mitocondrial, possivelmente bloqueando a expressão de ciclinas e CDKs, promovendo parada no ciclo celular de células THP-1. Já em células K562, o tratamento com a CFL por 72 horas pode estar ativando alguma via extrínseca de apoptose por receptor de membrana, levando a despolarização da mitocôndria e consequentemente liberando fatores apoptogênicos, mas sem promover parada no ciclo celular. Desta forma, as lectinas estudadas demonstram um interessante potencial antileucêmico