Avaliação da citotoxicidade de derivados de sais de isotiourônio e tiazinodionas para estudo de leucemia in vitro

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Farmácia, Florianópolis, 2013.O câncer é caracterizado pelo crescimento desordenado de células anormais em tecidos e órgãos, podendo vir a espalhar-se por outras regiões do organismo. As células neoplásicas adquiriram a propriedade de proliferação além dos limites normais e de resistência à apoptose. O entendimento dos mecanismos moleculares de morte das células tumorais se faz necessário para o avanço em direção ao desenvolvimento de compostos antineoplásicos com maior citotoxicidade e maior seletividade para as células tumorais. A utilização de modelos celulares de leucemia na busca de novas terapias antitumorais torna-se interessante, uma vez que as linhagens celulares possibilitam a obtenção de resultados mais rápidos na prospecção de novos agentes antitumorais. Estudos anteriores demonstram que os sais de isotiourônio (SIs) apresentam atividade antibacteriana, antifúngica e antinflamatória, porém pouco ainda se sabe sobre uma possível atividade antitumoral. As tiazinodionas (TDs) são análogos das tiazolidinedionas, conhecidas pela atividade antihiperglicêmica já bem caracterizada e mais recentemente tem sido descrita a atividade antitumoral em diversos tipos de câncer como cólon, mama, pulmão. Diante deste cenário, o objetivo desse trabalho foi pesquisar novos potenciais agentes antileucêmicos a partir de sais de isotiourônio e tiazinodionas e investigar o mecanismo de morte celular induzida por estes compostos. Observou-se que os sais de isotiourônio MF 04, MF05, MF06, MF07 e MF08 apresentaram concentração citotóxica para 50% das células (CC50) na faixa de 3 a 12 µM com índice de seletividade = 2 para as células de leucemia. Além disso, esses compostos parecem induzir à morte celular através da indução do estresse metabólico com produção de espécies reativas de oxigênio (EROs) e perda do potencial de membrana mitocondrial. O composto MF08 que apresentou a menor CC50 e maior índice de seletividade em células de leucemia, além de causar alterações morfológicas que sugerem morte celular por mitose catastrófica. Por esse motivo, novos compostos derivados desse SI foram sintetizados, mas os mesmos apresentaram atividade inferior à molécula de origem. As tiazinodionas 1a e 1g apresentaram CC50 de 35 e 28 µM respectivamente e índice de seletividade em torno de 3. O mecanismo de morte envolvido na ação das tiazinodionas está relacionado a produção de EROs, perda de potencial de membrana mitocondrial e alteração nos níveis de cálcio intracelular sugerindo um estresse de retículo endoplasmático e ativação das caspases-12 e -3 culminando em apoptose. Considerando os compostos testados, ambas as classes mostram-se promissoras para estudos pré-clínicos.Abstract : Cancer is characterized by abnormal growth of normal cells in tissues and organs that can spread to other regions. Neoplastic cells acquired the property of proliferation beyond normal limits and apoptosis resistance. It is important to better understand the molecular mechanisms of tumoral cell death in order to promote the development of new antineoplastic compounds with higher toxicity and selectivity. Leukemia cell models in new antitumoral research are interesting due to their easy handling and feasibility. Previous studies showed that isothiouronium salts presented antibacterial, antifungal and anti-inflammatory activities, but the antitumoral activity is still unclear. The thiazinediones are thiazolidinediones analogs wich have its antihyperglycemic activity well characterized and recent studies presented their antitumoral activity in several types of cancer as colon, breast and lung. In this scenario, the aim of this work was to investigate new potential antileukemic agents by isothiouronium salts and thiazolidinediones derivatives and explore the cell death mechanism induced by them.. It was observed that isothiouronium salts MF 04, MF05, MF06, MF07 and MF08presented a range of 3 to 12µM of the cytotoxic concentration to reach 50% of cell death (CC50) and a selectivity index of = 2 to leukemia cells. Furthermore, these compounds seem to induce cell death by metabolic stress with reactive oxygen species production (ROS) and loss of mitochondrial membrane potential. Compound MF08 presented the lowest CC50 and higher selectivity index in leukemia cells and morphologic alterations suggest that it may induce mitotic catastrophe cell death pathway. Therefore novel compounds derived from MF08 where synthetized but it was observed inferior activity compared to original molecule. Thiazinediones 1a and 1g presented CC50 of 35 and 28µM respectively and selectivity index nearby 3. The mechanism of action of thiazinediones is related to ROS production, loss of mitochondrial membrane potential and calcium imbalance suggesting a endoplasmic reticulum stress and caspases -12 and 3 activation culminating in apoptosis cell death. Considering the tested compounds, both groups seem to be promising to further pre-clinical trials