Efeitos biológicos e atividade terapêutica de nanocápsulas de selol em carcinoma de pulmão de células não pequenas

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2014.O selol é uma mistura oleosa de selenitotriacilgliceróis efetivo contra as células de câncer e menos tóxico às células normais em comparação às formas inorgânicas de selenito. No entanto, sua hidrofobicidade é um obstáculo à sua administração in vivo. Neste contexto, desenvolveu-se para o presente estudo uma formulação de nanocápsulas contendo selol estabilizadas pelo copolímero poli (vinil, metil-éter-co-anidrido maléico) (PVM/MA) (SNP). O objetivo deste trabalho foi caracterizar a formulação de nanocápsulas de selol e avaliar sua efetividade contra células de carcinoma de pulmão do tipo não-pequenas (CPCNP) em modelos in vitro e in vivo. As nanocápsulas de selol mostraram-se monodispersas e estáveis. As linhagens celulares de CPCNP utilizadas nos ensaios in vitro foram carcinoma de células escamosas (NCIH 2170) e adenocarcinoma (A549). Ambos selol livre (S) e SNP reduziram significantemente a viabilidade das células de adenocarcinoma pulmonar (A549), enquanto S reduziu mais pronunciadamente a viabilidade das células não tumorais em comparação a SNP. Células da linhagem NCIH 2170 não foram responsivas ao selol livre e encapsulado nas condições estudadas. O efeito supressor de SNP sobre as células A549 foi principalmente associado ao bloqueio na progressão do ciclo celular na fase G2/M, corroborado pelas reduções nas expressões gênicas de CCNB1 e CDC25C. Apoptose e necrose foram induzidas por S e SNP em porcentagens discretas de células A549. No entanto, SNP parece ter causado alterações celulares capazes de aumentar a produção de espécies reativas de oxigênio e os níveis dos transcritos de GPX1, CYP1A1, BAX e BCL2. Em camundongos portadores de adenocarcinoma de pulmão, SNP reduziu a área dos nódulos tumorais superficiais, no entanto não provocou redução do volume dos nódulos tumorais totais. A pequena diminuição da porcentagem de proliferação das células tumorais tratadas não foi estatisticamente significante. Os resultados bioquímicos e hematológicos são sugestivos de baixa toxicidade sistêmica por SNP. As propriedades de superfície das nanocápsulas de selol apontam para características compatíveis com o tratamento de tumores in vivo: baixos potenciais inflamatório e hemolítico, ausente ativação do sistema complemento e leves ou ausentes alterações conformacionais de proteínas plasmáticas. Concluindo, o presente estudo apresenta uma formulação de nanocápsulas de selol com potencial para ser utilizada como terapia contra células de adenocarcinoma de pulmão, e demonstra, pela primeira vez, bloqueio no ciclo celular induzido pelo selol. __________________________________________________________________________________________________ ABSTRACTSelol is an oily mixture of selenitetriacylglycerides that is effective against cancerous cells and less toxic to normal cells in comparison to the inorganic forms of selenite. However, its hydrophobicity hinders its administration in vivo. In this context, it was developed for the present study a formulation of poly (methyl vinyl ether-co-maleic anhydride) (PVM/MA)-stabilized selol nanocapsules (SNP). The aim of this work was to characterize the formulation of selol nanocapsules and evaluate its effectiveness against non-small cells lung carcinoma (NSCLC) at in vitro and in vivo models. Selol nanocapsules were monodisperse and stable. NSCLC cell lines used in in vitro assays were squamous cells carcinoma (NCIH 2170) and adenocarcinoma (A549). Both free selol (S) and SNP significantly reduced the viability of pulmonary adenocarcinoma (A549) cells, whereas S reduced more pronouncedly the viability of non-tumor cells, in comparison to SNP. The NCIH 2170 line cells were not responsive to both free selol and encapsuled under the conditions studied. The SNP suppressor effect at A549 cells was mainly associated to an arrest of cell cycle progression at G2/M phase, corroborated by down-regulation of CCNB1 and CDC25C genes. Apoptosis and necrosis were induced by S and SNP in discrete percentages of A549 cells. However, SNP appears to have induced cell changes able to increase reactive oxygen species production and transcripts levels of GPX1, CYP1A1, BAX and BCL2. In mice with lung adenocarcinoma, SNP reduced the area of superficial tumor nodules, however caused no reduction in the volume of total tumor nodules. Subtle decrease of proliferation percentage of treated tumor cells was not statistically significant. Biochemical and hematological findings are suggestive of low systemic toxicity by SNP. The surface properties of the selol nanocapsules indicate characteristics compatible with tumors treatment in vivo: low inflammatory and hemolytic potentials, no activation of complement system and mild or absent conformational changes of plasma protein. Concluding, this present study exhibits a selol nanocapsule with potential to be used as a therapy against lung adenocarcinoma cells, and shows, for the first time, cell cycle arrest induced by selol