Antineoplastic potential of biflorin, о- naftoquinone isolated from the roots of Capraria biflora L

A biflorina à uma 1,4 â orto-naftoquinona isolada de raÃzes de Capraria biflora, que possui uma ampla distribuiÃÃo nas amÃricas do Sul e do Norte. O objetivo desse trabalho foi avaliar se a biflorina apresentava um potencial citotÃxico e antitumoral utilizando modelos in vitro e in vivo. O presente estudo tambÃm avaliou a genotoxicidade dessa molÃcula em linfÃcitos perifÃricos humanos e em outros modelos como cÃlulas V79, bactÃrias, leveduras bem como em medula Ãssea de camundongos. Frente a dezesseis linhagens tumorais, dentre elas 15 humanas e 1 murina, a biflorina mostrou-se bastante citotÃxica, uma vez que teve sua CI50 variando de 0,43 e 14,61 Âg/mL. Para avaliar sua seletividade, ela foi testada tambÃm em linfÃcitos humanos estimulados com fitohemaglutinina, onde se pode concluir que ela nÃo à seletiva. A biflorina nÃo foi capaz de inibir o desenvolvimento de ovos de ouriÃo-do-mar e nem causar ruptura na membrana de hemÃcias de camundongos. Para avaliar seu mecanismo de aÃÃo e seu potencial antitumoral in vivo a linhagem B16 (Melanoma) foi escolhida para que os testes in vitro e in vitro pudessem ser realizados com a mesma cÃlula. Os estudos in vitro realizados por coloraÃÃo diferencial e por citrometria de fluxo sugerem que a biflorina induz morte celular por apoptose, uma vez que as cÃlulas tratadas apresentaram reduÃÃo do volume nuclear, condensaÃÃo de cromatina e formaÃÃo de corpos apoptÃticos. A citometria de fluxo confirmou a fragmentaÃÃo de DNA induzida na maior concentraÃÃo de biflorina e demonstrou que as cÃlulas tratadas apresentaram despolarizaÃÃo da mitocÃndria significante. AlÃm disso, por citometria a integridade de membrana nÃo foi alterada e nÃo exibiu aumento da percentagem de cÃlulas nÃo viÃveis, sendo o mesmo observado com as cÃlulas avaliadas por exclusÃo por azul de tripan. A atividade in vivo da biflorina foi avaliada em trÃs modelos, sarcoma 180, carcinoma de Erlich e melanoma B16. A biflorina inibiu o crescimento dos tumores dos animais transplantados com sarcoma 180 e carcinoma de Erlich, bem como foi capaz de aumentar a resposta antitumoral e diminuir a toxicidade sistÃmica do 5-FU quando associada com ele. Nos animais transplantados com B16 a sobrevida dos animais tratados com biflorina aumentou significativamente. Foi demonstrado tambÃm que a biflorina possui aÃÃo imunoadjuvante aumentando a produÃÃo de anticorpos contra ovalbumina, o que pode estar relacionada com suas propriedades antitumorais. TambÃm foi estudada a interaÃÃo da biflorina com o DNA de fita dupla e de fita simples, mostrando que ela inibe diretamente o DNA, mas nÃo inibe Topoisomerase I, sugerindo que outro mecanismo deve estar associado a essa interaÃÃo, podendo estar relacionado à induÃÃo de dano ao DNA. Contudo a biflorina mostrou-se genotÃxica apenas no teste do cometa, onde a freqÃÃncia e o Ãndice de danos em linfÃcitos humanos aumentaram significativamente, sem, no entanto induzir efeito clastogÃnico pelo teste de aberraÃÃes cromossÃmicas. Por outro lado, por sua comprovada atividade antioxidante, possivelmente associada à remoÃÃo de grupos hidroxil, a biflorina demonstrou ter uma atividade antimutagÃnica, contra cÃlulas V79 e linhagens de Saccharomyces cereviseae tratadas com H2O2, quando usada em baixas concentraÃÃes, alÃm de nÃo causar peroxidaÃÃo lipÃdica bem como diminuir a peroxidaÃÃo lipÃdica medida pelos nÃveis de TBARS em cÃlulas V79. Ainda para descartar quaisquer dÃvidas em relaÃÃo a nÃo induÃÃo de mutagenicidade pela biflorina, outros dois testes sugeridos pelos protocolos internacionais como testes padrÃo para comprovaÃÃo de seguranÃa de muitos quÃmicos incluindo biocidas e fÃrmacos, foram realizados os testes de Ames em Salmonella thyphimurium e o teste de micronÃcleos em medula Ãssea de camundongos, ambos com resultados negativos. Todos esses dados compilados sugerem que a biflorina à uma droga com uma potente atividade citotÃxica em cÃlulas neoplÃsicas, antitumoral, atividade imunoadjuvante, potencial antioxidante que interage diretamente com DNA de fita simples e de fita dupla, mas nÃo inibe topoisomerase, porÃm mostra-se genotÃxica, mas nÃo mutagÃnica quando testada em vÃrios modelos biolÃgicosBiflorin is a 1,4 - o-naftoquinone isolated from the roots of Capraria biflora, which has an ample distribution among North and South AmÃrica. The goal of this study was to evaluate the antitneoplastic potential of biflorine in vitro and in vivo models. Genotoxic effects in human peripheral lymphocytes and other cell models, such as V79, bacteria and yeasts, as well as in mice bone marrow. Was also accessed biflorin was highly cytotoxic against 15 human tumor cell lines and 1 murine cell line, with IC50 ranging from 0.43 to 14.61 Âg/mL. Cell selectivity was was not observed, since in was equally toxic to normal human lymphocytes stimulated with phytoheamaglutinin. No inhibitory effect on see-urchin egg development or lysis of mouse erythrocyte was observed following biflorin treatment. Mode of action studies and antitumor potential was evaluated on the B16 melanoma cell line, which enables in vitro and in vivo studies. The in vitro data suggests that biflorin induces cell death by apoptosis, as treated cells showed a decrease in nucleus size, chromatin condensation and formation of apoptotic bodies. Flow cytometry confirmed DNA fragmentation and a significant mitochondrial depolarization on the highest concentration tested. Membrane integrity disruption was not observed when analyzed by flow cytometry and no increase in non viable cells was registered. The later result was also seen on the trypan blue exclusion cell count. In vivo antitumor activity was evaluated in three tumor models: Sarcoma 180, ErlichÂs Carcinoma and Melanoma B16. Biflorin inhibited tumor growth in S-180 and Erlich transplanted animals and increased the antitumor effect of 5-FU where decreasing its toxicity. On B16 transplanted animals, survival span of biflorin-treated animals increased significantly. It was demonstrated that biflorin possess immune-adjuvant proprieties, increasing the production of anti-albumin antibodies, which can be related to its antitumor activity. Interaction of biflorin with single and double stranded DNA was confirmed, but was shown that it does not inhibit topoisomerase I, suggesting that a different mechanism is associated with this interaction, probably DNA damage induction. Biflorin showed genotocicity only on the comet assay, in which frequency and damage index towards human lymphocytes were significantly increased, without, however, inducing clastogenic effect on chromosome aberration assessment. On the other hand, due to its antioxidant effect, possibly associated to removal of hydroxi groups, biflorin, in lower concentrations, showed antimutagenic activity towards V79 cells and Saccharomyces cereviseae treated with H2O2. Moreover, it does not induce lipidic peroxidation, thus reducing this effect in V79 cells, as seen by assessment of TBARS levels. To discard any doubts on biflorinÂs non-mutagenic proprieties; the Ames test in Salmonella thyphimurium and the micronucleus assay on mouse bone marrow was carried out, both presenting a negative result. Taken together, these results suggest that biflorin is a strong cytotoxic compound against neoplastic cells as possess antitumor, immune-adjuvant and antioxidant potential, interacts directly with single and double stranded DNA, but not topoisomerase I, has a genotoxic but not mutagenic effect and increases survival rate in treated mic