Antitumor activity of Arucanolide, germacranolide isolated from Calea pinnatifida

A pesquisa fitoquímica de espécies vegetais tem originado um grande número de novas substâncias e trabalha em conjunto com a pesquisa farmacológica que é responsável porá apontar o potencial terapêutico dessas moléculas e ou de seus derivados. Trabalhos anteriores revelaram que o extrato bruto diclorometânico das folhas de Calea pinnatifida(Asteraceae) apresenta atividade antiproliferativa, em cultura de células tumorais humanas e antitumoral em modelos in vivo de Tumor Ascítico e Sólido de Ehrlich. Os estudos fitoquímicos revelaram a presença de germacranolídeos (lactonas sesquiterpênicas) entre os princípios ativos responsáveis pela atividade antitumoral. Este trabalho teve como objetivo isolar e determinar o mecanismo de ação do arucanolídeo. Primeiramente o arucanolídeo foi obtido através do fracionamento do extrato bruto diclorometânico e precipitação de graxas e clorofila com o uso de uma solução de acetato básico de chumbo. Em cultura de células tumorais humanas de diferentes origens o arucanolídeo apresentou atividade citocida para todas, com seletividade para melanoma e rim. Os estudos sobre o tipo demorte celular revelaram que o arucanolídeo é capaz de induzir apoptose, pela via intrínseca,através da ativação de caspases, com geração de radicais livres em células de glioblastoma U-118 MG e de melanoma SK-MEL-2. Já nas células HeLa (adenocarcinoma de cervix) o mecanismo pelo qual o arucanolídeo atua pode ser diferente, pois a via intrínseca não é tão importante, nem a geração de radicais livres, sugerindo o envolvimento da via extrínseca de apoptose. O uso de células HeLa transfectadas com o gene de Bcl-xl, não interferiu na indução de apoptose pelo arucanolídeo, comprovando a pouca importância da mitocôndriano processo apoptótico nessa linhagem, enquanto nas células SK-MEL-2 Bcl-xL a indução de apoptose foi significativamente reduzida. Nas células melanoma murino B16-F10, o arucanolídeo induziu apoptose através da ativação das caspases. No entanto, em modelo animal utilizando essa linhagem, a redução do desenvolvimento tumoral não foi dependente do processo apoptótico, sugerindo que outro mecanismo de ação está envolvido na atividade in vivo. No modelo de metástase onde as células de melanoma B16-F10 foram inoculadas diretamente na corrente sanguínea, foi observada uma tendência na redução das metástases pulmonares no grupo tratado com arucanolídeo, com poucos sinais de toxicidade hepática. Com tudo isso, pode-se concluir que o arucanolídeo é capaz de induzir apoptose em células tumorais humanas e murinas, podendo atuar pela via intrínseca e ou extrínseca de apoptose, dependendo do tipo celular avaliado. A atividade antitumoral in vitro foi confirmada com a redução do crescimento tumoral in vivo, comprovando o potencial farmacológico desse composto.Plants have provided a large number of new substances and many drugs have based for the synthesis of them. The dichloromethane crude extract presented antiproliferative activity inhuman tumor cell culture and in vivo antitumor activity against ascitic and solid Ehrlich tumor models. The results obtained with Calea pinnatifida, species from Asteraceae family,may result in the development of new chemotherapeutic agents by the presence of germacranolides (sesquiterpene lactones) in their chemical composition. The arucanolide was obtained by the fractionation of crude dichloromethane extract after the precipitation of chlorophyll and graxes using a lead acetate basic solution. Arucanolide shows antiproliferative activity in vitro against human tumor cells lines with selectivity for melanoma and kidney. It was proved that the arucanolide is capable of inducing apoptosis,by the intrinsic pathway, through caspase avtivation, generating free radicals in U-118 MG glioblastoma and SK-MEL-2 melanoma cells. At the adenocarcinoma of cervix cells HeLa the mechanism by which arucanolide acts may be different, because the intrinsic pathway seems to be not as important as in the others cells, suggesting the involvement of the extrinsic pathway of apoptosis. The use of HeLa cells transfected with the gene of Bcl-xl, has not hindered the induction of apoptosis in these cells, showing the lack of importance of mitochondria in this apoptotic process, while in SK-MEL-2 Bcl-xL cells, the arucanolide treatment significantly reduced the apoptosis induction. In the B16-F10 cells, the arucanolide induces caspase-dependent apoptosis in vitro and has antitumor activity in vivo against the same cell line, in a subcutaneous melanoma model. The apoptosis induction was not detected in vivo, suggesting that arucanolide could act by preventing the tumor cell proliferation in vivo. At the model of experimental metastasis with the melanoma cell lineB16-F10 there is a tendency to reduce lung metastasis in mice treated with arucanolide, showing few signs of liver toxicity. With all this results, we conclude that the arucanolídeois able to induce apoptosis in human and murine tumor cells lines, and its death pathway, depends on the cell type evaluated. This compound may act by intrinsic or extrinsic apoptosis pathways. The arucanolide also reduces tumor growth in vivo and it is a promising new chemotherapic for clinical research