Investigação do mecanismo de morte celular induzido por compostos em células de linhagens de neoplasias hematológicas

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Farmácia, Florianópolis, 2016.As neoplasias hematológicas, que incluem as leucemias agudas e o mieloma múltiplo compreendem um grupo heterogêneo de doenças originadas a partir da proliferação anormal e descontrolada de uma célula clonal neoplásica de origem hematopoiética. Não é incomum a observação de células neoplásicas que desenvolvem resistência aos fármacos utilizados e pacientes que apresentam morbidade associada ao uso de quimioterápicos. Dessa forma, há necessidade de se investigar novas estruturas para o desenvolvimento de fármacos que tenham maior eficiência em induzir morte apenas nas células tumorais, que sejam de fácil administração, que não causem resistência e com poucos ou insignificantes efeitos adversos. Duas classes de compostos, as sulfonamidas e as quinonas, são bastante relatadas na literatura com atividade citotóxica. Nessa perspectiva, este estudo objetivou investigar o efeito citotóxico de um grupo de sulfonamidas e de uma quinona (GE2, primina) sobre linhagens celulares de neoplasias hematológicas. Entre as 26 sulfonamidas avaliadas, pelo método do MTT, o composto DFS16 (N-(3,3-difenilpropil)-2,4-dinitrobenzenosulfonamida) foi o selecionado para os ensaios posteriores, por apresentar maior atividade citotóxica sobre as três linhagens celulares utilizadas nesse trabalho (K562, Jurkat e MM.1S). Os resultados desse estudo permitem sugerir que a sulfonamida DFS16 possui atividade citotóxica sobre células K562 e Jurkat pela indução de apoptose (observada na microscopia com brometo de etídio e laranjada de acridina, fragmentação de DNA e marcação com Anexina V) por meio da ativação das vias intrínseca e extrínseca, além do envolvimento de alterações do potencial de membrana mitocondrial. A ativação da via intrínseca nessas células parece estar relacionada com a diminuição da expressão da proteína Bcl-2 e aumento da expressão da proteína Bax. Além disso, a diminuição da expressão da proteína de proliferação celular Ki-67 e o aumento da expressão do fator indutor de apoptose, observados por citometria de fluxo, demonstram possível relação com o mecanismo de morte induzido pelo tratamento com DFS16 nas células Jurkat. A apoptose induzida pela sulfonamida DFS16 nas células MM.1S sugere que a ativação ocorre por uma via diferente daquelas investigadas nesse trabalho, sem relação com a sinalização de caspases e com o envolvimento do bloqueio na progressão do ciclo celular na fase G2/M. Os resultados encontrados para a quinona GE2 indicam que a apoptose possivelmente é ativada pelas vias intrínseca e extrínseca nas células K562, Jurkat e MM.1S, com diminuição do potencial mitocondrial, além de diminuição da expressão da proteína Ki-67. Assim como, a quinona GE2 apresentou excelente seletividade para as células neoplásicas quando comparado com o tratamento em células não neoplásicas. O conjunto de resultados sugere que os compostos DFS16 e GE2 são promissores protótipos para o estudo e desenvolvimento de novos fármacos para o tratamento de neoplasias hematológicas.Abstract : Hematological malignancies, including acute leukemias and multiple myeloma, comprise a heterogeneous group of diseases originated from an abnormal and uncontrolled proliferation of neoplastic clonal cells of hematopoietic origin. It is not uncommon to observe neoplastic cells that develop resistance to the used drugs, as well as patients with morbidity associated to chemotherapy. Thus, it is necessary to investigate new structures for the development of drugs that present higher efficiency and specificity in inducing tumor cells death, that are easy to administer, that do not cause resistance and that have little or negligible adverse effects. Two classes of compounds, sulfonamides and quinones, were reported in the literature with a wide range of pharmacological properties and among them, the antitumor activity. In this perspective, this study aimed to investigate the cytotoxic effect of a group of sulfonamides and a quinone (GE2, primina) on hematological malignancies cell lines. Among the 26 sulfonamides evaluated, by MTT method, the compound DFS16 (N-(3,3-diphenylpropyl)-2,4-dinitrobenzenesulfonamide) was selected for the further tests due to its higher cytotoxic activity against the three cell lines that were analyzed in this study (K562, Jurkat and MM.1S). The results suggest that sulfonamide DFS16 has cytotoxic activity against K562 and Jurkat cells by apoptosis induction (observed in ethidium bromide and acridine orange microscopy, DNA fragmentation and labeling with Annexin V) by the intrinsic and the extrinsic pathways, involving also the mithocondrial membrane potential. The activation of the intrinsic pathway in these cells appears to be related by decreased Bcl-2 expression and increased Bax expression. Furthermore, the decreased expression of the cellular proliferation protein Ki-67 and the increased expression of apoptosis-inducing factor, observed by flow cytometry, also appear to be related to the death mechanism induced by DFS16 in Jurkat cells. Apoptosis induced by sulfonamide DFS16 in MM.1S cells appear to be activated by a different pathway from those investigated in this work, i.e. no relation with caspase signaling and blocking the cell cycle progression at G2/M phase. The quinone GE2 appears to induce apoptosis by activation of the intrinsic and the extrinsic pathways in K562, Jurkat and MM.1S cell lines, and by decreasing the expression of Ki-67 protein. The results suggest that the compounds DFS16 and GE2 are promising molecules for the use in hematological malignancies therapy or as prototypes for the development of new chemotherapics