Determinação da atividade antitumoral de derivados quirais de xantonas e flavonoides

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Barbosa, Flávia Patrícia Ribeiro
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/35638
Resumo: O cancro é uma doença complexa e uma das maiores causas de morte no mundo inteiro. É caracterizada por alterações funcionais, estruturais e metabólicas que conferem às células, entre várias características, a capacidade de proliferar de forma incontrolável e resistir à morte celular. Uma das características metabólicas mais conhecidas das células tumorais é o Efeito de Warburg, onde ocorre uma mudança no mecanismo de produção de energia a partir da glicose, passando esta a ser metabolizada principalmente através da glicólise, em detrimento da fosforilação oxidativa, mesmo na presença de oxigénio. Tal modificação metabólica, além de estar usualmente associada a uma maior proliferação e capacidade de migração e invasão por parte das células tumorais, pode também levar a uma maior resistência ao tratamento antitumoral. A multirresistência a fármacos é um dos principais obstáculos no tratamento do cancro, podendo ser vários os mecanismos que estão na sua génese. Estes podem incluir a reprogramação metabólica no cancro e subsequente modificação do microambiente tumoral, mas também a superexpressão de proteínas que promovem o efluxo dos fármacos, nomeadamente da glicoproteína-P (P-gp), sendo esta uma das principais causas desse fenótipo. A resistência a vários compostos usados na quimioterapia convencional por parte de diferentes tipos de cancro é muitas das vezes a causa do insucesso do tratamento e tem levado assim à procura de novos possíveis fármacos que possam ultrapassar tal resistência. A natureza é uma importante fonte de novos compostos, pelo que a procura de produtos naturais, ou dos seus derivados, com ação terapêutica, tem vindo a aumentar. Derivados de xantonas e flavonoides têm demonstrado potencial em diferentes atividades biológicas, nomeadamente atividade inibitória no crescimento de algumas linhas celulares tumorais humanas. Desta forma, é de todo o interesse o seu estudo nesta área, nomeadamente através da síntese de derivados quirais, para aumento da sua diversidade. Neste estudo, derivados quirais de xantonas e flavonoides foram avaliados quanto à sua possível atividade antitumoral, através de ensaios de viabilidade em quatro linhas celulares tumorais: A375-C5 (melanoma), MCF-7 (adenocarcinoma da mama), NCI-H460 (cancro do pulmão de não pequenas células) e HCT-15 (adenocarcinoma colorretal). Os compostos que apresentaram melhor atividade inibitória de crescimento das linhas tumorais em estudo, foram selecionados para estudos posteriores, visando um melhor conhecimento sobre os seus mecanismos de ação. Assim, foi estudada a sua atividade nas mesmas linhas celulares tumorais, ao nível do metabolismo celular, observando parâmetros como consumo de glicose e produção de lactato, e da capacidade de migração celular. Por fim, os compostos selecionados foram ainda testados de forma a descobrir se são substratos da P-gp ou se possuem capacidade inibitória desta proteína. Os resultados obtidos mostraram que regra geral, os derivados de flavonoides apresentavam maior capacidade inibitória de crescimento das células tumorais do que os derivados xantónicos. Foi também verificado, utilizando como modelo uma estirpe de levedura com expressão heteróloga da P-gp humana, que alguns derivados quirais de xantonas testados aparentavam ser substratos da P-gp. No que diz respeito aos derivados quirais de flavonoides, não foi possível tirar conclusões nesse sentido, pois os compostos não eram tóxicos para a estirpe de levedura utilizada. Assim, tendo em conta estes resultados, os estudos prosseguiram com os derivados flavonoides mais promissores. Os resultados destes estudos mostraram que quase todos os compostos induziram alterações metabólicas, levando a uma diminuição da glicose consumida e do lactato produzido. Foi identificado, entre os compostos testados, um derivado quiral de flavonoides muito promissor, com atividade antiglicolítica muito acentuada em três das quatro linhas celulares e que pareceu induzir alterações na capacidade migratória da linha celular NCI-H460, apesar de não significativas. Para além disso, foi detetado que alguns dos derivados de flavonoides selecionados possuem capacidade de inibir a P-gp, tornando-se assim bons candidatos para putativos futuros fármacos antitumorais.
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Tal modificação metabólica, além de estar usualmente associada a uma maior proliferação e capacidade de migração e invasão por parte das células tumorais, pode também levar a uma maior resistência ao tratamento antitumoral. A multirresistência a fármacos é um dos principais obstáculos no tratamento do cancro, podendo ser vários os mecanismos que estão na sua génese. Estes podem incluir a reprogramação metabólica no cancro e subsequente modificação do microambiente tumoral, mas também a superexpressão de proteínas que promovem o efluxo dos fármacos, nomeadamente da glicoproteína-P (P-gp), sendo esta uma das principais causas desse fenótipo. A resistência a vários compostos usados na quimioterapia convencional por parte de diferentes tipos de cancro é muitas das vezes a causa do insucesso do tratamento e tem levado assim à procura de novos possíveis fármacos que possam ultrapassar tal resistência. A natureza é uma importante fonte de novos compostos, pelo que a procura de produtos naturais, ou dos seus derivados, com ação terapêutica, tem vindo a aumentar. Derivados de xantonas e flavonoides têm demonstrado potencial em diferentes atividades biológicas, nomeadamente atividade inibitória no crescimento de algumas linhas celulares tumorais humanas. Desta forma, é de todo o interesse o seu estudo nesta área, nomeadamente através da síntese de derivados quirais, para aumento da sua diversidade. Neste estudo, derivados quirais de xantonas e flavonoides foram avaliados quanto à sua possível atividade antitumoral, através de ensaios de viabilidade em quatro linhas celulares tumorais: A375-C5 (melanoma), MCF-7 (adenocarcinoma da mama), NCI-H460 (cancro do pulmão de não pequenas células) e HCT-15 (adenocarcinoma colorretal). Os compostos que apresentaram melhor atividade inibitória de crescimento das linhas tumorais em estudo, foram selecionados para estudos posteriores, visando um melhor conhecimento sobre os seus mecanismos de ação. Assim, foi estudada a sua atividade nas mesmas linhas celulares tumorais, ao nível do metabolismo celular, observando parâmetros como consumo de glicose e produção de lactato, e da capacidade de migração celular. Por fim, os compostos selecionados foram ainda testados de forma a descobrir se são substratos da P-gp ou se possuem capacidade inibitória desta proteína. Os resultados obtidos mostraram que regra geral, os derivados de flavonoides apresentavam maior capacidade inibitória de crescimento das células tumorais do que os derivados xantónicos. Foi também verificado, utilizando como modelo uma estirpe de levedura com expressão heteróloga da P-gp humana, que alguns derivados quirais de xantonas testados aparentavam ser substratos da P-gp. No que diz respeito aos derivados quirais de flavonoides, não foi possível tirar conclusões nesse sentido, pois os compostos não eram tóxicos para a estirpe de levedura utilizada. Assim, tendo em conta estes resultados, os estudos prosseguiram com os derivados flavonoides mais promissores. Os resultados destes estudos mostraram que quase todos os compostos induziram alterações metabólicas, levando a uma diminuição da glicose consumida e do lactato produzido. Foi identificado, entre os compostos testados, um derivado quiral de flavonoides muito promissor, com atividade antiglicolítica muito acentuada em três das quatro linhas celulares e que pareceu induzir alterações na capacidade migratória da linha celular NCI-H460, apesar de não significativas. Para além disso, foi detetado que alguns dos derivados de flavonoides selecionados possuem capacidade de inibir a P-gp, tornando-se assim bons candidatos para putativos futuros fármacos antitumorais.Cancer is a complex disease and one of the main causes of death worldwide. It is characterised by functional, structural, and metabolic alterations, which confer to the cells, among several characteristics, the capacity to proliferate in an uncontrollable manner and to resist to cellular death. One of the best-known metabolic characteristics of tumour cells is the Warburg effect, where there is a change in the mechanism of production of energy from glucose, which is metabolised mainly switching from oxidative phosphorylation to glycolysis, even in the presence of oxygen. Such metabolic modification, besides being usually associated to a greater proliferation and migration and invasion capacity by tumour cells, may also lead to a greater resistance to antitumour treatment. Multiresistance to drugs is one of the main obstacles in the treatment of cancer, and there may be several mechanisms that are at its genesis. These may include metabolic reprogramming in cancer and subsequent modification of the tumour microenvironment, but also the overexpression of proteins that promote drug efflux, namely the P-glycoprotein (P-gp), which is one of the main causes of this phenotype. Resistance to several compounds used in conventional chemotherapy by different types of cancer is often the cause of treatment failure and has led to the search for new drugs able to overcome such resistance. Nature is an important source of new compounds, so the search for natural products, or their derivatives, with therapeutic action has been increasing. Derivatives of xanthones and flavonoids have shown potential in different biological activities, namely inhibitory activity in the growth of some human tumour cell lines. Thus, its study in this area is of great interest, namely through the synthesis of chiral derivatives, to increase its diversity. In this study, chiral derivatives of xanthones and flavonoids were evaluated for their possible antitumor activity, through viability assays in four tumor cell lines: A375-C5 (melanoma), MCF-7 (breast adenocarcinoma), NCI-H460 (non-small cell lung cancer) and HCT-15 (colorectal adenocarcinoma). The compounds that presented better growth inhibitory activity of the tumoral lines under study, were selected for further studies, aiming a better knowledge about their mechanisms of action. Therefore their activity in the same tumour cell lines was studied, at the level of cell metabolism, observing parameters such as glucose consumption and lactate production, and cell migration capacity. Finally, the selected compounds were also tested in order to discover if they are substrates of P-gp or if they have inhibitory capacity of this protein. The results showed that as general rule, flavonoid derivatives showed greater inhibitory capacity on tumour cell growth than xanthones derivatives. It was also verified, using a yeast strain with heterologous expression of human P-gp as a model, that some of the assayed chiral xanthone derivatives appeared to be P-gp substrates. Regarding the chiral derivatives of flavonoids, it was not possible to have conclusions about this effect, as the compounds were not toxic for the yeast strain used. Thus, in view of the sum of all these results, the studies continued with the most promising flavonoid derivatives. It was observed that almost all compounds induced metabolic changes, leading to a decrease in glucose consumption and lactate production. A very promising chiral flavonoid derivative was identified among the compounds tested, with very pronounced antiglycolytic activity in three of the four cell lines and that appeared to induce changes in the migratory capacity of the NCI-H460 cell line, although not significant. Furthermore, it was detected that some selected flavonoid derivatives possess the ability to inhibit P-gp, thus becoming good candidates for putative future antitumour drugs.2024-11-22T00:00:00Z2022-11-11T00:00:00Z2022-11-11info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10773/35638porBarbosa, Flávia Patrícia Ribeiroinfo:eu-repo/semantics/embargoedAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2024-02-22T12:08:43Zoai:ria.ua.pt:10773/35638Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-20T03:06:38.846305Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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