Efeitos citotóxicos de flavonoides metoxilados extraídos da Solanum Paludosum e seus mecanismos de ação sobre a linhagem de gliobastoma humano (GBM-02), in vitro
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Data de Publicação: | 2018 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da Universidade Federal de Alagoas (UFAL) |
Texto Completo: | http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/3202 |
Resumo: | Glioblastoma (GBM) is the most malignant brain tumor, incurable and highly resistant to drug treatment. Solanum paludosum Moric is a species belonging to the Solanaceae family, whose antioxidant, vasorelaxing and molluscicidal effects have already been described in the literature. In this work, we verified the antitumor effects of flavonoids extracted from S. paludosum on human GBM cell line (GBM02). Three flavonoids were selected which showed greater activity on the reduction of cell viability of GBM02, as well as the flavonoid fraction from which they were isolated. These flavonoids resemble structurally with gossypetin and kaempferol, however, presenting different methoxyl substitutions. The three flavonoids (Sp1, Sp2 and Sp3) and the flavonoid fraction induced a typical morphological pattern of cell death, especially Sp1 and Sp2. To investigate a possible cause for these effects, we analyzed the lipid peroxidation processes through the analysis of the malondialdehyde (MDA) marker and the activity of the human enzyme topoisomerase II-α (TOPO II-α), through the topological analysis of the kDNA plasmid by electrophoresis. We demonstrated that the treatments induced an increase in MDA levels, characteristic of the lipid peroxidation process, and showed inhibitory activity on TOPO II-α. We verified through the cell cycle analysis the increase in the cell ratio in G0/G1 and a reduction in S/G2/M and, finally, we demonstrated a reduction in cellular mobility through the scratch assay and the organization of the actin filaments. We concluded that the treatments initially inhibited the enzyme TOPO II-α and induced permanent damage in the DNA, causing cell cycle arrest in G0/G1 before enter apoptosis, reason why they reduced the migratory capacity. The literature indicates that the flavonoid methylation process reduces its anti-oxidant capacity; therefore, the lipid peroxidation process possibly occurred due to apoptosis induced by irreparable DNA damage. The Sp1 and Sp2 flavonoids and the fraction had cytotoxic effects on GBM02 higher than the standard drug temozolomide, demonstrating the potential to be used as structural models for the design of new antitumor lead compounds. |
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Efeitos citotóxicos de flavonoides metoxilados extraídos da Solanum Paludosum e seus mecanismos de ação sobre a linhagem de gliobastoma humano (GBM-02), in vitroAtividade inibitória de flavonoides metoxilados extraídos Solanum paludosum sobre a atividade da enzima topoisomerase II-α, e seus efeitos citotóxicos sobre a linhagem de glioblastoma humano, (GBM02), in vitro.Inhibitory activity of Solanum paludosum extracted methoxylated flavonoids on the activity of the enzyme topoisomerase II-α, and its cytotoxic effects on the human glioblastoma line (GBM02), in vitro.Glioblastoma humanoFlavonoidesTopoisomeraseMalondialdeídoPeroxidação lipídicaHuman glioblastomaFlavonoidsMalondialdehydeLipid peroxidationCNPQ::CIENCIAS DA SAUDEGlioblastoma (GBM) is the most malignant brain tumor, incurable and highly resistant to drug treatment. Solanum paludosum Moric is a species belonging to the Solanaceae family, whose antioxidant, vasorelaxing and molluscicidal effects have already been described in the literature. In this work, we verified the antitumor effects of flavonoids extracted from S. paludosum on human GBM cell line (GBM02). Three flavonoids were selected which showed greater activity on the reduction of cell viability of GBM02, as well as the flavonoid fraction from which they were isolated. These flavonoids resemble structurally with gossypetin and kaempferol, however, presenting different methoxyl substitutions. The three flavonoids (Sp1, Sp2 and Sp3) and the flavonoid fraction induced a typical morphological pattern of cell death, especially Sp1 and Sp2. To investigate a possible cause for these effects, we analyzed the lipid peroxidation processes through the analysis of the malondialdehyde (MDA) marker and the activity of the human enzyme topoisomerase II-α (TOPO II-α), through the topological analysis of the kDNA plasmid by electrophoresis. We demonstrated that the treatments induced an increase in MDA levels, characteristic of the lipid peroxidation process, and showed inhibitory activity on TOPO II-α. We verified through the cell cycle analysis the increase in the cell ratio in G0/G1 and a reduction in S/G2/M and, finally, we demonstrated a reduction in cellular mobility through the scratch assay and the organization of the actin filaments. We concluded that the treatments initially inhibited the enzyme TOPO II-α and induced permanent damage in the DNA, causing cell cycle arrest in G0/G1 before enter apoptosis, reason why they reduced the migratory capacity. The literature indicates that the flavonoid methylation process reduces its anti-oxidant capacity; therefore, the lipid peroxidation process possibly occurred due to apoptosis induced by irreparable DNA damage. The Sp1 and Sp2 flavonoids and the fraction had cytotoxic effects on GBM02 higher than the standard drug temozolomide, demonstrating the potential to be used as structural models for the design of new antitumor lead compounds.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESO glioblastoma (GBM) é o tumor cerebral de maior malignidade, incurável e altamente resistente ao tratamento medicamentoso. A Solanum paludosum Moric é uma espécie pertencente à família das solanáceas, rica em substâncias protetoras, como flavonoides, cujos efeitos antioxidantes, vaso relaxantes e moluscicida já foram descritos na literatura. Neste trabalho, verificou-se os efeitos antitumorais de flavonoides extraídos da S. paludosum em cultura de células de GBM humano (GBM02). Foram selecionados três flavonoides que apresentaram maior atividade sobre a redução da viabilidade celular de GBM02, assim como a fração flavonoídica da qual foram isolados. Estes flavonoides assemelham-se estruturalmente com a gossipetina e o kaempferol, apresentando, entretanto, diferentes substituições do tipo metoxila. Os três flavonoides (Sp1, Sp2 e Sp3) e a fração flavonoídica induziram um padrão morfológico típico de morte celular, especialmente Sp1 e Sp2. Para buscar uma possível causa para estes efeitos analisou-se os processos de peroxidação lipídica, através da análise do marcador malondialdeído (MDA) por HPLC-UV, e a atividade da enzima topoisomerase II-α (TOPO II-α) humana, através da análise topológica do plasmídio kDNA por eletroforese. Foi demonstrado que os tratamentos induziram um aumento nos níveis de MDA, característico do processo de peroxidação lipídica, e apresentaram atividade inibitória sobre a TOPO II-α. Verificou-se através das análises do ciclo celular o aumento na proporção de células em G0/G1e uma redução em S/G2/M e, por fim, demonstramos redução da mobilidade celular através do ensaio do scratch e da organização dos filamentos de actina. Concluiu-se que os tratamentos inibiram a enzima TOPO II-α e provocaram danos permanentes no DNA, levando a célula a parar o ciclo celular em G0/G1 e entrar em apoptose, motivo pelo qual reduziram a capacidade migratória. Os flavonoides Sp1 e Sp2 e a fração apresentaram efeitos citotóxicos sobre o GBM02 superiores ao fármaco padrão, a temozolomida, demonstrando potencial para serem utilizados como modelos estruturais para o desenho de novos compostos líderes antitumorias.Universidade Federal de AlagoasBrasilPrograma de Pós-Graduação em Ciências da SaúdeUFALMoreira, Magna Suzana Alexandrehttp://lattes.cnpq.br/1313843948155733Bassi, Ênio Joséhttp://lattes.cnpq.br/7909865785610711Castro, Olagide Wagner dehttp://lattes.cnpq.br/1040508925337874Duzzioni, Marcelohttp://lattes.cnpq.br/8429216284843951Rocha, Thiago José Matoshttp://lattes.cnpq.br/9228726128290600Oliveira, Marcela de Almeida Rabello2018-07-10T16:07:41Z2018-07-042018-07-10T16:07:41Z2018-03-13info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfOLIVEIRA, Marcela de Almeida Rabello. Atividade inibitória de flavonoides metoxilados extraídos Solanum paludosum sobre a atividade da enzima topoisomerase II-α, e seus efeitos citotóxicos sobre a linhagem de glioblastoma humano, (GBM02), in vitro. 2018. 82 f. Tese (Doutorado em Ciências da Saúde) – Instituto de Ciências Biológicas e da Saúde, Programa de Pós Graduação em Ciências da Saúde, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2018.http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/3202porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal de Alagoas (UFAL)instname:Universidade Federal de Alagoas (UFAL)instacron:UFAL2019-09-11T18:18:26Zoai:www.repositorio.ufal.br:riufal/3202Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufal.br/oai/requestri@sibi.ufal.bropendoar:2019-09-11T18:18:26Repositório Institucional da Universidade Federal de Alagoas (UFAL) - Universidade Federal de Alagoas (UFAL)false |
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Glioblastoma (GBM) is the most malignant brain tumor, incurable and highly resistant to drug treatment. Solanum paludosum Moric is a species belonging to the Solanaceae family, whose antioxidant, vasorelaxing and molluscicidal effects have already been described in the literature. In this work, we verified the antitumor effects of flavonoids extracted from S. paludosum on human GBM cell line (GBM02). Three flavonoids were selected which showed greater activity on the reduction of cell viability of GBM02, as well as the flavonoid fraction from which they were isolated. These flavonoids resemble structurally with gossypetin and kaempferol, however, presenting different methoxyl substitutions. The three flavonoids (Sp1, Sp2 and Sp3) and the flavonoid fraction induced a typical morphological pattern of cell death, especially Sp1 and Sp2. To investigate a possible cause for these effects, we analyzed the lipid peroxidation processes through the analysis of the malondialdehyde (MDA) marker and the activity of the human enzyme topoisomerase II-α (TOPO II-α), through the topological analysis of the kDNA plasmid by electrophoresis. We demonstrated that the treatments induced an increase in MDA levels, characteristic of the lipid peroxidation process, and showed inhibitory activity on TOPO II-α. We verified through the cell cycle analysis the increase in the cell ratio in G0/G1 and a reduction in S/G2/M and, finally, we demonstrated a reduction in cellular mobility through the scratch assay and the organization of the actin filaments. We concluded that the treatments initially inhibited the enzyme TOPO II-α and induced permanent damage in the DNA, causing cell cycle arrest in G0/G1 before enter apoptosis, reason why they reduced the migratory capacity. The literature indicates that the flavonoid methylation process reduces its anti-oxidant capacity; therefore, the lipid peroxidation process possibly occurred due to apoptosis induced by irreparable DNA damage. The Sp1 and Sp2 flavonoids and the fraction had cytotoxic effects on GBM02 higher than the standard drug temozolomide, demonstrating the potential to be used as structural models for the design of new antitumor lead compounds. |
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