Estudo in vitro de atividades biológicas dos extratos carotenoídico e polifenólico derivados das folhas de Zea mays em linhagens celulares neoplásicas

Abstract

A pesquisa científica sobre o câncer mostra que a tumorigênese é um processo multifatorial, onde cada evento é o resultado de alterações genéticas e epigenéticas que conduzem as células a uma transformação progressiva, convertendo-as de um padrão de linhagem normal em derivados celulares malignizados. Os produtos naturais de origem vegetal têm sido investigados em função de suas propriedades biológicas, nutricionais e farmacológicas. O conhecimento da biologia e das relações existentes entre determinados metabólitos obtidos de espécies vegetais, e a profilaxia ou terapêutica de doenças, refletem em melhorias na qualidade de vida. Estudos prévios sobre as atividades biológicas de carotenóides e polifenóis obtidos de tecidos de milho, espécie Zea mays, demonstraram a ocorrência de inibição do crescimento tumoral e estímulo à função imune, além de inibição da proliferação celular e indução de apoptose. O presente estudo in vitro avaliou a potencial ação antitumoral de extratos carotenoídico (ECa) e polifenólico (EPf) derivados de folhas de Z. mays da variedade crioula Rajado 8 Carreiras. A cromatografia líquida de alta eficiência revelou a presença de luteína e ácido clorogênico como compostos majoritários de EC e EPf, respectivamente. Foram avaliados a citotoxicidade dos extratos foliares ECa e EPf e dos compostos puros ?-caroteno (?C), luteína (Lut), ácido gálico (AG), ácido cafeico (AC) e ácido ferúlico (AF) sobre quatro linhagens neoplásicas e uma linhagem não-neoplásica. Além disso foram avaliados os efeitos de ambos os extratos e de compostos puros sobre a morfologia, proliferação e adesão de células da linhagem B16F10. Ambos os extratos e os compostos puros, com exceção do AF, reduziram a viabilidade (método colorimétrico do MTT) de todas as linhagens de células tumorais sob estudo. No entanto, a única linhagem não-neoplásica, de fibroblasto de camundongo (L929), foi a menos susceptível, tendo, inclusive, apresentado um aumento (ao invés de redução) de 10% na viabilidade celular no grupo tratado com Lut (0,5 µg/mL). Além disso, ambos os extratos e os compostos ?C, e Lut (principalmente) causaram efeito citotóxico tempo-dependente (12 - 48 h) sobre a linhagem celular B16F10. Os ECa e EPf (5 µg/mL) também produziram alterações na morfologia (diminuição do espraiamento) e, após 24 h de exposição, induziram morte apoptótica nas células dessa linhagem. Os resultados do ensaio de BrdU mostraram que ECa e EPf (5 µg/mL, 24h) não inibiram a proliferação celular. Em um ensaio complementar, confirmou-se que ambos os extratos bloquearam a proliferação celular em até 99,5%; quantificada com base na capacidade de formar colônias (ensaio de clonogenicidade). Os ensaios de imunocitoquímica para detecção de actina e vinculina mostrou ocorrência de alterações nessas microestruturas evidenciadas pela distribuição dos pontos de adesão das células B16F10 expostas aos extratos (ECa e EPf). Com estes resultados sugere-se que os extratos de carotenóides e de polifenóis sob estudo teriam promovido alterações na estrutura do citoesqueleto (refletidas na morfologia celular), mais do que efeitos específicos nos mecanismos de viabilidade, migração e proliferação celular, os quais seriam uma consequência daquelas alterações.

The scientific research about cancer shows that the tumorigenesis is a multifactorial process, where each event is the result of genetics and epigenetic alterations that conduct the cells to a progressive transformation, converting them from a pattern of normal line to maligned cell derivatives. The natural products have been investigated because of their biological, nutritional and pharmacological properties. The knowledge of the biology and the existing relations between determined metabolites obtained from vegetal species and the prophylaxy or therapy of diseases, reflect in life quality improvement. Previous studies on the biological activities of carotenoids and polyphenols obtained from maize tissues, species Zea mays, demonstrate occurrence of tumor growth inhibition and stimulation of the immune function, beyond the inhibition of cell proliferation and apoptosis induction. This study in vitro evaluated the potential antitumoral action of carotenoidic (ECa) and polyphenolic (EPf) extracts derived from leaves of Z. mays of the creole mayze variety Brindle 8 Careers. The high performance liquid chromatography revealed that lutein and chlorogenic acid were the major compounds of the ECa and EPf, respectively. It was evaluated the cytotoxicity of the extracts ECa and EPf and the pure compounds â-carotene (âC), lutein (Lut), gallic acid (AG), caffeic acid (AC) and ferulic acid (AF) assaying four neoplastic cell lineages and also a non-neoplastic cell line. Besides, the effects of treatment with the extracts and some pure compounds were evaluated on the morphology, proliferation and adhesion of the B16F10 cell line. Both the extracts and pure compounds, with the exception of AF decreased the viability (MTT colorimetric method) in all the cell lineages under study. However, the only cell line non-neoplastic (mice fibroblasts; L929 cells) was the less susceptible, showing an 10 % increase (instead of increasing) in the viability of the cell group treated by Lut (0.5 ìg/mL). Moreover, both the extracts and the pure compounds âC, AG and Lut (mainly) caused time-dependent cytotoxic effects (12 - 48h) in the B16F10 cell line. Eca and EPf (5 ìg/mL) also afforded morphological alterations (spreading decrease) and, after 24 h of exposure, those extracts induced apoptotic death in the B16F10 cells. The results attained by means of the BrdU assay show that ECa and EPf (5 ìg/mL, 24h) did not inhibit cell proliferation. By means of a complementary assay based in the cell capacity to form colonies (clonogenicity), we demonstrated that both the extracts blocked (until 99.5%) the cell proliferation. With these findings we suggest that the extracts of carotenoids and polyphenols under study possibly promoted alteration in the cytoskeleton structure (reflected in the cell morphology) rather than the specific effects in the mechanisms of survival, migration and cell proliferation, which would be a consequence from those alterations.