Atividade antitumoral de extratos de bidens pilosa linné ricos em poliacetilenos e de juglona associada ao ascorbato

Abstract

Introdução. Bidens pilosa L. é uma planta considerada medicinal que contém poliacetilenos presumivelmente responsáveis por ações antitumorais. As quinonas, como a juglona, também compreendem uma classe de substâncias de interesse por seu potencial antitumoral. Além disto, evidências indicam que a associação de ascorbato com algumas quinonas pode potencializar a atividade antitumoral. Objetivos. Avaliar o efeito antitumoral do extrato de B.pilosa obtido pela tecnologia supercrítica, a fim de obter um extrato rico em poliacetilenos (SFE) com atividade superior em comparação ao extrato obtido por maceração hidroetanólica (HCE). Testar a administração de juglona isoladamente ou em associação ao ascorbato em células T24 pela citotoxicidade; caracterizado o mecanismo de morte celular induzido, indução de estresse oxidativo, efeito antiproliferativo e preliminarmente, anti-invasivo in vitro. Por fim, avaliar a administração de juglona e ascorbato em associação a quimioterápicos convencionais, doxorrubicina e cisplatina. Metodologia. A composição fitoquimica dos extratos foi avaliada por cromatografia em camada delgada e espectrofotometria UV-Vis. A citotoxicidade para células MCF-7 e T24 foi avaliada pelo ensaio do MTT. O potencial lesivo sobre o DNA foi avaliado in vitro pela motilidade eletroforética de DNA plasmidial e imunoeletroforese para fosforilação da histona gama-H2Ax em células T24. Foram avaliados marcadores de danos oxidativos, geração celular de EROs e conteúdo de GSH, também a fosforilação do fator de iniciação eucariótico 2 eIF2a. Foi avaliada a morfologia das células em processo de morte, sendo também verificada a ativação de caspases por espectrofluorimetria e clivagem da poli (ADP-ribose) polimerase (PARP) por imunoeletroforese. A atividade antiproliferativa foi medida pelo ensaio de formação de colônias. A inibição da motilidade celular foi investigada pelo ensaio de migração. A atividade antitumoral in vivo foi medida em camundongos Balb-c portadores de tumor ascítico de Ehrlich. Resultados. Os espectros sobre os constituintes majoritários de SFE apresentaram bandas típicas de poliacetilenos com picos de absorção na faixa do UV registrados em 208, 269 e 334 nm. A citotoxicidade in vitro foi dependente da concentração dos extratos. Às 24h, a CI50 foi 811 e 437 µg/mL, respectivamente para HCE e SFE, reduzindo para 291 µg/mL às 48h, no caso de SFE. Às 24h, a CI50 foi 28,5 µM para juglona, reduzindo para 6,3 µM, quando associada ao ascorbato 1 mM. A citotoxicidade da cisplatina chegou a dobrar devida sua associação com juglona e ascorbato. HCE causou danos no DNA em 160 µg/mL, ao passo que 40 µg/mL de SFE causaram danos equivalentes. Juglona iniciou danos sobre o DNA em 20 µM, ao passo que 5 µM associados ao ascorbato 1 mM causaram danos equivalentes. A juglona induziu à geração celular de EROs e consumo de GSH; iniciando fosforilação do eIF2a que indica estresse de retículo endoplasmático. Estes efeitos foram potencializados em até 4 vezes pela associação ao ascorbato. A juglona sozinha ou associada ao ascorbato não causou ativação de caspases; corroborando a morfologia das células T24 em processo de morte, o processo induzido provavelmente está mais relacionado à necrose. Em tratamentos subletais, a juglona diminuiu a proliferação e a motilidade de células T24, ambos os processos potencializados pela associação ao ascorbato, que induziu à morte clonogênica. Finalmente, os ensaios in vivo indicaram que ambos os extratos de B. pilosa apresentaram atividade, mas SFE causou redução superior do volume de líquido ascítico e células compactadas (4 ± 1 e 1 ± 0,4 mL, respectivamente), ao mesmo tempo em que resultou em maior aumento no tempo de sobrevida (~31%) em comparação aos animais do controle negativo. A inibição do crescimento tumoral determinada para HCE foi de cerca de 40%, ao passo que esta determinação ultrapassou 60% no caso de SFE. Conclusão. A extração com fluido de CO2 supercrítico é uma alternativa para a obtenção de um extrato de B. pilosa rico em poliacetilenos citotóxicos com atividade antitumoral superior em comparação ao extrato obtido por maceração hidroetanólica. O ascorbato potencializa a citotoxicidade, o efeito antiproliferativo e inibidor da motilidade de células T24 in vitro da juglona. Os achados deste trabalho levam a sugerir que a dose do tratamento feito com juglona pode ser ajustada, em termos de redução da mesma, em até 4 vezes, se a juglona for administrada em associação ao ascorbato.<br>

Abstract: Introduction. Bidens pilosa L. is a plant considered medicinal containing polyacetylenes expected to be responsible for antitumor actions. Quinones, such as juglone, comprise a class of substances of interest also due to their antitumor potential. Furthermore, evidences indicate that the combination of ascorbate with some quinones can result in potentiated antitumor activity. Objectives. The supercritical technology was assessed to obtain an extract from B.pilosa rich in polyacetylenes (SFE) with superior antitumor activity compared to that of the extract obtained by hydroethanol maceration (HCE). Juglone was tested administered alone and/or combined with ascorbate on T24 cells for cytotoxicity, the mechanism of cell demise was characterized, oxidative stress induction; antiproliferative and, preliminarily, anti-invasive effects. Juglone and ascorbate were evaluated for the cytotoxicity in combination with the conventional chemotherapics doxorubicin and cisplatin. Methodology. The phytochemical composition of extracts was evaluated by thin layer chromatography with UV-Vis spectroscopy. Cytotoxicity on MCF-7 and T24 cells was checked by the MTT assay. The damaging potential on DNA was assessed in vitro by the electrophoretic motility of plasmid DNA and immunoelectrophoresis for phosphorylation of histone gamma-H2Ax in T24 cells. Markers of oxidative stress, ROS generation and GSH consumption, and the phosphorylation of the eukaryotic initiation factor eIF2á were analyzed as well. The induced cell death process was monitored by caspase activation through spectrofluorimetry and poly (ADP-ribose) polymerase (PARP) cleavage by immunoelectrophoresis. The antiproliferativo action was measured by the colony forming assay. Cell motility inhibition was investigated by a migration assay. In vivo antitumor activity was measured in Ehrlich carcinoma-bearing Balb-c mice. Results. Spectra about the major constituents in SFE presented typical bands of polyacetylenes recorded in UV at 208, 269 and 334 nm. Cytotoxicity in vitro was concentration-dependent. At 24 h, IC50 was 811 and 437 ìg/mL, respectively for HCE and SFE on MCF-7 cells, falling to 291 ìg/mL at 48 h, in the case of SFE. At 24h, IC50 was 28.5 ìM for juglone on T24 cells, falling to 6.3 ìM when it was combined with ascorbate 1 mM. At 24 h, the cisplatin#s cytoxicity on T24 cells increased up to 2-fold due to its combination with juglone and ascorbate. HCE caused DNA damage at 160 ìg/mL, whereas SFE at 40 ìg/mL caused equivalent damage. Juglone triggered DNA damage at 20 ìM, whereas 5 ìM in combination with ascorbate 1 mM caused equivalent damage. Juglone caused reduction in terms of ROS generation and increased GSH consumption, triggering eiF2á phosphorylation that indicates endoplasmic reticulum stress. These actions were potentiated up to 4-fold due to the combination of juglone with ascorbate. Juglone alone or combined with ascorbate did not cause caspase activation, corroborating T24 cell morphology under demise, the induced cell death process seems to be close related to necrosis. Under sublethal treatments, juglone reduced the proliferation and the motility of T24 cells, both actions were potentiated due to the combination with ascorbate, something that finally induced to clonogenic cell death. In vivo assays indicated that both extracts from B. pilosa had activity, but SFE caused superior reduction in terms of ascitic fluid volume and packed cells (4 ± 1 e 1 ± 0.4 mL, respectively). Furthermore, SFE increased more the animals life span (~31%) compared to animals from the negative control. The tumor growth inhibition by HCE was about 40%, whereas more than 60% was reached by SFE. Conclusion. Supercritical extraction with fluid CO2 is a choice to obtain an extract from B. pilosa rich in cytotoxic polyacetylenes with superior antitumor activity in comparison to that of the extract obtained by hydroethanol maceration. Ascorbate potentiated the cytotoxicity, the antiproliferative action and the inhibition of T24 cells motility in vitro by juglone. These findings lead to suggest that the dose of the treatment done with juglone can be adjusted, in terms of reduction, up to 4-fold, if juglone is administered in combination with ascorbate.