Estudo dos efeitos antitumorais do carotenóide fucoxantina em células de glioblastoma humano

Abstract

Os gliomas são neoplasias do SNC que afetam tanto o cérebro quanto a medula espinhal. Os gliomas são categorizados histopatologicamente pela OMS em diferentes subtipos e graus (I a IV). O grau IV é reservado para um subtipo de astrocitoma, denominado glioblastoma (GBM). GBMs correspondem ao tipo mais agressivo e maligno de glioma sendo o tumor primário mais comum dentre os cerebrais. O tratamento padrão para pacientes com GBM recém-diagnosticado é a cirurgia, seguida de radioterapia e quimioterapia concomitante e adjuvante com TMZ. Porém, apesar dos tratamentos existentes, os pacientes GBM possuem uma sobrevida média de aproximadamente 14 meses. O tratamento para esta doença permanece relativamente ineficaz devido a uma série de desafios, quem incluem as altas taxas de evasão da apoptose pelas células GBM, de migração e invasão das células tumorais em tecidos cerebrais sadios e a capacidade das células tumorais de GBM induzirem a angiogênese. Portanto, é importante estudar outras opções alternativas de tratamento mais eficazes para GBM. Numerosos medicamentos anticancerígenos eficazes foram descobertos a partir de fontes naturais, como algas marinhas comestíveis e diatomáceas marinhas. Um dos componentes dessas algas, é a Fucoxantina. Fx é um abundante carotenóide marinho, sendo o pigmento mais importante na geração da cor marrom nas algas pardas. Este pigmento mostrou ter várias funções biológicas, que incluem efeitos anticancerígenos. Portanto, o uso de compostos naturais de alimentos, como Fx, é uma estratégia promissora para um tratamento alternativo para GBM. Devido a, este composto estar relacionado à atividade antitumoral e estar presente na dieta diária de regiões onde há baixa taxa de incidência de GBM. Então, o objetivo deste estudo foi determinar as atividades anticancerígenas de Fx em células GBM. Os efeitos destes compostos na viabilidade celular, migração, invasão e proliferação foram avaliados usando os ensaios MTT, Wound Healing, Transwell e Ki-67. Em relação aos resultados a Fx diminuiu a viabilidade celular de maneira concentração dependente em células GBM1, A172 e C6, mas não foi citotóxica em astrócitos murinos. Concentrações até 100 de Fx diminuíram 40% da proliferação celular da GBM1, 70% de migração da GBM1 e 90% de invasão das células GBM1. Além disso, o Fx induziu apoptose em células GBM1 sendo este efeito foi associado a perda de potencial de membrana mitocondrial, aumentando os níveis de EROs e induzindo o estresse do RER. Também analisamos que a exposição ao meio condicionado das células GBM1 tratadas com 100 µM de Fx inibiu a diferenciação e a formação de tubos das HUVECs e reduziu drasticamente a densidade vascular da membrana vitelínica da codorna. Esses resultados sugerem que a Fx induz a apoptose, reduz a proliferação celular, migração, invasão das células GBM e o tratamento com esse cartoenoide nas células GBM1 inibe a angiogênese.

Abstract : Gliomas are central nervous system neoplasms that affect both the brain and the spinal cord. Gliomas are histopathologicallycategorized by the WHO into different subtypes and grades (I to IV). Grade IV is reserved for a subtype of astrocytoma, glioblastoma (GBM). GBM are the most malignant glioma and the most common malignant primary brain tumor. GBM are very difficult to treat, and the standard treatment for patients with newly diagnosed GBM is surgery, followed by concomitant and adjuvant TMZ plus radiotherapy. Despite the treatments the patients with GBM median survival time is only approximately 14 months. The treatment for this disease remains relatively ineffective because of a number of challenges, including evasion of apoptosis by the GBM cells, the migration and invasiveness of GBM tumor cells into normal brain tissues and the ability of GBM tumor cells to induce angiogenesis. Therefore, it is important to study other alternative treatment options for GBM. Numerous effective anticancer drugs have been discovered from natural sources, such as edible seaweeds and marine diatoms. One of the algae biomass components is Fucoxanthin. Fx is an abundant marine carotenoid, and it is the most important pigment in generating the brown color in brown seaweeds. This pigment has been shown to have several biological functions, that include anticancer effects.Thus, the use of natural compounds from food, such as Fx, is a promising strategy for an alternative treatment for GBM. Due to, these compound is relate to antitumor activity and are present in the daily diet of regions where there is low incidence rate gliomas. Then, the aim of this study was to determine the anticancer activities of Fx on GBM cells. Effects of these compounds on cell viability, migration, invasion and proliferation were evaluated using MTT, Wound Healing, Transwell and Ki-67 assays. Fx decreased cell viability in a concentration-dependent manner in GBM1, A172 and C6 cells but was not cytotoxic in murine astrocytes. Concentrations up to 100 of Fx decreased 40% of GBM1 cell proliferation, 70% of GBM1 migration and 90% of GBM1 invasion. In addition, Fx induced apoptosis in GBM1 cells and this effect was associated with a loss of mitochondrial membrane potential, increased levels of ROS and RER stress. Besides that, exposure to the condition media of GBM1 cells treated with Fx 100µM inhibits the differentiation and tube formation of HUVECs and drastically reduced the vascular density of the quail yolk membrane. Taken together, these findings suggest that Fx augments apoptosis, and reduces cell proliferation, migration, invasion and angiogenesis on GBM.