Avaliação do efeito citotóxico de chalconas sintéticas derivadas do 4-carboxibenzaldeído e da 1-naftilacetofenona sobre células de linhagem de leucemias agudas e os mecanismos de transdução de sinais envolvidos

Abstract

As leucemias agudas são caracterizadas pela proliferação descontrolada de precursores hematopoiéticos na medula óssea e/ou nos tecidos linfoides que, posteriormente, atingem a circulação periférica e podem se infiltrar em outros sistemas orgânicos. Apesar dos novos protocolos de tratamento estabelecidos, a quimioterapia ainda é a terapia antileucêmica mais utilizada, entretanto a morbidade associada aos quimioterápicos é um obstáculo a ser superado. Desse modo, a meta dos pesquisadores e oncologistas tem sido a descoberta de fármacos antineoplásicos que tenham maior especificidade na indução de morte das células tumorais, com poucos ou insignificantes efeitos sobre células normais. Dentro desse contexto, as chalconas sintéticas constituem um grupo de compostos com ampla aplicabilidade na química medicinal, apresentando atividade antileucêmica. Assim, o objetivo do presente estudo foi avaliar a ação citotóxica de 24 chalconas sintéticas derivadas do 4-carboxibenzaldeído e 11 chalconas sintéticas derivadas da 1-naftilacetofenona sobre células de linhagem de leucemia mieloide aguda (K562) e de leucemia linfoide aguda (Jurkat) de origem humana, bem como os mecanismos de morte celular envolvidos. Dentre as 35 chalconas avaliadas pelo método do MTT, R32, F07, F09 e F10 foram as mais citotóxicas, e, por isso, foram selecionadas para os ensaios posteriores. Além disso, apresentaram certa seletividade pois não foram citotóxicas para células mononucleares de sangue periférico de indivíduos clinicamente saudáveis. Os resultados desse estudo permitem sugerir que as chalconas selecionadas possuem atividade citotóxica pela indução da apoptose (observada na microscopia com brometo de etídio e laranja de acridina, fragmentação de DNA e externalização da fosfatidilserina) por meio da ativação da apoptose intrínseca e extrínseca, além do envolvimento de alterações do potencial de membrana mitocondrial em ambas as linhagens celulares. A ativação da apoptose intrínseca parece estar relacionada com a diminuição da razão Bcl-2/Bax, aumento da expressão do fator indutor de apoptose (AIF) e diminuição da proteína antiapoptótica survivina. O envolvimento da apoptose extrínseca foi observado pelo aumento da expressão do receptor Fas (FasR). Em ambas as linhagens celulares houve o aumento de caspase-3. Além disso, as chalconas selecionadas não apresentaram efeito hemolítico significativo, não alteraram a agregação plaquetária e coagulação sanguínea e obedeceram a \"regra de cinco\" de Lipinski. Em conjunto, esses resultados sugerem que os compostos R32, F07, F09 e F10 são promissores no desenvolvimento de novos fármacos para o tratamento de leucemias agudas e devem ser avaliados em estudos complementares.

Abstract : Acute leukemias are characterized by the uncontrolled proliferation of hematopoietic precursors in the bone marrow and / or lymphoid tissues that subsequently reach peripheral circulation and may infiltrate other organ systems. Although new treatment protocols have been established, chemotherapy is still the most common anti-leukemic intervention used, however, the morbidity associated with chemotherapeutic drugs is an obstacle to be overcome. Thus, the goal of researchers and oncologists has been the discovery of antineoplastic drugs that have higher specificity in the induction of cell death on tumor cells, with low or negligible effect on normal cells. In this context, synthetic chalcones constitute a group of compounds with broad application in medicinal chemistry that present anti-leukemic activity. Therefore, the objective of this study was to assess the cytotoxic action of 24 synthetic chalcones derived from 4-carboxybenzaldehyde, and 11 synthetic chalcones derived from (1-naphthyl)acetophenone over acute myeloid leukemia cell line (K562) and acute lymphoblastic leukemia cell line (Jurkat), both from human origin, as well as to investigate the mechanisms of cell death involved. From the 35 tested chalcones by MTT assay, R32, F07, F09, and F10 were the more cytotoxic, and, therefore, were selected for further tests. Besides, they presented a considerable selectivity, since they were not cytotoxic to peripheral blood mononuclear cells from clinically healthy individuals. The results from this study suggest that the selected chalcones present cytotoxic activity by the induction of apoptosis (observed by microscopy with ethidium bromide and acridine orange, DNA fragmentation, and phosphatidylserine externalization) by the activation of extrinsic and intrinsic apoptosis, as well as the involvement of alterations in the mitochondrial membrane potential in both cell lines. The activation of intrinsic apoptosis seems to be related to the decreased Bcl-2/Bax ratio, increased expression of apoptosis-inducing factor (AIF) and decreased antiapoptotic protein survivin. The involvement of extrinsic apoptosis was observed by the increased expression of Fas receptor (FasR). In both cell lines there was an increase of caspase-3. Furthermore, the selected chalcones did not show a significant hemolytic effect, did not alter platelet aggregation and blood coagulation and obeyed Lipinski s rule of 5. Altogether, these results suggest that compounds R32, F07, F09, and F10 are promising for the development of new drugs for the treatment of acute leukemias and should be evaluated in complementary studies.