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Type: Dissertação
Title: Regulação da expressão de genes de controle do ciclo celular em linhagem de leucemia mielóide aguda (kg-1): caracterização de alvos de um novo fármaco
Title in English: Regulation of cell cycle control gene expression in acute myeloid leukemia (kg-1) cell line: target characterization of a new drug
Authors: Sales, Sarah Leyenne Alves
Advisor: Pessoa, Claudia do Ó
Co-advisor: Furtado, Cristiana Libardi Miranda
Keywords: Ciclo Celular;Produtos Biológicos;Leucemia;Expressão Gênica;Terapia de Alvo Molecular
Issue Date: 26-Jul-2022
Citation: SALES, S. L. A. Regulação da expressão de genes de controle do ciclo celular em linhagem de leucemia mielóide aguda (kg-1): caracterização de alvos de um novo fármaco. 2022. 69 f. Dissertação (Mestrado em Farmacologia) – Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022. Disponível em: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/67478. Acesso em: 01 ago. 2022.
Abstract in Brazilian Portuguese: Alterações no mecanismo de controle do ciclo celular leva a proliferação descontrolada, capacidade de invasão e metástase, características primordiais para o desenvolvimento do câncer. Adicionalmente, a diferenciação anormal durante os ciclos de divisão das células progenitoras/tronco hematopoiéticas é uma característica marcante das oncohematologias, como as leucemias. Quimioterápicos que atuam no controle “negativo” do ciclo celular denominados “fármacos ciclo-específicos” mostram-se efetivos agentes tumorais em células que estão em constante divisão. Os isoflavonoides naturais apresentam importantes atividades biológicas tais como: antifúngicas, antibacterianas, inseticidas e antitumorais. O presente estudo buscou avaliar o perfil citotóxico (in vitro) de um isoflavonoides frente a um painel de linhagens leucêmicas e determinar a sua capacidade de modulação da expressão de genes envolvidos no ciclo celular. O perfil antiproliferativo do composto foi avaliado através do método de MTT. O perfil de bloqueio na fase do ciclo celular foi avaliado através da citometria de fluxo e o perfil de expressão genica foi feito através da técnica de PCR em tempo real. O composto avaliado apresentou potencial antiproliferativo em todas em todas as linhagens leucêmicas testadas, onde a CI50variou de 0,41 (EMP ± 0,13) a 7,51 (EMP ± 0,29) µM. As linhagens HL-60 (CI50 = 0,41µM – EMP ± 0,13) e KG-1 (CI50 = 1,0µM – EMP ± 0,09) apresentaram maior sensibilidade ao composto, respectivamente. O tratamento com o isoflavonoide levou ao bloqueio da divisão celular na fase G2/M em todos os tempos testados (12, 24 e 48h, p<0,0001) quando comparado com o controle negativo sem droga. Além disso, durante todos os tempos de tratamento com o composto foi observado diversas alterações na morfologia das células KG-1, como o aumento do número de vacúolos, redução do conteúdo nuclear e formação de prolongamentos da membrana plasmática “blebs”. O resultado da expressão dos genes CEP55, AURKB, MAD2, CDC20 e ATM, após 12 e 24 horas de incubação, mostrou que o composto reduziu de forma significativa a expressão do gene AURKB (p<0,02) somente no tempo de 24 horas, quando comparado ao controle negativo sem tratamento. Os resultados apresentados confirmaram que o isoflavonoide avaliado apresentou perfil antiproliferativo e citotóxico, apresentando bloqueio em G2/M, corroborando com outros estudos que já haviam demonstrado seu perfil de parada durante essa fase do ciclo celular. Os isoflavonoides testados parecem atuar na inibição do gene AURKB, sem efeitos nos demais genes avaliados. As auroras quinases possuem um papel crítico na divisão celular, atuando nos mecanismos de alinhamento dos cromossomos, formação do fuso mitótico e citocinese. A modulação desse gene representa um importante alvo na terapia anticâncer considerando que o grupo de drogas antimitóticas não tubulinas tem sido amplamente investigado e estão entre a primeira linha de quimioterapias para um amplo espectro de cânceres.
Abstract: Alterations in the cell cycle control mechanism led to uncontrolled proliferation, invasion, and metastasis, which are key features in cancer development. Additionally, abnormal differentiation during the division cycles of hematopoietic stem/progenitor cells is a hallmark of oncohematologies such as leukemias. Chemotherapeutic agents that act on the "negative" control of the cell cycle, called "cyclo-specific drugs", have been shown to be effective tumor agents in cells that are constantly dividing. The natural isoflavonoids present important biological activities such as antifungal, antibacterial, insecticidal and antitumoral. The present study sought to evaluate the cytotoxic profile (in vitro) of an isoflavonoid against a panel of leukemic cell lines and to determine its ability to modulate the expression of genes involved in the cell cycle. The antiproliferative profile of the compound was evaluated using the MTT method. The blocking profile in the cell cycle phase was evaluated by flow cytometry and the gene expression profile was done by the real-time PCR technique. The compound showed antiproliferative potential in all leukemic cell lines tested, where the IC50 ranged from 0.41 (EMP ± 0.13) to 7.51 (EMP ± 0.29) µM. The HL-60 (CI50 = 0.41µM - EMP ± 0.13) and KG-1 (CI50 = 1.0µM – EMP ± 0.09) strains showed higher sensitivity to the compound, respectively. Treatment with the isoflavonoid led to blockade of cell division in the G2/M phase at all tested times (12, 24 and 48h, p<0.0001) when compared to the drug-free negative control. Furthermore, during all times of treatment with the compound, several changes in the morphology of KG-1 cells were observed, such as an increase in the number of vacuoles, reduction of nuclear content and formation of plasma membrane "blebs". The results of CEP55, AURKB, MAD2, CDC20 and ATM gene expression after 12 and 24 hours of incubation showed that the compound significantly reduced AURKB gene expression (p<0.02) only at 24 hours, when compared to the untreated negative control. The results presented confirmed that the isoflavonoide evaluated had an antiproliferative and cytotoxic profile, showing blockade in G2/M, corroborating other studies that had already demonstrated its arrest profile during this phase of the cell cycle. The isoflavonoids tested seem to act in the inhibition of the AURKB gene, with no effects on the other genes evaluated. The auroras kinases have a critical role in cell division, acting in the mechanisms of chromosome alignment, mitotic spindle formation, and cytokinesis. The modulation of this gene represents an important target in anticancer therapy considering the widely investigated group of non-tubulin antimitotic drugs are among the first line chemotherapies for a wide spectrum of cancers.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/67478
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