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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/86224| Tipo: | Tese |
| Título: | Potencial epigenético do Pterocarpano em combinação com Vorinostat: da modelagem computacional à biologia celular em câncer hematológico e de próstata |
| Título em inglês: | Epigenetic potential of Pterocarpanus in combination with Vorinostat: from computational modeling to cell biology in hematological and prostate cancer. |
| Autor(es): | Sousa, Eduardo de Moraes e |
| Orientador: | Pessoa, Cláudia do Ó |
| Coorientador: | Luciano, Maria Claudia dos Santos Furtado, Cristiana Libardi Miranda |
| Palavras-chave em português: | Produtos naturais;Epigenética;Terapias combinadas;Modelagem computacional;Docking molecular |
| Palavras-chave em inglês: | Natural products;Combination therapies;Epigenetics;Computational modeling;Molecular docking |
| CNPq: | CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS |
| Data do documento: | 2026 |
| Citação: | SOUSA, Eduardo de Moraes e. Potencial epigenético do Pterocarpano em combinação com Vorinostat: da modelagem computacional à biologia celular em câncer hematológico e de próstata. 2026. 143 f. Tese (Doutorado em Biotecnologia) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2026. |
| Resumo: | Introdução: As alterações epigenéticas permitem modular a expressão gênica sem alterar a sequência do DNA. A epigenética tem avançado como área promissora no tratamento do câncer. Os medicamentos epigenéticos atuam em enzimas-chave, reativando genes epigeneticamente silenciados envolvidos na supressão de tumores e no reparo do DNA. No contexto da oncoterapia, compostos de origem natural, como flavonóides, isoflavonóides e pterocarpanos destacam-se pelas suas propriedades pró-apoptóticas, antiproliferativas e reguladoras de alvos epigenéticos, como DNMTs, HDACs e HATs. Diante da necessidade de superar limitações da monoterapia, a combinação do (+)-PTC com o inibidor de HDACs Vorinostat (SAHA), surge como estratégia alternativa para o tratamento do câncer. Esta tese teve como objetivo geral investigar o potencial epigenético do pterocarpano (+)-PTC e sua combinação com o inibidor de HDAC Vorinostat (SAHA) no tratamento dos tumores hematológicos e de próstata. Metodologia: Foram aplicadas abordagens in silico e in vitro de forma complementar. Ferramentas como perfil ADME e docking molecular permitiram prever interações entre compostos e alvos epigenéticos, orientando ensaios in vitro com mais precisão e economia. A presente tese foi estruturada em dois capítulos: o primeiro inclui o mapeamento literário de flavonóides, isoflavonóides e pterocarpanos com atividade epigenética diante de diferentes tipos de câncer e previsão de suas propriedades farmacocinéticas; o segundo apresenta ensaios de interação por docking molecular, avaliação do potencial sinergismo da combinação ((+)-PTC+SAHA), e citotoxicidade de (+)-PTC e SAHA na viabilidade celular e progressão do ciclo celular frente a linhagens de câncer. Resultados: O primeiro capítulo ressalta o potencial de flavonóides, isoflavonóides e pterocarpanos na modulação epigenética e de outras vias moleculares, como p19Arf-p53-p21Cip1, PI3K/AKT/mTOR e TRPM3/miR-204, inibindo a proliferação celular, restaurando a homeostase e reprogramando a expressão gênica, tornando-os promissores em pesquisas oncológicas. O modelo BOILED-Egg do SwissADME destacou a molécula de (+)-PTC com boa absorção gastrointestinal (GI) e capacidade de penetração da barreira hematoencefálica (BBB), além de indicá-la como provável substrato da glicoproteína P-gp, todas características valiosas para um candidato a fármaco para tratamentos oncohematológicos. O segundo capítulo destaca o potencial terapêutico da associação ((+)-PTC+SAHA), diante de sua ampliação da resposta antitumoral e indicação de sinergismo entre os compostos. Os resultados do docking molecular indicaram que os ligantes escolhidos apresentaram atração ao sítio de interesse na maioria das poses selecionadas, com destaque para as HDACs 1 e 2, e a HSP90, cujos resultados foram acima de 90% de atração para ambos ligantes (controle e (+)-PTC). Nota-se que o (+)-PTC tende a se ligar de forma espontânea tanto quanto os ligantes controle, como observado pela diferença muito próxima entre valores de ΔG, (-0,549 kcal/mol para HDAC8 e -1,874 kcal/mol para HDAC3 - sítio I0P). Porém, a estabilidade da ligação da maioria dos ligantes controle é mais robusta em relação ao (+)-PTC. Mesmo havendo favorabilidade das reações entre HDACs e (+)-PTC, este possui tendência para maior estabilidade de formar complexos com a proteína HSP90. A simulação de potencial efeito sinérgico no CompuSyn sugeriu concentrações inviáveis para efeito prático para os tempos de 24h e 48h (respectivamente, Fa = 0,5 (+)-PTC 8,466 µM e SAHA 66,659 µM; Fa = 0,5 (+)-PTC 5,226 µM e SAHA 78,556 µM). Foram observadas alterações morfológicas nas linhagens MOLM-13 e KG-1 causadas pela exposição aos compostos (+)-PTC e SAHA, quando separados ou em combinação. Para células da linhagem MOLM-13 tratadas com o composto (+)-PTC, foram observadas alterações morfológicas como formação de blebs citoplasmáticas, rompimento da membrana plasmática, picnose e cariólise, enquanto que nos grupos tratados com o composto Vorinostat, identificou-se rompimento de membrana e presença de vacúolos de forma mais perceptível. Já para células da linhagem KG-1 tratadas com a combinação ((+)-PTC+SAHA), foram observadas alterações morfológicas mais marcadas para a apoptose, como a vacuolização, a picnose e a cariólise. Conclusão: Apesar de existirem limitações metodológicas, a combinação ((+)-PTC+SAHA) apresentou efeitos promissores contra linhagens leucêmicas. Estes resultados predizem a redução de efeitos adversos em relação à monoterapias, e sugerem novos caminhos para estratégias terapêuticas epigenéticas. Embora ainda seja necessário estudos complementares abrangendo análises de expressão gênica e proteica, avaliação de toxicidade sistêmica e experimentos in vivo, este estudo demonstrou que a integração de abordagens in silico e in vitro constitui um elemento essencial para o progresso da pesquisa e para a descoberta de novas formas de combater o câncer. |
| Abstract: | Introduction: Epigenetic alterations allow gene expression to be modulated without changing the DNA sequence. Epigenetics has advanced as a promising area in cancer treatment. Epigenetic drugs, or simply epidrugs, act on key enzymes, reactivating epigenetically silenced genes involved in tumor suppression and DNArepair. Inthe context ofcancertherapy, naturally occurring compounds such as flavonoids, isoflavonoids, and pterocarpan stand out for their pro apoptotic, antiproliferative, and regulatory properties of epigenetic targets, such as DNMTs, HDACs and HATs. Given the need to develop new approaches that overcome the limitations of monotherapy, the combination of pterocarpane (+)-PTC with the HDAC inhibitor Vorinostat (SAHA) emerges as an alternative strategy for cancer treatment. The main objective of this thesis was to investigate the epigenetic potential of (+)-PTC pterocarpane and its combination with the HDAC inhibitor Vorinostat (SAHA) in the treatment of hematological and prostate tumors. Methodology: In silico and in vitro approaches were applied in a complementary manner. ADME profiling and molecular docking tools allowed us to predict interactions between compounds and epigenetic targets, guiding in vitro assays with greater precision and economy. This thesis is structured in two chapters: the first includes a literature review of flavonoids, isoflavonoids, and pterocarpans with epigenetic activity against different types of cancer and a prediction of their pharmacokinetic properties; the second presents molecular docking interaction assays, evaluation of the synergistic potential of the combination ((+) PTC+SAHA), and cytotoxicity of (+)-PTC and SAHA on cell viability and cell cycle progression in cancer cell lines. Results: The first chapter highlights the potential of flavonoids, isoflavonoids, and pterocarpans in epigenetic modulation and other molecular pathways, such as p19Arf-p53-p21Cip1, PI3K/AKT/mTOR, and TRPM3/miR-204, inhibiting cell proliferation, restoring homeostasis, and reprogramming gene expression, which makes these compounds promising candidates in oncological research. The SwissADME BOILED-Egg model highlighted the (+)-PTC molecule with good gastrointestinal (GI) absorption and blood brain barrier (BBB) penetration capacity, in addition to indicating it as a likely substrate of Pgp glycoprotein, all valuable characteristics for a drug candidate for oncohematological treatments. The second chapter highlights the therapeutic potential of the ((+)-PTC+SAHA) combination, given its enhanced antitumor response and indication of synergism between the compounds. The molecular docking results indicated that the chosen ligands showed attraction to the site of interest in most of the selected poses, with emphasis on HDACs 1 and 2, and HSP90, whose results were above 90% attraction for both ligands (control and (+)-PTC). It should be noted that (+)-PTC tends to bind spontaneously as much as the control ligands, as observed by the very close difference between ΔG values (-0.549 kcal/mol for HDAC8 and 1.874 kcal/mol for HDAC3- site I0P). However, the stability of the binding of most control ligands is more robust than that of (+)-PTC. Even though the reactions between HDACs and (+)-PTC are favorable, the latter tends to form more stable complexes with the HSP90 protein. Thesimulation of potential synergistic effects in CompuSyn suggested concentrations that were unfeasible for practical effect for 24h and 48h (respectively, Fa = 0.5 (+)-PTC 8.466 µM and SAHA 66.659 µM; Fa = 0.5 (+)-PTC 5.226 µM and SAHA 78.556 µM). Morphological changes were observed in the MOLM-13 and KG-1 cell lines caused by exposure to (+)-PTC and SAHA compounds, either separately or in combination. For cells of the MOLM-13 line treated with the compound (+)-PTC, morphological changes such as cytoplasmic bleb formation, plasma membrane rupture, pyknosis, and karyolysis were observed, while in the groups treated with the compound Vorinostat, membrane rupture and the presence of vacuoles were identified in a more noticeable way. For KG-1 cells treated with the combination ((+) PTC+SAHA), more marked morphological changes for apoptosis were observed, such as vacuolization, pyknosis, and karyolysis. Conclusion: Despite methodological limitations, the combination ((+)-PTC+SAHA) showed promising effects against leukemia cell lines. These results predict a reduction in adverse effects compared to monotherapies and suggest new avenues for epigenetic therapeutic strategies. Although further studies covering gene and protein expression analyses, systemic toxicity assessment, and in vivo experiments are still needed, this study demonstrated that the integration of in silico and in vitro approaches is an essential element for research progress and the discovery of new ways to fight cancer. |
| URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/86224 |
| ORCID do(s) Autor(es): | https://orcid.org/0000-0001-5229-7836 |
| Currículo Lattes do(s) Autor(es): | http://lattes.cnpq.br/8786416325845728 |
| ORCID do Orientador: | https://orcid.org/0000-0002-4344-4336 |
| Currículo Lattes do Orientador: | http://lattes.cnpq.br/1305553577433058 |
| Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
| Aparece nas coleções: | RENORBIO - Teses defendidas na UFC |
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