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PRODUTOS

 

A procura de novos compostos anti-neoplásicos é um dos objetivos principais do INCT para Controle do Câncer. Vivian M.B.D. Rumjanek, do Instituto de Bioquímica Médica da Universidade Federal do Rio de Janeiro, e a Raquel C. Maia, do Laboratório de Hemato-Oncologia Celular e Molecular do Instituto Nacional de Câncer, vêm trabalhando ativamente nessa área. Os resultados dessas pesquisas mostraram  que produtos recentemente sintetizados, chamados pterocarpanquinonas tinham atividade anti-neoplásica in vitro (Netto et al, 2010; Maia et al, 2010).

 

NEW PTEROCARPANQUINONES: SYNTHESIS, ANTINEOPLASIC ACTIVITY ON CULTURED HUMAN MALIGNANT CELL LINES AND TNF-A MODULATION IN HUMAN PBMC CELLS


CHAQUIP D. NETTO a, ALCIDES J. M. DA SILVA b, EDUARDO J. S. SALUSTIANO c, THIAGO S. BACELAR c, INGRED G. RIÇA d, MOISES C. M. CAVALCANTE d, VIVIAN M. RUMJANEK c, PAULO R. R. COSTA b,*

a Laboratório Integrado Multiusuário II, Instituto Macaé de Metrologia e Tecnologia, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Campus Macaé, Brazil.
b Laboratório de Química Bioorgânica, Núcleo de Pesquisas de Produtos Naturais, Centro de Ciências da Saúde, Bloco H, Universidade Federal do Rio de Janeiro, RJ 21941-590, Brazil.
c Laboratório de Imunologia Tumoral, Instituto de Bioquímica Médica, Centro de Ciências da Saúde, Bloco H, Universidade Federal do Rio de Janeiro, RJ 21941-590, Brazil.
d Laboratório Integrado Multiusuário I Prof. Vera Koatz, Instituto Macaé de Metrologia e Tecnologia, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Campus Macaé, Brazil.

Abstract: A new pterocarpanquinone (5a) was synthesized through a palladium catalyzed oxyarylation reaction and was transformed, through electrophilic substitution reaction, into derivatives 5b–d. These compounds showed to be active against human leukemic cell lines and human lung cancer cell lines. Even multidrug resistant cells were sensitive to 5a, which presented low toxicity toward peripheral blood mononuclear cells (PBMC) cells and decreased the production of TNF-a by these cells. In the laboratory these pterocarpanquinones were reduced by sodium dithionite in the presence of thiophenol at physiological pH, as NAD(P)H quinone oxidoredutase-1 (NQO1) catalyzed two-electron reduction, and the resulting hydroquinone undergo structural rearrangements, leading to the formation of Michael acceptors, which were intercepted as adducts of thiophenol. These results suggest that these compounds could be activated by bioreduction.
Bioorganic & Medicinal Chemistry 2010, 18:1610–1616.  www.elsevier.com/locate/bmc

 

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LQB-118, A PTEROCARPANQUINONE STRUCTURALLY RELATED TO LAPACHOL [2-HYDROXY-3-(3-METHYL-2-BUTENYL)-1,4- NAPHTHOQUINONE]: A NOVEL CLASS OF AGENT WITH HIGH APOPTOTIC EFFECT IN CHRONIC MYELOID LEUKEMIA CELLS


RAQUEL C. MAIA, FLAVIA C. VASCONCELOS, THIAGO DE SÁ BACELAR, EDUARDO J. SALUSTIANO, LUIS FELIPE R. DA SILVA, DÉBORA L. PEREIRA, ARTHUR MOELLMAN-COELHO, CHAQUIP D. NETTO, ALCIDES J. DA SILVA, VIVIAN M. RUMJANEK, PAULO R. R. COSTA.

R. C. Maia, F. C. Vasconcelos, L. F. R. da Silva,D. L. Pereira, A. Moellman-Coelho - Serviço de Hematologia, Hospital do Câncer I, INCA, Rio de Janeiro, RJ, Brazil
T. de Sá Bacelar, E. J. Salustiano, V. M. Rumjanek - Laboratório de Imunologia Tumoral, Instituto de Bioquímica Médica, Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Rio de Janeiro, RJ, Brazil
C. D. Netto - Laboratório de Química Orgânica, Instituto de Química, UFRJ, Campus, Macaé, Brazil
A. J. da Silva, P. R. R. Costa - Laboratório de Química Bioorgânica (LQB), Núcleo de Pesquisas de Produtos Naturais (NPPN), Centro de Ciências da Saúde, UFRJ, Rio de Janeiro, RJ, Brazil

Summary: Despite the relevant therapeutic progresses obtained with imatinib, clinical resistance to this drug has emerged and reemerged after cytogenetic remission in a group of patients with chronic myeloid leukemia (CML). Therefore, novel treatment strategies are needed. In this study, we evaluated the anti-CML activity and mechanisms of action of LQB-118, a pterocarpanquinone structurally related to lapachol [2-hydroxy-3-(3-methyl-2-butenyl)-1,4- naphthoquinone]. LQB-118 treatment resulted in an important reduction of cell viability in cell lines derived from CML, both the vincristine-sensitive K562 cell line, and the resistant K562-Lucena (a cell line overexpressing P-glycoprotein). In agreement with these results, the induction of caspase-3 activation by this compound indicated that a significant rate of apoptosis was taking place. In these cell lines, apoptosis induced by LQB-118 was accompanied by a reduction of P-glycoprotein, survivin, and XIAP expression. Moreover, this effect was not restricted to cell lines as LQB-118 produced significant apoptosis rate in cells from CML patients exhibiting multifactorial drug resistance phenotype such as Pglycoprotein, MRP1 and p53 overexpression. The data suggest that LQB-118 has a potent anti-CML activity that can overcome multifactorial drug resistance mechanisms, making this compound a promising new anti-CML agent.
Investigational New Drugs 2011, 29(6):1143-1155.

 

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COMPARISON OF THE CYTOTOXIC EFFECT OF LAPACHOL, Α-LAPACHONE AND PENTACYCLIC 1,4-NAPHTHOQUINONES ON HUMAN LEUKEMIC CELLS


EDUARDO J. S. SALUSTIANO & CHAQUIP D. NETTO & RENATA F. FERNANDES & ALCIDES J. M. DA SILVA & THIAGO S. BACELAR & CAROLINA P. CASTRO & CAMILLA D. BUARQUE & RAQUEL C. MAIA & VIVIAN M. RUMJANEK & PAULO R. R. COSTA.

E. J. S. Salustiano, R. F. Fernandes, T. S. Bacelar, V. M. Rumjanek - Laboratório de Imunologia Tumoral, Instituto de Bioquímica Médica, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil
C. D. Netto, A. J. M. da Silva : C. P. Castro, C. D. Buarque, P. R. R. Costa (*) - Laboratório de Química Bioorgânica (LQB), Núcleo de Pesquisas de Produtos Naturais, Centro de Ciências da Saúde, Bloco H, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ 21941-590, Brazil. e-mail: lqb@nppn.ufrj.br
R. C. Maia - Serviço de Hematologia, Instituto Nacional de Câncer, Rio de Janeiro, Brazil.

Summary: The pentacyclic 1,4-naphthoquinones 1a–d were cytotoxic (IC50∼2–7 μM) to human leukemic cell lines K562 (oxidative stress-resistant), Lucena-1 (MDR phenotype) and Daudi. Fresh leukemic cells obtained from patients, some with the MDR phenotype, were also sensitive to these compounds. The pentacyclic 1,4-naphthoquinones 1a and 1c induced apoptotic cell death in cells from leukemic patients as determined by flow cytometry. Conversely, the cell lines were highly insensitive to lapachol (2) and α-lapachone (3). Mitomycin-C inhibited cell proliferation at concentrations as low as 0.5 μM. The low toxicity against lymphocytes activated by phytohemagglutinin shows that these compounds are selective for the cancer cells studied. Previous data suggest that these compounds (1a–d) can be bioactivated in situ by reduction followed by earrangement leading to enones, which are powerful alkylating agents. In contrast, lapachol (2) and β-lapachone (3), which cannot be bioactivated by reduction, showed little activity against the same cell lines.
Investigational New Drugs 2010, 28(2):139144.

 

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NOVOS POTENCIAIS BIOMARCADORES PARA CÂNCER DE OVÁRIO

A descrição de novos biomarcadores para o diagnóstico precoce e de novos potenciais alvos para estratégias terapêuticas do câncer constitui-se em um  importante enfoque do INCT para o Controle do Câncer. Uma pesquisadora do INCT para Controle do Câncer, Etel Rodrigues Pereira Gimba, da Universidade Federal Fluminense e pesquisador visitante do Instituto Nacional de Câncer, juntamente com o pesquisador colaborador Luiz Ricardo Goulart Filho, da Universidade Federal de Uberlândia, depositaram recentemente uma patente na qual descrevem, a partir do uso da técnica de Differential Display (Figuras 1 e 2), a seleção, caracterização e utilização de peptídeos recombinantes miméticos e motivos protéicos ligantes a anticorpos totais (imunoglobulinas do tipo IgG) de pacientes com câncer de ovário e suas respectivas sequências reversas. Tais peptídeos apresentam potencial aplicação em testes imunodiagnósticos e em composições vacinais para prevenção e tratamento do câncer de ovário.

Nos países ocidentais, o câncer de ovário é a sexta neoplasia maligna mais comumente diagnosticada em mulheres, embora lidere as causas de óbito por tumores ginecológicos. O diagnóstico desta neoplasia em geral é tardio, quando a doença encontra-se em estágio avançado, apresentado implantes na cavidade abdominal e metástases. O desenvolvimento de estratégias de diagnóstico precoce é essencial para o aprimoramento de estratégias de tratamento destes tumores. Na busca de uma metodologia rápida, eficiente e capaz de fornecer um diagnóstico específico para o câncer de ovário, bem como de estratégias imunoterápicas para estimular o sistema imune, visando a prevenção e tratamento do câncer de ovário, a presente invenção utilizou a técnica de Phage Display para a identificação e seleção de peptídeos miméticos sorológicos e teciduais do câncer de ovário. Os peptídeos, suas seqüências reversas e motivos protéicos sintéticos ou recombinantes aqui obtidos apresentam diversas potenciais aplicações em processos de imunodiagnóstico in vitro. Podem ser utilizados como sondas para detectar a presença de moléculas ligantes, como os anticorpos circulantes, que reajam contra antígenos de câncer de ovário, caracterizados pela detecção por ensaios imunológicos, tais como testes de ELISA, imunoblot, imunofluorescência, imunohistoquímica, imunoaglutinação, sensores eletroquímicos, ou de outra forma de detecção relacionada direta ou indiretamente a amostras de fluídos corporais, como saliva, urina e sangue.

Os peptídeos selecionados neste estudo apresentaram similaridade com proteínas antigênicas do câncer de ovário e marcadores tumorais muito utilizados no diagnóstico e tratamento deste tipo de câncer, como o MUC16 (antígeno de carcinoma ovariano CA125), MUC1 (mucina associada a tumor), BRCA1 (proteína de susceptibilidade ao câncer de mama - tipo 1) e BRCA2 (proteína de susceptibilidade ao câncer de mama - tipo 2). Tais informações demonstram a especificidade e o sucesso da seleção na busca de peptídeos miméticos específicos ao câncer de ovário. Os peptídeos miméticos selecionados são capazes de diferenciar com alta especificidade soros de pacientes com tumores malignos daqueles benignos e tecidos ovarianos não tumorais (Figura 3). Os resultados obtidos indicam que os peptídeos selecionados são capazes de estimular o sistema imune e apresentam potencial aplicação no controle e tratamento do câncer de ovário, assim como possíveis marcadores tumorais.

Título da patente: Peptídeos recombinantes miméticos e motivos protéicos ligantes a imunogobinas G de pacientes com câncer de ovário e suas aplicações" (PI 1003746-2).

 

Figura 1: Esquema representativo da seleção de peptídeos miméticos à antígenos tumorais de carcinoma ovariano. A: Seleção de peptídeos ligantes a IgGs sorológicas de pacientes com tumores malignos de ovário. As bibliotecas de peptídeos randômicos fusionados em fagos Ph.D.-7 e Ph.D.-12 foram expostas às moléculas alvo – IgGs purificadas de soro de pacientes com tumores malignos de ovário. B: Seleção de peptídeos ligantes a IgGs de proteínas tumorais de pacientes com câncer de ovário. As bibliotecas de peptídeos randômicos fusionados em fagos Ph.D.-7 e Ph.D.-12 foram expostas às moléculas alvo – IgGs purificadas de proteínas tumorais malignas de ovário.

 

Figura 2: Esquema representativo da seleção de peptídeos miméticos à antígenos tumorais de câncer de ovário. Biblioteca de peptídeos em fagos filamentosos: Ph-12 e Ph-7 foram expostas às moléculas alvo. Os fagos ligantes foram eluídos negativamente com IgGs de soros de pacientes com tumores benignos e pacientes controle. Os fagos remanescentes e de interesse neste estudo foram eluídos e recuperados na eluição positiva por afinidade às proteínas totais de tumores malignos de ovário. 

Figura 3: Peptídeo mimético selecionado é capaz de diferenciar amostras de soros de pacientes com tumores malignos do ovário daqules com tumores benignos e ovários não tumorais. Dos 11 clones analisados, o peptídeo identificado por Seq. ID No 03 foi escolhido por apresentar maior similaridade com a proteína CA125 e testado em um painel de amostras sorológicas individuais de pacientes com câncer de ovário e analisado pelo teste ELISA. Foram utilizados 11 pacientes com tumor maligno de ovário, 11 pacientes com tumor benigno e 11 pacientes sadios como controles. Os resultados indicam que existem diferenças significativas entre os Índices ELISA dos pacientes com tumores malignos em relação aos pacientes com tumores benignos (p<0,05) e pacientes sadios (p<0,05). Tais informações indicam o peptídeo Seq. ID No 03 como forte candidato na produção de vacinas para estimular o sistema imune no controle e tratamento do câncer de ovário e como um bom marcador tumoral.

 

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NOVO COMPOSTO PARA TRATAMENTO DE DOENÇAS PROLIFERATIVAS, VIRAIS E BACTERIANAS: 

UMA FRAÇÃO BIOATIVA EXTRAÍDA DE CULTURA DA BACTÉRIA Teredinibacter turnerae

Carlos Augusto Gomes Soares, do Departmento de Genética da Universidade Federal do Rio de Janeiro, vem trabalhando há alguns anos na identificação e caracterização de compostos bioativos produzidos por microrganismos simbiontes de invertebrados. Bactérias simbiontes são indicadas como verdadeiras fontes de compostos bioativos, pois a presença de defesas químicas é um requerimento fundamental para a sobrevivência de invertebrados morfologicamente expostos ou desprotegidos, de baixa capacidade de locomoção ou de estilo de vida séssil. Assim, para estes animais, explorar relações simbióticas com bactérias capazes de produzir metabólitos secundários bioativos parece ser uma excelente estratégia para aquisição rápida de novas defesas químicas e melhoramento da adaptabilidade no ambiente cuja pressão seletiva exercida por predadores ou parasitas é elevada. Dentre outros trabalhos em andamento, o grupo de Carlos Augusto Gomes Soares têm testado extratos da proteobacteria marinha Teredinibacter turnerae. Esta bactéria é endosimbionte intracelular econtrado nas branquias de bivalves marinhos e degradadores de madeira, moluscos da família Teredinidae. Carlos Augusto Gomes Soares é co-autor de uma publicação prévia (http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0006085) que descreve o genoma completo dessa bactéria que contem genes semelhantes àqueles que codificam metabólitos policetídicos, como as brioestatinas, que protegem as larvas dos brizoários contra os predadores e ativos contra células tumorais humanas.

Após testar diferentes protocolos de cultura de Teredinibacter turnerae no labotaório, o crescimento sob agitação favoreceu a produção de metabólitos citotóxicos quando testado com diferentes linhagens celulares (Hela, MCF-7, B-16, Melan A, IMR-90, HEK293 and COS-7). Teredinibacter turnerae geneticamente modificadas foram criadas no laboratório (Senra et al, J. Mol. Microbiol. Biotechnol. 18:215-219, 2010) e seus efeitos citotóxicos testados. Esses experimentos mostraram que, na maioria das células, a morte ocorria por autofagia e não por apotose porque os núcleos não mostraram fragmentação ou a ação direta de caspases.
Neste trabalho o grupo coordenado pelo
Carlos Augusto Gomes Soares se dedica à caracterização química e ao desenvolvimento de tecnologia para a superprodução da droga bioativa produzida por T. turnerae, e visa principalmente a elucidação de vias celulares impacatadas por tratamentos com a fração pura contendo esta droga, focando em vias de autofagia, afim de avaliar as potencialidades deste(s) composto(s) para aplicação médica, tanto diretamente em terapia antitumoral, quanto como antiviral principalmente contra vírus de RNA, incluindo oncovírus, e como imunomodulador.
A tecnologia proposta faz referência ao campo químico-farmacêutico, destinada a uma fração semi-pura de extratos obtidos a partir de culturas da bactéria Teredinibacter turnerae e ricos em substancias bioativas. Esta fração contendo um composto pró-autofágico é destinada à fabricação de uma composição farmacêutica para o tratamento de: doenças de desordem proliferativas, infecções causadas por vírus de RNA (como HIV e Dengue), de DNA e como antibiótico e imunomodulador.
Merece destaque que dados mostram que doenças virais, tais como infecçõoes com HIV, Dengue e possivelmente vírus relacionados a processo tumorigênicos (oncovírus), como HTLV, também poderão ser tratadas com este composto. Até hoje não havia uma droga com o potencial de combate direto ao virus da Dengue, tendo esta invenção um grande potencial para a indústria farmacêutica também neste campo.

 

A INVENÇÃO
A invenção refere-se a uma fração bioativa obtida a partir de culturas da bactéria Teredinibacter turnerae, destinada a produção de um medicamento para o tratamento de doenças proliferativas, doenças infecciosas causadas por vírus de RNA e DNA, assim como infecções bacterianas e como imunomodulador, elevando níveis de linfócitos ativados.
Outros pontos importantes da invenção é o processo de produção desta fração bioativa e a a capacidade de adsorção deste extrato em polímeros, como celulose, permitindo a concentração da droga no local de aplicação e evitando eventual efeito sistêmico. O compostos bioativo, a droga, encontra-se pura em fase de caracterização estrutural.
Outras pesquisas empregando também compostos sintéticos, relecionados a metabólitos de microrganismos simbiontes de diferentes sistemas biológicos, também estão sendo desenvolvidas pelo grupo coordenado pelo 
Carlos Augusto Gomes Soares e em conjunto com colaboradores de outros departamentos e instituições, como do NPPN-UFRJ (Núcleo de Pesquisa de Produtos Naturais, UFRJ) e do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro (IFRJ).
 

BENEFÍCIOS
* Representa uma fonte alternativa aos compostos quimioterápicos usualmente aplicados e que já apresentam-se ineficasses em muitos casos;
* Representa uma fonte alternativa de composto bactericida, imuno estimulador e antiviral, sendo este um composto ativo contra HIV e a Dengue, viroses que até então não apresentam tratamentos efetivos.
* Utiliza um meio de cultura barato para produção dos compostos bioativos;
* As bactérias utilizadas no processo são de fácil cultura, fixadoras de nitrogênio atmosférico e podendo ser crescidas em meios com celulose como fonte carbono, o composto orgâncico mais abundante na natureza. Assim podem ser produzidas de forma “ecologicamente correta”;
* Também são apresentadas na pantente formas para otimização na produção do composto bioativo sob condições específicas de cultivo de T. turnerae;
* O composto bioativo pode ser incorporado a uma base polimérica e assim favorecendo aplicação e absorção local restrita, oferencendo várias possibilidades para sua aplicação médica, como no desenvolvimento de superfícies ou partículas bioativas.

 

GRUPO DE PESQUISA
Inventor: Carlos Augusto Gomes Soares

Equipe de pesquisadores doutores e colaboradores (ordem alfabética):
Ana Lucia Moraes Giannini (participante do INCT)
Celina Monteiro Abreu
Cleber B. Barreto Jr.
Franklin David Rumjanek (participante do INCT)
Marcus Vinicius Xavier Senra
Renato Santana de Aguiar
Ricardo M. Kuster

STATUS DA PROTEÇÃO

PI 020110027099
Depositado em 24/03/2011 no INPI
PCT em 2012.

 

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