Associação Portuguesa de Investigação em Cancro
Modulação da autofagia mediada por uma tioxantona causa diminuição da viabilidade de células de melanoma
Modulação da autofagia mediada por uma tioxantona causa diminuição da viabilidade de células de melanoma
A autofagia é um processo catabólico através do qual organelos celulares e constituintes do citoplasma são sinalizados para degradação no lisossoma, permitindo manter a homeostasia celular e sendo particularmente relevante em situações de falta de nutrientes ou outros tipos de stress celular.
Alterações na autofagia estão frequentemente associadas a doenças como o cancro, e podem ser relevantes para a resposta à terapêutica. Apesar de ser considerada principalmente como um mecanismo de sobrevivência há evidências que, no contexto tumoral, a autofagia pode ser também um mecanismo de supressão tumoral ou mesmo de morte celular. De facto, há estudos que indicam que a ativação da autofagia de forma excessiva ou continuada poderá induzir a morte de células tumorais, o que poderá justificar o efeito antitumoral observado para alguns indutores de autofagia. Assim, há um crescente interesse na obtenção e desenvolvimento de compostos moduladores da autofagia, com aplicação em terapêutica antitumoral.
Em estudos anteriores apresentamos uma nova “pequena molécula” (TXA1), uma tioxantona bioativa cujo o efeito se traduzui na inibição do crescimento de várias linhas celulares tumorais humanas. No presente trabalho demonstramos que o composto TXA1 modula a autofagia em células de melanoma, diminuindo a sua viabilidade. Este estudo demonstra que TXA1 pode corresponder a um composto líder para o desenvolvimento de moduladores de autofagia com atividade antitumoral. Para além disso, os resultados obtidos suportam a importância da modulação da autofagia como uma estratégia antitumoral.
Autores e Afiliações:
Raquel T. Lima 1,2,3,#, Diana Sousa 1,2,4,#, Ana M. Paiva 5, Andreia Palmeira 5, João Barbosa 6,
Madalena Pedro 6, Madalena M. Pinto 5,7, Emília Sousa 5,7 e M. Helena Vasconcelos 1,2,4
1 i3S-Instituto de Investigação e Inovação em Saúde, Universidade do Porto
2 Cancer Drug Resistance Group, IPATIMUP—Institute of Molecular Pathology and Immunology of the University of Porto
3 Department of Pathology, FMUP—Faculty of Medicine of the University of Porto
4 Laboratory of Microbiology, Department of Biological Sciences, FFUP—Faculty of Pharmacy, University of Porto
5 Laboratory of Organic and Pharmaceutical Chemistry, Department of Chemical Sciences, FFUP—Faculty of Pharmacy, University of Porto
6 CESPU, Instituto de Investigação e Formação Avançada em Ciências e Tecnologias da Saúde, IUCS— Instituto Universitário de Ciências da Saúde
7 CIIMAR/CIMAR— Centro Interdisciplinar de Investigação Marinha e Ambiental, Universidade do Porto
# Estes autores contribuíram igualmente para o trabalho.
Abstract:
Background: Our previous studies unveiled the hit thioxanthone TXA1 as an inhibitor of P-glycoprotein (drug efflux pump) and of human tumor cells growth, namely of melanoma cells. Since TXA1 is structurally similar to lucanthone (an autophagy inhibitor and apoptosis inducer) and to N10-substituted phenoxazines (isosteres of thioxanthones, and autophagy inducers), this study aimed at further assessing its cytotoxic mechanism and evaluating its potential as an autophagy modulator in A375-C5 melanoma cells;
Methods: Flow cytometry with propidium iodide (PI) for cell cycle profile analysis; Terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling (TUNEL) assay, flow cytometry with Annexin V/PI labeling and Western blot for apoptosis analysis were conducted. A pharmacophore approach was used for mapping TXA1 onto pharmacophores for autophagy induction. Autophagy analyses included transmission electron microscopy for visualization of autophagic structures, fluorescence microscopy for observation of monodansylcadaverine (MDC) staining, pattern of LC3 expression in the cells and acridine orange staining, and Western blot for autophagic proteins expression.
Results: TXA1 induced autophagy of melanoma cells at the GI50 concentration (3.6 μM) and apoptosis at twice that concentration. Following treatment with TXA1, autophagic structures were observed, together with the accumulation of autophagosomes and the formation of autophagolysosomes. An increase in LC3-II levels was also observed, which was reverted by 3-methyladenine (3-MA) (an early stage autophagy-inhibitor) but further increased by E-64d/pepstatin (late-stage autophagy inhibitors). Finally, 3-MA also reverted the effect of TXA1 in cellular viability.
Conclusion: TXA1 decreases the viability of melanoma cells by modulation of autophagy and may, therefore, serve as a lead compound for the development of autophagy modulators with antitumor activity.
Revista: Molecules
