Identificação de pequenas moléculas activadoras da caspase-7 utilizando a levedura como modelo de pesquisa

As caspases 3 e 7 desempenham um papel fundamental na ativação da apoptose e por conseguinte a procura de ativadores destas protéases tem merecido particular atenção na pesquisa de fármacos com efeito antineoplásico. Este trabalho descreve a implementação de um sistema de pesquisa de ativadores destas caspases humanas tendo como base a levedura, um organismo unicelular eucariota, como modelo celular simplificado para a pesquisa em larga escala. Usando esta abordagem identificaram-se dois potenciais novos activadores da caspase-7, que não interferiam com a atividade da caspase-3 na levedura. A actividade destes compostos foi ainda confirmada em duas linhas celulares tumorais humanas.

Este trabalho permitiu a identificação de potenciais ativadores da caspase-7. Permitiu ainda a demonstração da eficácia do sistema de levedura na pesquisa de ativadores de caspases humanas.

Autores e Afiliações:

Pereira C¹, Lopes-Rodrigues V², Coutinho I¹, Neves MP³, Lima RT², Pinto M³, Cidade H³, Vasconcelos MH⁴, Saraiva L⁵ (# contributed equally to this work)

¹REQUIMTE, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, Rua de Jorge Viterbo Ferreira no. 228, 4050-313 Porto, Portugal; Laboratório de Microbiologia, Departamento de Ciências Biológicas, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, Rua de Jorge Viterbo Ferreira no. 228, 4050-313 Porto, Portugal.

²Cancer Drug Resistance Group, IPATIMUP - Instituto de Patologia e Imunologia Molecular da Universidade do Porto, Rua Doutor Roberto Frias, 4200 Porto, Portugal; Centro Interdisciplinar de Investigação Marinha e Ambiental (CIIMAR), Universidade do Porto, Rua dos Bragas n° 289, 4050-123 Porto, Portugal.

³Centro Interdisciplinar de Investigação Marinha e Ambiental (CIIMAR), Universidade do Porto, Rua dos Bragas n° 289, 4050-123 Porto, Portugal; Centro de Química Medicinal da Universidade do Porto (CEQUIMED-UP), and Laboratório de Química Orgânica e Farmacêutica, Departamento de Ciências Químicas, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, Rua Jorge Viterbo Ferreira n° 228, 4050-313 Porto, Portugal.

⁴Laboratório de Microbiologia, Departamento de Ciências Biológicas, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, Rua de Jorge Viterbo Ferreira no. 228, 4050-313 Porto, Portugal; Cancer Drug Resistance Group, IPATIMUP - Instituto de Patologia e Imunologia Molecular da Universidade do Porto, Rua Doutor Roberto Frias, 4200 Porto, Portugal.

⁵REQUIMTE, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, Rua de Jorge Viterbo Ferreira no. 228, 4050-313 Porto, Portugal; Laboratório de Microbiologia, Departamento de Ciências Biológicas, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, Rua de Jorge Viterbo Ferreira no. 228, 4050-313 Porto, Portugal.

Abstract:

Caspases-3 and -7 are at the core of the execution phase of apoptosis. The search for activators of these proteases has therefore deserved particular attention in the field of anticancer drug discovery. Here, a simplified yeast-based screening approach was developed and used to search for activators of caspases-3 and -7, followed by evaluation of the activity of the selected compounds in the human tumor cell lines HL-60 (acute promyelocytic leukemia) and MCF-7 (breast adenocarcinoma). By using the yeast approach, two potential activators of caspase-7, 5,6-dihydroxy-7-prenyloxyflavone (1a) and 3-hydroxy-7-geranyloxyflavone (2a), were identified. Unlike the known caspases-3 and -7 activator, the procaspase activating compound-1 (PAC-1), these flavonoids did not interfere with the caspase-3 activity in yeast. Moreover, flavonoids 1a and 2a processed procaspase-7 to the active caspase-7 both in yeast and in vitro processing assays, and inhibited the growth of HL-60 and MCF-7 human tumor cells with higher potencies than PAC-1, particularly in the absence of caspase-3 (MCF-7 cells). In MCF-7 cells, the flavonoids processed procaspase-7, increased its activity and sensitized these cells to the effects of the cytotoxic drug, etoposide. In conclusion, the developed yeast target-based screening assays led to the identification of potential caspase-7 activators. A proof of concept is therefore provided for the effectiveness of the yeast assays in the discovery of caspase activators. Additionally, the identified compounds may pave the way for a new class of caspase activators with improved anticancer properties.

Revista:

European Journal of Pharmaceutical Sciences

Link:

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0928098713004892