Estudo da atividade antimelanoma de compostos 1,3,4- tiadiazóis mesoiônicos

Abstract

Resumo: As características estruturais dos compostos mesoiônicos, os quais possuem regiões de carga positiva e negativa distintas associadas a um sistema poliheteroatômico, possibilitam que estes compostos atravessem membranas e interajam com biomoléculas. Diversas aplicações biológicas já foram descritas para os compostos mesoiônicos. Uma série de cloretos de 4-fenil-5-[2'-Y, 4'-X ou 4'-X-cinamoil]-1,3,4- tiadiazólio-2-fenilamina foi avaliada em células de melanoma murino B16-F10 in vitro e em tumores resultantes da implantação subcutánea das células B16-F10 em camundongos C57BL/6. Os compostos diferem apenas no substituinte do anel cinamoil (Ml-J, X = OH; MI-2,4diF, X = Y = F; MMF, X = F e Ml-D, X = N02). A exposição das células B16-F10 aos compostos Ml-D, MI-2,4diF and MI-4F, todos na mesma concentração micromolar (50 nmol.L"1) diminuiu a viabilidade celular para 8%, 50% e 22%, respectivamente, enquanto o Ml-J não apresentou nenhum efeito significante nas mesmas condições. Contudo, baixas doses de Ml-D, como 10nmol.L"1, foram suficientes para impedir o crescimento celular por 72 h, mas para o MI-2,4diF e o MI-4F o efeito na proliferação das células B16-F10 foi observado apenas na concentração de 25 nmol.L"1. Apesar de o MI-4F ter apresentado um efeito ligeiramente melhor que o Ml- 2,4diF in vitro, seus efeitos no crescimento tumoral in vivo não foram significativos. O Ml-D inibiu o crescimento tumoral em 77%. A maior efetividade do Ml-D comparado aos compostos Mi-2,4diF, MI-4F and Ml-J contra as células de melanoma B16-F10 é provavelmente devido ao seu grupo atrator de elétrons (N02), que intensifica a carga positiva do anel mesoiônico e permite uma extensiva conjugação da cadeia lateral com a porção exocíclica. Isto parece ser importante para a atividade antitumoral destes compostos contra o melanoma. O Ml-D foi comparado com os antineopiásicos fotemustina e dacarbazina, cujos efeitos em melanoma são reconhecidos. O Ml-D mostrou-se mais citotóxico para as células B16-F10 que a fotemustina nas mesmas condições experimentais in vitro. A atividade antitumoral in vivo das drogas foi avaliada em camundongos C57BL/6 portadores de melanoma subcutáneo (B16-F10). Os animais foram tratados por via intraperitoneal (i.p.) com Ml-D, fotemustina ou dacarbazina utilizando uma única dose de 57 |¿mol.kg"1, 24 h após a inoculação das células. No 17° dia, os tumores foram extraídos e seus pesos determinados. O Ml-D inibiu o crescimento tumoral em 85%. O crescimento das células B16-F10 in vivo respondeu à fotemustina, e uma inibição do crescimento tumoral de -50% foi observada. Para a dacarbazina, 57 ^mol.kg"1 causou uma reproduzível tendência à inibição tumoral de 27%. O Ml-D também foi eficiente em inibir em 64% o crescimento de um tumor já desenvolvido de 8 dias. Os efeitos do composto Ml-D foram avaliados em diferentes linhagens de melanoma humano. O Ml-D diminui in vitro a viabilidade e a proliferação das células MEL-85, SK-MEL, A2058 e MEWO, mostrando uma elevada atividade citotóxica. A adesão das células MEL-85 a diferentes componentes da matriz extracelular foi avaliada em presença do Ml-D. O composto reduziu a adesão à laminina, fibronectina e matrigel. A morfología e a organização dos filamentos de actina do citoesqueleto foram alteradas pelo tratamento com Ml-D. Estes resultados nas células de melanoma humano apontam o Ml-D como uma droga bastante promissora contra o melanoma, que é extremamente resistente à quimioterapia. Este é um estudo encorajador no que diz respeito à possibilidade do Ml-D se tornar uma nova ferramenta para o estudo e o tratamento do melanoma.

Abstract: The structural characteristics of mesoionic compounds, which contain distinct regions of positive and negative charges associated with a poly-heteroatomic system, enable them to cross cellular membranes and interact strongly with biomolecules. Potential biological applications have been described for mesoionic compounds. A series of 4- phenyl-5-(2'-Y, 4'-X or 4'-X-cinnamoyl)-1,3,4-thiadiazolium-2-phenylamine chlorides were evaluated against B16-F10 murine melanoma cells in vitro and against tumours resulting from implanted B16-F10 cells in C57BL/6 mice. The compounds differ from each other only at the cinnamoyl ring substituent (Ml-J, X = OH; MI-2,4diF, X = Y = F; MI-4F, X = F and Ml-D, X = N02). Exposure of B16-F10 cells to Ml-D, MI-2,4diF and MI-4F, at same micromolar concentration (50 nmol.L"1) decreased the cell viability to 8%, 50% and 22%, respectively, while Ml-J did not show any significant effect at the same conditions. However, a low dose as 10 jimol.L"1 Ml-D was enough to impair the cell growth over 72 h, but for MI-2,4diF and MI-4F the effect on B16-F10 proliferation was observed only using 25 jimol.L"1 of compounds. Besides MI-4F had a slightly better effect than MI-2,4diF in vitro, its effects on tumor growth, was not significant. Ml-D inhibited tumor growth by 77%. The Ml-D effectiveness over MI-2,4diF, MI-4F and Ml-J against B16-F10 melanoma cells is probably due to its stronger electronwithdrawing group (NO2), which increases the positive charge on the mesoionic ring and allow an extensive conjugation of the side chain with the exocyclic moiety. This seems important for the antitumour activity against melanoma of these compounds. Ml-D was compared to the antineoplastics fotemustine and dacarbazine, whose effects on melanoma cells are recognized. Ml-D was more cytotoxic to B16-F10 cells than fotemustine at the same in vitro experimental conditions. The in vivo antitumor activity of the drugs was evaluated using a B16-F10 melanoma tumor growing subcutaneously on C57BL/6 mice. Animals were intraperitoneally (i.p.) treated with Ml-D, fotemustine or dacarbazine using a single dose of 57 ^mol-kg"1, 24 h after cell inoculation. On the 17th day, tumors were excised and their weights were determined. Ml-D inhibited tumor growth by 85%. The in vivo growth of of B16-F10 melanoma responded to fotemustine, and tumor growth inhibition of ~50% was observed. For dacarbazine, 57 {imol.kg"1 caused a reproducible tendency towards inhibition of tumor growth of 27%. Ml-D was also efficient in inhibiting by 64% the growth of an already developed tumor of eight days. The effects of mesoionic compound Ml-D were evaluated upon different human melanoma cell lines. The drug decreased the viability and proliferation of MEL-85, SK-MEL, A2058 and MEWO cell lines in vitro, showing a great cytotoxic activity on these human cells. Adhesion of Mel-85 cells was evaluated in presence of the drug using different extracellular matrix (ECM) constituents. Ml-D decreased MEL-85 adhesion to laminin, fibronectin and matrigel. The morphology and actin cytoskeleton organization of MEL-85 cells were also altered by Ml-D treatment. These results on human melanoma cell lines point the mesoionic compound Ml-D as a very promissing drug against melanoma, which is an extremely resistant tumour to chemotherapy. This is a very encouraging study in regard to the possibility of Ml-D becoming a new tool for melanoma research and treatment.