Efeitos citotóxicos e pró-oxidantes da 2'-hidroxi-3-nitrochalcona em células de carcinoma hepatocelular humano (HepG2)

Abstract

Resumo: Chalconas são compostos intermediários na via de síntese dos flavonoides. As chalconas possuem uma grande diversidade estrutural, o que contribui para as diferentes atividades biológicas que elas exercem. São conhecidos os efeitos de algumas chalconas hidroxiladas na posição 2' sobre células tumorais, contudo sabese pouco em relação aos efeitos citotóxicos sobre células tumorais promovidos com a adição de grupamento nitro na estrutura das chalconas. A presença do grupo nitro pode contribuir para aumentar a reatividade da região da carbonila ?,?-insaturada (sistema ceto-enona) das chalconas. Neste estudo foi avaliada a citotoxicidade da 2'- hidroxi-3-nitrochalcona (HNC) em células de carcinoma hepatocelular humano (HepG2). A HNC foi capaz de induzir citotoxicidade de forma estatisticamente significativa a partir da concentração de 15 ?M após 24 horas de incubação pelo método do MTT e 20 ?M pelo método da LDH. A HNC (15 e 20 ?M) foi capaz de promover o aumento dos níveis de espécies reativas de oxigênio (EROs), sendo esse aumento parcialmente revertido pela pré-incubacão com o antioxidante NAC na concentração de 20 ?M da HNC, sugerindo a participação de EROs no mecanismo citotóxico. O mecanismo de morte celular induzido pela HNC (15 e 20 ?M) foi investigado, utilizando marcação com anexina-V / iodeto de propídio e inibidores específicos de vias de sinalização de ferroptose, necroptose e autofagia, e os resultados mostram um possível processo apoptótico. Foi demonstrado através da avaliação da respiração celular que a HNC (15 e 20 ?M - 24 horas) provocou disfunção mitocondrial, diminuindo o consumo de oxigênio no estado basal e com a adição de substratos para o complexo I e II, porém essa diminuição não foi observada com a adição de substrato para o complexo IV. Também foi observada uma diminuição no potencial da membrana mitocondrial com a concentração de 20 ?M. Diante dos resultados, pode-se concluir que a HNC exerce atividade citotóxica por alterar os níveis de EROs, promover disfunção mitocondrial e possivelmente causar morte celular por apoptose

Abstract: Chalcones are intermediate compounds in the synthesis pathway of flavonoids. Chalcones have great structural diversity, contributing to the different biological activities that they display. It is known that hydroxyl group in chalcones contributes to the cytotoxic effect in cancer cells. The nitro group is widely found in various pharmacological compounds. However, little is known about its effect on chalcones. In this study, the cytotoxicity of 2'-hydroxy-3-nitrochalcone was evaluated in human hepatocellular carcinoma cells (HepG2). HNC was able to induce cytotoxicity from the 15 ?M concentration assessed by the MTT method and 20 ?M by the LDH method in 24 hours of treatment. The effect of HNC (15 and 20 ?M) on the increase of reactive oxygen species (ROS) was evaluated, and an increase in ROS caused by both concentrations was observed. This increase was partially reversed with the preincubation of the antioxidant NAC at the concentration of 20 ?M, suggesting the participation of ROS in the cytotoxic mechanism. The results of the experiment using annexin-V/propidium iodide indicate that the possible mechanism of cell death induced by HNC (15 and 20 ?M) in 24 hours is apoptosis. Results from the cell viability assay using inhibitors of ferroptosis, necroptosis and autophagy suggested that these mechanisms are not involved in the cytotoxic effect caused by HNC. It was demonstrated by the cellular respiration evaluation that HNC (15 and 20 ?M - 24 hours) caused mitochondrial dysfunction, reducing the oxygen consumption in the basal state and with the addition of substrates for the complexes I and II, but this decrease was not observed with the addition of substrate for IV complex. A decrease in the mitochondrial membrane potential with the concentration of 20 ?M was also observed. Thus, we conclude that HNC exerts cytotoxic activity by altering ROS levels, mitochondrial function and possibly causing apoptosis cell death