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ESTUDO DO POTENCIAL DO BITIONOL COMO FÁRMACO CAPAZ DE ELIMINAR CÉLULAS-TRONCO DE LEUCEMIA MIELOIDE AGUDA HUMANA
Leucemia mieloide aguda
Células-tronco leucêmicas
NF-kB
Apoptose
Ferroptose
Estresse oxidativo
Acute myeloid leukemia
Leukemic stem cells
NF-kB
Apoptosis
Ferroptosis
Oxidative stress
Leucemia mieloide aguda
Células-tronco
NF-kappa B
Apoptose
Ferroptose
Estresse oxidativo
Dias, Ingrid Rayssa Souza Baliza | Fecha del documento:
2023
Titulo alternativo
Study of the potential of bithionol as a drug capable of eliminating human acute myeloid leukemia stem cellsOrientador
Afiliación
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil.
Resumen en portugues
INTRODUÇÃO: As leucemias estão entre os cânceres mais frequentes do mundo e a leucemia mieloide aguda (LMA) é uma neoplasia letal da medula óssea causada por alterações genéticas nos progenitores das células sanguíneas. As células-tronco leucêmicas (CTLs) são responsáveis pelo desenvolvimento de LMA, resistência a medicamentos e recaídas. Adicionalmente, verificou-se que o NF-kB é constitutivamente ativado em CTLs de LMA humanas, enquanto as células-tronco hematopoiéticas normais não expressam NF-κB. O bitionol (BT), um inibidor de NF-kB, é um medicamento anti-helmíntico aprovado pela FDA com potenciais propriedades antibacterianas, antivirais e antitumorais. OBJETIVO: Neste trabalho, focamos nas propriedades do BT em eliminar CTLs de LMA em modelo translacional in vitro e in vivo. MATERIAL E MÉTODOS: Para isso, BT foi testado em um painel de células cancerosas de tumores sólidos e hematológicos e não cancerosos para avaliar sua citotoxicidade. Também foi avaliado a capacidade de BT de eliminar CTLs utilizando anticorpos para CD13, CD33, CD34, CD38 e CD123. Ensaios para investigar o mecanismo de ação do composto foram realizados, incluindo ensaio de exclusão por azul de tripan, análise do padrão de morte celular, expressão de caspase-3 e PARP-1, despolarização mitocondrial, estresse oxidativo, indução de morte por ferroptose, avaliação do ciclo celular, capacidade de inibir a via NF-κB, regulação de diversos genes e ensaio in vivo utilizando camundongos NSG. Além disso, foi avaliada a combinação do BT com o venetoclax (VTX) e sua citotoxicidade. RESULTADOS: Este composto pode inibir a viabilidade celular de células cancerígenas de tumores sólidos e hematológicos e suprimir células progenitoras/tronco CD34+ de LMA. BT induziu a externalização de fosfatidilserina, perda do potencial mitocondrial transmembranar, ativação de caspase-3 e clivagem de PARP-1, fragmentação de DNA, condensação nuclear e encolhimento celular em células de LMA tratadas com BT, indicando indução de apoptose. Além disso, este composto aumentou os níveis de superóxido mitocondrial e a citotoxicidade induzida por BT foi parcialmente prevenida pelo co-tratamento com o inibidor de ferroptose ferrostatina-1. BT reduziu significativamente a expressão de NF-κB p65 (pS529) e NF-κB p65 (pS536) e a translocação nuclear de NF-κB p65 em células de LMA, indicando que esta molécula pode suprimir a sinalização de NF-κB. BT também foi capaz de inibir o desenvolvimento de LMA em camundongos NSG em uma dosagem de 50 mg/kg com toxicidade sistêmica tolerada. Além disso, BT sinergizou com VTX em células de LMA, indicando o potencial do BT para aumentar os efeitos de VTX em pacientes com LMA. CONCLUSÃO: Juntos, esses dados indicam que o BT exibe importantes efeitos anti-LMA e é um potencial novo medicamento anti-LMA
Resumen en ingles
INTRODUCTION: Leukemias are among the most common cancers in the world and acute myeloid leukemia (AML) is a lethal bone marrow neoplasm caused by genetic alterations in the progenitors of blood cells. Leukemic stem cells (LSCs) are responsible for the development of AML, drug resistance and relapse. Additionally, NF-kB was found to be constitutively activated in human AML LSCs, whereas normal hematopoietic stem cells do not express NF-κB. Bithionol (BT), an NF-kB inhibitor, is an FDA-approved anthelmintic drug with potential antibacterial, antiviral, and antitumor properties. OBJECTIVE: In this work, we focus on the properties of BT in eliminating AML LSCs in in vitro and in vivo translational models. MATERIAL AND METHODS: For this, BT was tested on a panel of solid and hematological and non-cancerous cancer cells to assess its cytotoxicity. The ability of BT to eliminate LSCs using antibodies to CD13, CD33, CD34, CD38 and CD123 was also evaluated. Assays to investigate the mechanism of action of the compound were performed, including trypan blue exclusion assay, analysis of cell death pattern, caspase-3 and PARP-1 expression, mitochondrial depolarization, oxidative stress, induction of death by ferroptosis, evaluation of the cell cycle, ability to inhibit the NF-κB pathway, regulation of several genes and in vivo assay using NSG mice. In addition, the combination of BT with venetoclax (VTX) and its cytotoxicity were evaluated. RESULTS: This compound can inhibit cell viability of solid and hematologic cancer cells and suppress AML CD34+ progenitor/stem cells. BT induced phosphatidylserine externalization, loss of mitochondrial transmembrane potential, caspase-3 activation and PARP-1 cleavage, DNA fragmentation, nuclear condensation, and cell shrinkage in BT-treated AML cells, indicating induction of apoptosis. Furthermore, this compound increased mitochondrial superoxide levels and BT-induced cytotoxicity was partially prevented by co-treatment with the ferroptosis inhibitor ferrostatin-1. BT significantly reduced NF-κB p65 (pS529) and NF-κB p65 (pS536) expression and NF-κB p65 nuclear translocation in AML cells, indicating that this molecule can suppress NF-κB signaling. BT was also able to inhibit the development of AML in NSG mice at a dosage of 50 mg/kg with tolerated systemic toxicity. Furthermore, BT synergized with VTX in AML cells, indicating the potential of BT to enhance the effects of VTX in AML patients. CONCLUSION: Together, these data indicate that BT exhibits important anti-AML effects and is a potential new anti-AML drug
Palabras clave en portugues
BitionolLeucemia mieloide aguda
Células-tronco leucêmicas
NF-kB
Apoptose
Ferroptose
Estresse oxidativo
Palabras clave en ingles
BithionolAcute myeloid leukemia
Leukemic stem cells
NF-kB
Apoptosis
Ferroptosis
Oxidative stress
DeCS
BitionolLeucemia mieloide aguda
Células-tronco
NF-kappa B
Apoptose
Ferroptose
Estresse oxidativo
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