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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/43266
TERAPIA FOTODINÂMICA PARA O TRATAMENTO DE ALGUNS TUMORES DO SISTEMA NERVOSO: DA CONCEPÇÃO AOS TESTES IN VITRO
Neoplasias do Sistema Nervoso
Técnicas In Vitro
Azul de Metileno
Carreño Mendivelso, Edith Alejandra | Date Issued:
2019
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract in Portuguese
Apesar do grande avanço sobre o entendimento da biologia de tumores, os fármacos seletivos com reduzidos efeitos colaterais, ainda são insuficientes. Sendo assim, é imprescindível a busca por novas abordagens terapêuticas. Uma opção promissora é a Terapia Fotodinâmica (TFD), que utiliza moléculas fotossensibilizadoras (FS), capazes de gerar espécies reativas de oxigênio na presença de luz com comprimento de onda adequado, causando lesão tecidual seletiva. Este projeto teve como finalidade desenvolver uma proposta de TFD, desde a concepção, até os testes \200Bin vitro \200B , que finalmente possibilite o desenvolvimento de uma estratégia para o tratamento de tumores de difícil prognóstico como glioblastoma. Nesse contexto, nosso primeiro passo foi desenhar e construir dois protótipos de fonte de luz. Esses equipamentos fornecem luz vermelha com potências entre 1,4 ± 0,02 e 26,5 ± 2,8 mW/cm\200B2 \200Bpara aplicações em TFD. Em seguida, os protótipos foram validados testando o FS - azul de metileno (AM), por possuir baixa toxicidade sem estimulação luminosa, além de ser aprovado para uso clínico. Assim sendo, o AM foi aplicado em células tumorais de glioblastoma (GL261 e U87) e de neuroblastoma (SHSY5Y), sendo que a dose de luz de 17,5 ± 1,87 J/cm\200B2\200Blevou a uma diminuição da EC\200B50\200Bdo AM em 50%, nas três linhagens celulares testadas Em seguida, com o auxílio de metodologias de padronização disponíveis para \200Bhigh throughput screening \200B (HTS), foi desenhado um protocolo que permitirá a avaliação \200Bin vitro \200B da atividade fotossensível de novos compostos. Por fim, para potencializar o uso de AM em TFD, procuramos uma via que facilitasse a difusão e a permeabilização seletiva do AM nas células tumorais. Uma possibilidade estudada foi a utilização de poros presentes na membrana de determinadas células. De acordo com a literatura, a molécula de AM (319 Da), passa facilmente através do poro induzido pelo receptor P2X7 (P2X7R) que em resposta a altas doses do agonista ATP, permite passagem de moléculas com aproximadamente 1 kDa. Diante disso, células GL261 e SHSY5Y foram transfectadas com P2X7R e, através dos ensaios de captação de corante (EtBr, IP e YOPRO 1 \03BCM), foi detectada a expressão e a funcionalidade do P2X7R. Avaliando a viabilidade celular, observamos um efeito de potencialização entre o ATP (1 mM) e o AM (50 \03BCM), aumentando assim a eficiência da TFD em 40%. Em síntese, esses resultados sugerem que o poro associado ao P2X7R poderia ser utilizado como via de entrada de fármacos hidrofílicos em células que expressem este receptor. Em conjunto, os resultados apresentados neste trabalho constituem um importante alicerce para o desenvolvimento de uma nova abordagem de AM-TDF, que permita complementar o tratamento de tumores do sistema nervoso.
Abstract
Despite the significant advance in the understanding of tumor biology, more selective drugs with reduced side effects are still necessary. Thus, the search for new therapeutic approaches is essential. A promising option is Photodynamic Therapy (PDT). PDT uses photosensitizing molecules (PS), capable of generating reactive oxygen species (ROS) in the presence of the light of adequate wavelength, causing selective tissue damage. This project aimed to develop a proposal of PDT, from conception to in vitro tests, which finally enables the development of a strategy for the treatment of tumors of difficult prognosis as glioblastoma. In this context, our first step was to design and build two light prototypes based on halogen lamps and LED technology. These devices provide red light with potentials between 1.4 ± 0.02 and 26.5 ± 2.8 mW / cm2 for TFD applications. Then, the prototypes were validated by testing the methylene blue (AM) FS, as it has low toxicity without light stimulation, and is approved for clinical use. AM (1 - 400 \03BCM) was applied to glioblastoma (GL261 and U87) and neuroblastoma (SHSY5Y) tumor cells, and the light dose of 17.5 ± 1.87 J / cm2 decreased the EC\200B50 \200Bof AM in 50% in the three cell lines tested Then, with the help of standardization methodologies available for High-throughput screening (HTS), a protocol was designed to allow the in vitro evaluation of the photosensitive activity of new compounds. Finally, to potentiate the use of AM in PDT, we sought a pathway that facilitated the diffusion and selective permeabilization - of AM - in tumor cells. One possibility studied was the use of pores present in the membrane of cells. Thus, according to the literature, the AM (319 Da) molecule quickly passes through the P2X7 receptor-induced pore (P2X7R) which, in response to high doses of the ATP agonist, allows passage of approximately 1 kDa molecules. To this end, GL261 and SHSY5Y cells were transfected with P2X7R, and through dye uptake assays (EtBr, IP and YOPRO 1 \03BCM), P2X7R expression and functionality were detected. Evaluating cell viability, we observed a potentiation effect between ATP (1 mM) and AM (50 \03BCM), thus increasing the efficiency of PDT by 40%. Therefore, these results suggest that the P2X7R-associated pore could be used as an entry route for hydrophilic drugs in cells expressing this receptor. Overall, taken together, the results presented in this paper form an essential foundation for the development of a new approach to AM TDF, which can complement the treatment of nervous system tumors.
Keywords in Portuguese
FotoquimioterapiaNeoplasias do Sistema Nervoso
Técnicas In Vitro
Azul de Metileno
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