Investigação da atividade toxicológica de análogos de estatinas em modelos experimentais in vitro

As estatinas são fármacos inibidores competitivos da enzima hidroxi-3-metil-glutaril Coenzima A (HMGCoA) redutase, amplamente utilizados para o controle da hipercolesterolemia total e, em especial, para a redução dos níveis séricos de LDLc (Low Density Lipoprotein cholesterol). Além do efeito primário, esses fármacos apresentam vários efeitos secundários, chamados de efeitos pleiotrópicos, envolvendo atividade anti-inflamatória, antitumoral e antiparasitária. Para o desenvolvimento de inovações na área de química medicinal é imprescindível avaliar o risco de efeitos adversos para saúde ou, em outras palavras, a segurança terapêutica do novo produto nas condições propostas de uso. Nesse sentido, o objetivo desse trabalho foi investigar a genotoxicidade de quatro análogos inibidores da biossíntese de lipídios, da classe das estatinas, em modelos experimentais in vitro, testados previamente contra o clone W2 de Plasmodium falciparum a fim de se obter o IC50 dessas moléculas frente ao patógeno. Foram desenvolvidas quatro novas moléculas (PCSR02.001, PCSR09.001, PCSR08.002 e PCSR10.002). Para a avaliação da toxicidade, foram realizados o teste de mutagenicidade bacteriana (teste de Ames), o ensaio de viabilidade celular utilizando o reagente WST-1 e o ensaio de indução de micronúcleos, ambos utilizando uma linhagem ovariana (CHO-K1) e uma linhagem hepática (HepG2). Levando em conta o fato de nenhuma das amostras ter induzido efeitos mutagênicos nas linhagens de S. enterica sorovar Typhimurium, e PCSR10.002 ter apresentado citotoxicidade sugere-se então que este composto seja o mais tóxico. Comparativamente, PCSR10.002 foi mais genotóxico e citotóxico para a linhagem CHO-K1 do que para a linhagem HepG2. PCSR02.001 apresentou elevado potencial genotóxico para células ovarianas, mas não foi capaz de induzir a formação de micronúcleos em células hepáticas, apresentando, portanto um perfil similar ao observado em PCSR10.002. Assim como a atorvastatina, PCSR09.001 apresentou elevado potencial pró-apoptótico para a linhagem de hepatócitos. Já PCSR08.002, apresentou aumento na apoptose de CHO-K1. A indução de apoptose não é necessariamente um evento negativo, já que é pouco lesiva e responsável pela eliminação de células danificadas. Porém, as respostas de apoptose induzidas por esse composto foram muito inferiores àquelas induzidas pela atorvastatina (cerca de 4 vezes menor que a atorvastatina). PCSR08.002 foi aquele se mostrou menos tóxico e essa amostra foi a que teve menor risco relativo, em uma análise global das respostas de citotoxicidade e não demonstrou ter potencial genotóxico para as linhagens utilizadas nesse estudo. Conclui-se, portanto, que a análise da atividade toxicológica utilizando modelos experimentais in vitro dessas estatinas constitui um importante passo para o estabelecimento de novos candidatos à fármacos com maior segurança.

Adherence to statin treatment and associated factors in female users from the Unified Health System (SUS)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Treatment of Dyslipidemia with Statins and Physical Exercises: Recent Findings of Skeletal Muscle Responses

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Efeito do exercício físico e estatinas na função muscular em animais com dislipidemia

As estatinas são utilizadas no tratamento das dislipidemias, com grande tolerância; no entanto, vários efeitos colaterais podem surgir, destacando-se miopatia. A prática regular do exercício físico (EF) produz modificações favoráveis no perfil lipídico; entretanto, pode gerar lesões musculares. OBJETIVO: Avaliar o efeito da associação entre exercício físico e estatinas na função muscular, pela análise histológica, em modelo experimental animal com dislipidemia. MÉTODOS: Foram utilizados 80 ratos machos Wistar, distribuídos em oito grupos, incluindo animais submetidos à dieta hipercolesterolêmica (DH), sinvastatina com (G1) e sem (G2) EF; DH e fluvastatina, com (G3) e sem EF (G4); alimentados com ração comercial (RC) na presença (G5) e ausência de (G6) EF; DH submetidos (G7) ou não (G8) a EF. A DH foi administrada por 90 dias, as estatinas e prática de EF em esteira rolante por oito semanas. Os animais foram sacrificados, e o músculo sóleo retirado para análise histológica. Aplicaram-se os testes t de Student pareado e análise multivariada, com nível significante para p < 0,05. RESULTADOS: As principais alterações histológicas encontradas foram fibras de diferentes diâmetros, atróficas, em degeneração, splitting, edema, infiltrado inflamatório. Essas alterações foram observadas em 90% dos animais do grupo G1, 80% do G2, 70% do G3, 30% do G4, 40% do G5 e 30% do G7. Nos grupos G6 e G8 identificaram-se fibras musculares com morfologia preservada. CONCLUSÕES: Na avaliação histológica muscular, a associação entre fluvastatina, sinvastatina e exercício físico acarreta alterações morfológicas com predomínio no uso da sinvastatina, variando de grau leve a grave, no músculo sóleo de ratos, induzidos pelos inibidores da HMG-CoA redutase.

Adriamycin treatment increases 3-hydroxy-3-methylglutaryl CoA reductase and isoprene biosynthesis in the rat liver

Treatment of rats with Adriamycin caused an increase in the incorporation into hepatic cholesterol of [1-14C] acetate, but not of [2-14C] mevalonate. The step affected was found to be 3-hydroxy-3-methylglutaryl CoA reductase whose activity in the liver microsomes increased in Adriamycin-treated animals, but was inhibited when the drug was added in the assay medium. Also, the concentration of ubiquinone in the liver and of cholesterol in the plasma increased.

The use of an acetoacetyl-CoA synthase in place of a -ketothiolase enhances poly-3-hydroxybutyrate production in sugarcane mesophyll cells

Engineering the production of polyhydroxyalkanoates (PHAs) into high biomass bioenergy crops has the potential to provide a sustainable supply of bioplastics and energy from a single plant feedstock. One of the major challenges in engineering C-4 plants for the production of poly[(R)-3-hydroxybutyrate] (PHB) is the significantly lower level of polymer produced in the chloroplasts of mesophyll (M) cells compared to bundle sheath (BS) cells, thereby limiting the full PHB yield-potential of the plant. In this study, we provide evidence that the access to substrate for PHB synthesis may limit polymer production in M chloroplasts. Production of PHB in M cells of sugarcane is significantly increased by replacing -ketothiolase, the first enzyme in the bacterial PHA pathway, with acetoacetyl-CoA synthase. This novel pathway enabled the production of PHB reaching an average of 6.3% of the dry weight of total leaf biomass, with levels ranging from 3.6 to 11.8% of the dry weight (DW) of individual leaves. These yields are more than twice the level reported in PHB-producing sugarcane containing the -ketothiolase and illustrate the importance of producing polymer in mesophyll plastids to maximize yield. The molecular weight of the polymer produced was greater than 2x10(6)Da. These results are a major step forward in engineering a high biomass C-4 grass for the commercial production of PHB.

Stimulation of hepatic 3-hydroxy-3-methylglutaryl CoA reductase on administration of ATP

The depressed activity of hepatic 3-hydroxy-3-methylglutaryl CoA reductase in starved or cholesterol fed rats was stimulated on intraperitoneally administering small quantities of ATP.

Specific requirement of lysophosphatidylcholine for palmitoyl-CoA synthetase of chicken intestine

The presence of palmitoyl-CoA synthetase (EC 6.2.1.3) in the brush borderfree particulate fraction of chicken intestinal mucosa is demonstrated. The enzyme was dependent on the simultaneous presence of lysophosphatidylcholine and Triton X-100 as well as ATP, CoA and Mg2+ for maximal activity. Lysophosphatidylcholine could not be replaced by other lipids. Enzyme preparations solubilized by Triton X-100 or lysophosphatidylcholine were still dependent on the presence of detergents for maximal activity.

The nature of inhibition of 3-hydroxy-3-methylglutaryl CoA reductase by garlic-derived diallyl disulfide

A concentration dependent inhibition of 3-hydroxy-3-methylglutaryl CoA (HMG CoA) reductase was found on preincubation of microsomal preparations with diallyl disulfide, a component of garlic oil. This inhibited state was only partially reversed even with high concentrations of DTT. Glutathione, a naturally occurring reducing thiol agent, was ineffective. The substrate, HMG CoA, but not NADPH, was able to give partial protection for the DTT-dependent, but not glutathione-dependent activity. The garlic-derived diallyl disulfide is the most effective among the sulfides tested for inhibition of HMG CoA reductase. Formation of protein internal disulfides, inaccessible for reduction by thiol agents, but not of protein dimer, is likely to be the cause of this inactivation.

Irreversible inactivation of 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA reductase by H2O2

A concentration-dependent inactivation of 3-hydroxy-3-methyl-glutaryl-CoA (HMG-CoA) reductase was found on reincubation of rat liver microsomal preparations with H2O2 and at lower concentrations in the presence of KCN which inhibited the contaminating catalase. The inactivation was not affected in the presence quenchers of hydroxyl radicals and singlet oxygen and was also obtained when H2O2 was added during the reaction. HMG-CoA, but not NADPH, partially protected the enzyme from H2O2-inactivation. Even at high concentration DTT was unable to reverse this inactivation. The soluble 50 kDa-enzyme was similarly inactivated by H2O2, and the tryptic-digest of the inactivated protein indicated the presence of a disulfide-containing peptide. The results support the view that H2O2 by directly acting on the catalytic domain possibly converts an active thiol group to an inaccessible disulfide and irreversibly HMG-CoA reductase.