Characterization of volatile compounds of Albertisia papuana Becc root extracts and cytotoxic activity in breast cancer cell line T47D

Purpose: To evaluate the cytotoxic activity of chloroform and water root extracts of Albertisia papuana Becc. on T47D cell line and identify the volatile compounds of the extracts. Methods: The plant roots were extracted with chloroform and water using maceration and boiling methods, respectively. The cytotoxicity of the extracts on T47D were determined using 3-(4,5- dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) assay. Doxorubicin was used as reference drug in the cytotoxicity test while Probit analysis was used to calculate the Median Growth Inhibitory Concentration IC50 of the extracts. The volatile compounds in the chloroform and water root extracts were analyzed using Gas Chromatography-Mass Spectrophotometry GC-MS. Results: The IC50 of the chloroform and water extracts were 28.0 ± 6.0 and 88.0 ± 5.5 μg/mL, respectively whereas that of doxorubicin was 8.5 ± 0.1 μg/mL. GC-MS results showed that there were 46 compounds in the chloroform extract, out of which the five major components are ethyl linoleate (49.68 %), bicyclo (3.3.1) non-2-ene (29.29 %), ethyl palmitate (5.06 %), palmitic acid (3.67 %) and ethyl heptadecanoate (1.57 %).The water extract consisted of three compounds, butanoic acid (15.58 %); methyl cycloheptane (3.45 %), and methyl 2-O-methylpentofuranoside (80.96 %). Conclusion: The chloroform root extract of A. papuana Becc. had a fairly potent anticancer activity against breast cancer cells and may be further developed as an anticancer agent. Its major components were fatty acids and fatty acid esters.

A novel graphene nanodots inlaid porous gold electrode for electrochemically controlled drug release

A uniform graphene nanodots inlaid porous gold electrode was prepared via ion beam sputtering deposition (IBSD) and mild corrosion chemistry. HRTEM, SEM, AFM and XPS analyses revealed the successful fabrication of graphene nanodots inlaid porous gold electrode. The as-prepared porous electrode was used as π-orbital-rich drug loading platform to fabricate an electrochemically controlled drug release system with high performance. π-orbital-rich drugs with amino mioety, like doxorubicin (DOX) and tetracycline (TC), were loaded into the graphene nanodots inlaid porous gold electrode via non-covalent π-π stacking interaction. The amino groups in DOX and TC can be easily protonated at acidic medium to become positively-charged NH3(+), which allow these drug molecules to be desorbed from the porous electrode surface via electrostatic repulsion when positive potential is applied at the electrode. The drug loading and release experiment indicated that this graphene nanodots inlaid porous gold electrode can be used to conveniently and efficiently control the drug release electrochemically. Not only did our work provide a benign method to electrochemically controlled drug release via electrostatic repulsion process, it also enlighten the promising practical applications of micro electrode as a drug carrier for precisely and efficiently controlled drug release via embedding in the body.

Controllable drug uptake and nongenomic response through estrogen-anchored cyclodextrin drug complex

Breast cancer is a leading killer of women worldwide. Cyclodextrin-based estrogen receptor-targeting drug-delivery systems represent a promising direction in cancer therapy but have rarely been investigated. To seek new targeting therapies for membrane estrogen receptor-positive breast cancer, an estrogen-anchored cyclodextrin encapsulating a doxorubicin derivative Ada-DOX (CDE1-Ada-DOX) has been synthesized and evaluated in human breast cancer MCF-7 cells. First, we synthesized estrone-conjugated cyclodextrin (CDE1), which formed the complex CDE1-Ada-DOX via molecular recognition with the derivative adamantane-doxorubicin (Ada-DOX) (Kd =1,617 M(-1)). The structure of the targeting vector CDE1 was fully characterized using (1)H- and (13)C-nuclear magnetic resonance, mass spectrometry, and electron microscopy. CDE1-Ada-DOX showed two-phase drug-release kinetics with much slower release than Ada-DOX. The fluorescence polarization analysis reveals that CDE1-Ada-DOX binds to recombinant human estrogen receptor α fragments with a Kd of 0.027 µM. Competition assay of the drug complex with estrogen ligands demonstrated that estrone and tamoxifen competed with CDE1-Ada-DOX for membrane estrogen receptor binding in MCF-7 cells. Intermolecular self-assembly of CDE1 molecules were observed, showing tail-in-bucket and wire-like structures confirmed by transmission electronic microscopy. CDE1-Ada-DOX had an unexpected lower drug uptake (when the host-guest ratio was >1) than non-targeting drugs in MCF-7 cells due to ensconced ligands in cyclodextrins cavities resulting from the intermolecular self-assembly. The uptake of CDE1-Ada-DOX was significantly increased when the host-guest ratio was adjusted to be less than half at the concentration of CDE1 over 5 µM due to the release of the estrone residues. CDE1 elicited rapid activation of mitogen-activated protein kinases (p44/42 MAPK, Erk1/2) in minutes through phosphorylation of Thr202/Tyr204 in MCF-7 cells. These results demonstrate a targeted therapeutics delivery of CDE1-Ada-DOX to breast cancer cells in a controlled manner and that the drug vector CDE1 can potentially be employed as a molecular tool to differentiate nongenomic from genomic mechanism.

Des aptamères pour améliorer l’encapsulation et la libération contrôlée des liposomes

Mémoire par article

The human organic cation transporter OCT1 mediates high affinity uptake of the anticancer drug daunorubicin

Les anthracyclines tels que la doxorubicin et la daunorubicin sont une famille de médicaments anticancéreux hydrophiles qui doivent être transportés dans les cellules afin d’exercer leur action par intercalation à l’ADN dans le noyau cellulaire. Ceci mène à la perturbation du métabolisme de l’ADN et entraine la mort cellulaire. Les anthracyclines sont utilisés pour le traitement d’une variété de cancers incluant la leucémie, les lymphomes, le cancer du sein, le cancer des poumons et le cancer des ovaires. Étant donné que le transport actif des anthracyclines dans les cellules a partiellement été démontré, le transporteur spécifique impliqué dans ce processus n’est pas encore connu. En utilisant un modèle de cancer des ovaires, la lignée cellulaire TOV2223G, nous avons démontré que des substrats spécifiques au transporteur de cations organiques 1 (OCT1), notamment la ergothionéine, la thiamine et la phenformin, ont partiellement inhibé l’absorption de la daunorubicin en différence de la carnitine qui est un substrat de haute affinité des transporteurs CT2 et OCTN2. Ces résultats suggèrent que les transporteurs organiques spécifiques au transport de la carnitine ne sont pas impliqués dans le transport des anthracyclines. Ainsi, nos résultats ont démontré que l’absorption de la daunorubicin est orchestrée par le transporteur OCT1 dans les cellules TOV2223G (Km ~ 5 μM) et des concentrations micromolaires de choline ont complètement abolies l’absorption de la drogue. De plus, un ARN sh dirigé contre OCT1 a réprimé son expression protéique, ce qui a été confirmé par la technique d’immuno-buvardage en utilisant un anti-OCT1 anticorps. Les cellules déficientes en OCT1 n’ont pas été capables d’absorber la daunorubicin et ont été plus résistantes à l’action de la drogue par rapport aux cellules contrôle. La transfection des cellules HEK293T avec un plasmide construit de façon à faire exprimer OCT1 comme protéine de fusion avec la protéine fluorescente EYFP a montré que celle-ci est localisée dans la membrane plasmique. Les cellules transfectées ont été capables d’absorber cinq fois plus de daunorubicin comparé aux cellules contrôles. Cette étude est, selon nous, la première à démontrer que OCT1 est un transporteur de haute affinité des anthracyclines. Ainsi, nous avons émis l’hypothèse que des défauts de OCT1 peuvent contribuer à l’efficacité de la réponse des cellules cancéreuses à la chimiothérapie avec les anthracyclines.

L’exploitation d’un modèle de levure présentant une déficience de l’absorption des anthracyclines révèle qu’une protéine de Caenorhabditis elegans, OCT-1, est un transporteur fonctionnel d’anthracyclines

Les anthracyclines, comme la doxorubicine (DOX) ou la daunorubicine (DNR), sont utilisées dans le traitement d’une grande variété de cancers allant des lymphomes, au cancer du sein, en passant par certaines leucémies. Encore aujourd’hui, beaucoup pensent que les anthracyclines entrent dans les cellules par diffusion passive, toutefois, la plupart de ces mêmes personnes sont d’accord pour dire que la p-glycoprotéine est responsable d’exporter ces molécules hors de la cellule. Mais pourquoi une molécule aurait besoin d’un transporteur pour sortir de la cellule, et pas pour y entrer ? Qu’est-ce qui ferait que la diffusion passive fonctionnerait dans un sens, mais pas dans l’autre, d’autant que l’entrée des anthracyclines dans les cellules est très rapide ? Nous pensons qu’il existe bel et bien un transporteur responsable de faire passer les anthracyclines du milieu extracellulaire au cytoplasme, et nous voulons développer un modèle de levure qui permettrait de déterminer si une protéine, un transporteur, issue d’un autre organisme eucaryote est en mesure de transporter la DOX à l’intérieur de la cellule. Pour ce faire, nous avons rassemblé un groupe de mutants présentant une déficience dans l’absorption d’autres molécules chargées positivement telles que la bléomycine ou le NaD1 et avons déterminé le taux d’absorption de DOX de chacun de ces mutants. Les simples mutants sam3Δ ou dur3Δ n’ont montré qu’une faible réduction de l’absorption de DOX, voire, aucune, par rapport à la souche parentale. Si le double mutant sam3Δdur3Δ a montré une réduction relativement importante de l’absorption de DOX, c’est le mutant agp2Δ qui présentait la plus grande réduction d’absorption de DOX, ainsi qu’une résistance notable à son effet létal. Nous avons utilisé, par la suite, ce mutant pour exprimer, à l’aide d’un vecteur d’expression, une protéine du ver Caenorhabditis elegans, OCT-1 (CeOCT-1). Les résultats ont montré que cette protéine était en mesure de restaurer l’absorption de DOX, compromise chez le mutant agp2Δ ainsi que d’augmenter la sensibilité de la souche parentale à son effet létal, lorsqu’exprimée chez celle-ci. Cela suggère que CeOCT-1 est un transporteur fonctionnel de DOX et contredit également le dogme selon lequel les anthracyclines entrent dans les cellules par diffusion passive.

Multifunctional Nanoparticles in Cancer: in vitro Characterization, in vivo Distribution

A novel biocompatible and biodegradable polymer, termed poly(Glycerol malate co-dodecanedioate) (PGMD), was prepared by thermal condensation method and used for fabrication of nanoparticles (NPs). PGMD NPs were prepared using the single oil emulsion technique and loaded with an imaging/hyperthermia agent (IR820) and a chemotherapeutic agent (doxorubicin, DOX). The size of the void PGMD NPs, IR820-PGMD NPs and DOX-IR820-PGMD NPs were approximately 90 nm, 110 nm, and 125 nm respectively. An acidic environment (pH=5.0) induced higher DOX and IR820 release compared to pH=7.4. DOX release was also enhanced by exposure to laser, which increased the temperature to 42°C. Cytotoxicity of DOX-IR820-PGMD NPs was comparable in MES-SA but was higher in Dx5 cells compared to free DOX plus IR820 (pIn vivomouse studies showed that NP formulation significantly improved the plasma half-life of IR820 after tail vein injection. Significant lower IR820 content was observed in kidney in DOX-IR820-PGMD NP treatment as compared to free IR820 treatment in our biodistribution studies (p

Des aptamères pour améliorer l’encapsulation et la libération contrôlée des liposomes

Mémoire par article

The human organic cation transporter OCT1 mediates high affinity uptake of the anticancer drug daunorubicin

Les anthracyclines tels que la doxorubicin et la daunorubicin sont une famille de médicaments anticancéreux hydrophiles qui doivent être transportés dans les cellules afin d’exercer leur action par intercalation à l’ADN dans le noyau cellulaire. Ceci mène à la perturbation du métabolisme de l’ADN et entraine la mort cellulaire. Les anthracyclines sont utilisés pour le traitement d’une variété de cancers incluant la leucémie, les lymphomes, le cancer du sein, le cancer des poumons et le cancer des ovaires. Étant donné que le transport actif des anthracyclines dans les cellules a partiellement été démontré, le transporteur spécifique impliqué dans ce processus n’est pas encore connu. En utilisant un modèle de cancer des ovaires, la lignée cellulaire TOV2223G, nous avons démontré que des substrats spécifiques au transporteur de cations organiques 1 (OCT1), notamment la ergothionéine, la thiamine et la phenformin, ont partiellement inhibé l’absorption de la daunorubicin en différence de la carnitine qui est un substrat de haute affinité des transporteurs CT2 et OCTN2. Ces résultats suggèrent que les transporteurs organiques spécifiques au transport de la carnitine ne sont pas impliqués dans le transport des anthracyclines. Ainsi, nos résultats ont démontré que l’absorption de la daunorubicin est orchestrée par le transporteur OCT1 dans les cellules TOV2223G (Km ~ 5 μM) et des concentrations micromolaires de choline ont complètement abolies l’absorption de la drogue. De plus, un ARN sh dirigé contre OCT1 a réprimé son expression protéique, ce qui a été confirmé par la technique d’immuno-buvardage en utilisant un anti-OCT1 anticorps. Les cellules déficientes en OCT1 n’ont pas été capables d’absorber la daunorubicin et ont été plus résistantes à l’action de la drogue par rapport aux cellules contrôle. La transfection des cellules HEK293T avec un plasmide construit de façon à faire exprimer OCT1 comme protéine de fusion avec la protéine fluorescente EYFP a montré que celle-ci est localisée dans la membrane plasmique. Les cellules transfectées ont été capables d’absorber cinq fois plus de daunorubicin comparé aux cellules contrôles. Cette étude est, selon nous, la première à démontrer que OCT1 est un transporteur de haute affinité des anthracyclines. Ainsi, nous avons émis l’hypothèse que des défauts de OCT1 peuvent contribuer à l’efficacité de la réponse des cellules cancéreuses à la chimiothérapie avec les anthracyclines.

L’exploitation d’un modèle de levure présentant une déficience de l’absorption des anthracyclines révèle qu’une protéine de Caenorhabditis elegans, OCT-1, est un transporteur fonctionnel d’anthracyclines

Les anthracyclines, comme la doxorubicine (DOX) ou la daunorubicine (DNR), sont utilisées dans le traitement d’une grande variété de cancers allant des lymphomes, au cancer du sein, en passant par certaines leucémies. Encore aujourd’hui, beaucoup pensent que les anthracyclines entrent dans les cellules par diffusion passive, toutefois, la plupart de ces mêmes personnes sont d’accord pour dire que la p-glycoprotéine est responsable d’exporter ces molécules hors de la cellule. Mais pourquoi une molécule aurait besoin d’un transporteur pour sortir de la cellule, et pas pour y entrer ? Qu’est-ce qui ferait que la diffusion passive fonctionnerait dans un sens, mais pas dans l’autre, d’autant que l’entrée des anthracyclines dans les cellules est très rapide ? Nous pensons qu’il existe bel et bien un transporteur responsable de faire passer les anthracyclines du milieu extracellulaire au cytoplasme, et nous voulons développer un modèle de levure qui permettrait de déterminer si une protéine, un transporteur, issue d’un autre organisme eucaryote est en mesure de transporter la DOX à l’intérieur de la cellule. Pour ce faire, nous avons rassemblé un groupe de mutants présentant une déficience dans l’absorption d’autres molécules chargées positivement telles que la bléomycine ou le NaD1 et avons déterminé le taux d’absorption de DOX de chacun de ces mutants. Les simples mutants sam3Δ ou dur3Δ n’ont montré qu’une faible réduction de l’absorption de DOX, voire, aucune, par rapport à la souche parentale. Si le double mutant sam3Δdur3Δ a montré une réduction relativement importante de l’absorption de DOX, c’est le mutant agp2Δ qui présentait la plus grande réduction d’absorption de DOX, ainsi qu’une résistance notable à son effet létal. Nous avons utilisé, par la suite, ce mutant pour exprimer, à l’aide d’un vecteur d’expression, une protéine du ver Caenorhabditis elegans, OCT-1 (CeOCT-1). Les résultats ont montré que cette protéine était en mesure de restaurer l’absorption de DOX, compromise chez le mutant agp2Δ ainsi que d’augmenter la sensibilité de la souche parentale à son effet létal, lorsqu’exprimée chez celle-ci. Cela suggère que CeOCT-1 est un transporteur fonctionnel de DOX et contredit également le dogme selon lequel les anthracyclines entrent dans les cellules par diffusion passive.

Influence de l’hypoxie dans la régulation du pH et les conséquences dans la progression tumorale et la résistance à la chimiothérapie

Résumé : La formation de métastases s’inscrit comme la finalité d’un processus darwinien dans lequel les cellules tumorales subissent des altérations génétiques et épigénétiques dans l’unique but de préserver un avantage prolifératif. L’environnement hypoxique, caractéristique des tumeurs solides, se révèle comme une pression de sélection et un facteur déterminant dans la progression tumorale. Face à l’hypoxie, une des adaptations majeures des cellules tumorales est le déséquilibre du pH cellulaire qui mène à la formation de métastases et à la résistance à la chimiothérapie. Cette thèse met en lumière de nouveaux liens moléculaires entre l’hypoxie et la régulation du pH dans des contextes d’invasion cellulaire et de chimiorésistance. Les échangeurs d’ions NHE1 et NHE6 sont au cœur de ces études où de nouveaux rôles dans la progression du cancer leur ont été attribués. Premièrement, nous avons observé l’influence de l’hypoxie sur la régulation de NHE1 par p90RSK et les conséquences fonctionnelles de cette interaction dans l’invasion cellulaire par les invadopodes. En conditions hypoxiques, NHE1 est activé par p90RSK résultant en une acidification extracellulaire. En modifiant le pH, NHE1 stimule la formation des invadopodes et la dégradation de la matrice extracellulaire. Ainsi, la phosphorylation de NHE1 par p90RSK en hypoxie apparaît comme un biomarqueur potentiel des cancers métastatiques. Peu étudié, le pH endosomal peut intervenir dans la chimiorésistance mais les mécanismes sont inconnus. Nous avons développé une méthode pour mesurer précisément le pH endosomal par microscopie. Ceci a permis d’illuminer un nouveau mécanisme de résistance induit par l’hypoxie et mettant en vedette l’échangeur NHE6. L’hypoxie favorise l’interaction de NHE6 avec RACK1 à la membrane plasmique empêchant la localisation endosomale de l’échangeur. Cette interaction mène à la séquestration de la doxorubicine dans des endosomes sur-acidifiés. Ces travaux mettent en évidence pour la première fois le rôle du pH endosomal et l’échangeur NHE6 comme des éléments centraux de la chimiorésistance induite par l’hypoxie. Cette thèse renforce donc l’idée voulant que les interactions entre les cellules tumorales et le microenvironnement hypoxique sont le « talon d’Achille » du cancer et la régulation du pH cellulaire est primordiale dans l’adaptation des cellules à l’hypoxie et l’instauration du phénotype malin du cancer. La découverte de nouveaux rôles pro-tumoraux pour NHE1 et NHE6 les placent à l’avant-plan pour le développement de stratégies thérapeutiques orientées contre la formation de métastases et la chimiorésistance.

Clínica de animais de companhia

O presente relatório apresenta as atividades desenvolvidas no estágio decorrido no Hospital Ars Veterinaria. A primeira parte do relatório refere-se ao relatório de casuística com apresentação de casos e procedimentos acompanhados. A segunda refere-se à monografia com o tema “Opções terapêuticas em hemangiossarcoma canino” e encontra-se ilustrada por três casos clínicos. O hemangiossarcoma é uma neoplasia descrita com origem endotelial, devido à aparência histológica, no entanto descobertas recentes sugerem que provém de células progenitoras hematopoiéticas. Os sinais clínicos são inespecíficos e variáveis. A localização mais comum é o baço, embora ocorra noutras localizações. O diagnóstico requer o estadiamento tumoral e para ser completo deve incluir hematologia e bioquímica sérica, provas de coagulação, exames imagiológicos e confirmação histopatológica. O tratamento base é cirúrgico associado a protocolos quimioterápicos baseados em doxorrubicina. Novas terapias começam a ser investigadas de forma a melhorar os tempos de sobrevivência desta neoplasia de prognóstico reservado; Abstract: Small animal medicine This report was elaborated following a traineeship at the Ars Veterinaria Hospital. The first part concerns about cases report and includes presentation of cases and followed procedures. The second part is the monography under the theme “therapeutical options in canine hemangiosarcoma” and it presents three clinical cases seen during the internship. The hemangiossarcoma is a cancer described to have endothelial origin, because of its histological appearance, but recent discoveries suggest that it originates from hematopoietic progenitor cells. The clinical signs are variable and unspecific. The most common location is the spleen, but others might exist. The diagnosis demands tumoral staging, which to be complete must include hematology and biochemical analysis, coagulation tests, imagiologic tests and histopathologic confirmation. The basic treatment is surgical, associated with chemotherapy based on doxorubicin. New therapies are beginning to be investigated, aiming improve survival times of this cancer with reserved prognosis.