Insights into the mechanims underlyng the antiproliferative potential of a Co(II) coordination compound bearing 1,10-Phenanthroline-5,6-Dione: DNA and protein interaction studies

The very high antiproliferative activity of [Co(Cl)(H2O)(phendione)(2)][BF4] (phendione is 1,10-phenanthroline-5,6-dione) against three human tumor cell lines (half-maximal inhibitory concentration below 1 mu M) and its slight selectivity for the colorectal tumor cell line compared with healthy human fibroblasts led us to explore the mechanisms of action underlying this promising antitumor potential. As previously shown by our group, this complex induces cell cycle arrest in S phase and subsequent cell death by apoptosis and it also reduces the expression of proteins typically upregulated in tumors. In the present work, we demonstrate that [Co(Cl)(phendione)(2)(H2O)][BF4] (1) does not reduce the viability of nontumorigenic breast epithelial cells by more than 85 % at 1 mu M, (2) promotes the upregulation of proapoptotic Bax and cell-cycle-related p21, and (3) induces release of lactate dehydrogenase, which is partially reversed by ursodeoxycholic acid. DNA interaction studies were performed to uncover the genotoxicity of the complex and demonstrate that even though it displays K (b) (+/- A standard error of the mean) of (3.48 +/- A 0.03) x 10(5) M-1 and is able to produce double-strand breaks in a concentration-dependent manner, it does not exert any clastogenic effect ex vivo, ruling out DNA as a major cellular target for the complex. Steady-state and time-resolved fluorescence spectroscopy studies are indicative of a strong and specific interaction of the complex with human serum albumin, involving one binding site, at a distance of approximately 1.5 nm for the Trp214 indole side chain with log K (b) similar to 4.7, thus suggesting that this complex can be efficiently transported by albumin in the blood plasma.

The importance to update the guidelines for the use of genetic testing in noncancer patients in Brazil

The Brazilian National Regulatory Agency for Private Health Insurance and Plans has recently published a technical note defining the criteria for the coverage of genetic testing to diagnose hereditary cancer. In this study we show the case of a patient with a breast lesion and an extensive history of cancer referred to a private service of genetic counseling. The patient met both criteria for hereditary breast and colorectal cancer syndrome screening. Her private insurance denied coverage for genetic testing because she lacks current or previous cancer diagnosis. After she appealed by lawsuit, the court was favorable and the test was performed using next-generation sequencing. A deletion of MLH1 exon 8 was found. We highlight the importance to offer genetic testing using multigene analysis for noncancer patients.

Cobalt complexes bearing scorpionate ligands: Synthesis, characterization, cytotoxicity and DNA cleavage

A number of novel, water-stable redox-active cobalt complexes of the C-functionalized tripodal ligands tris(pyrazolyl)methane XC(pz)(3) (X = HOCH2, CH2OCH2Py or CH2OSO2Me) are reported along with their effects on DNA. The compounds were isolated as air-stable solids and fully characterized by IR and FIR spectroscopies, ESI-MS(+/-), cyclic voltammetry, controlled potential electrolysis, elemental analysis and, in a number of cases, also by single-crystal X-ray diffraction. They showed moderate cytotoxicity in vitro towards HCT116 colorectal carcinoma and HepG2 hepatocellular carcinoma human cancer cell lines. This viability loss is correlated with an increase of tumour cell lines apoptosis. Reactivity studies with biomolecules, such as reducing agents, H2O2, plasmid DNA and UV-visible titrations were also performed to provide tentative insights into the mode of action of the complexes. Incubation of Co(II) complexes with pDNA induced double strand breaks, without requiring the presence of any activator. This pDNA cleavage appears to be mediated by O-centred radical species.

Desenvolvimento de Anticorpos Plásticos para um Biomarcador do Cancro

O trabalho descrito compreende o desenvolvimento de um anticorpo plástico (MIP, do inglês Molecularly Imprinted Polymer) para o antigénio carcinoembrionário (CEA, do inglês Carcinoembriogenic Antigen) e a sua aplicação na construção de dispositivos portáteis, de tamanho reduzido e de baixo custo, tendo em vista a monitorização deste biomarcador do cancro do colo-retal em contexto Point-of-Care (POC). O anticorpo plástico foi obtido por tecnologia de impressão molecular orientada, baseada em eletropolimerização sobre uma superfície condutora de vidro recoberto por FTO. De uma forma geral, o processo foi iniciado pela electropolimerização de anilina sobre o vidro, seguindo-se a ligação por adsorção do biomarcador (CEA) ao filme de polianilina, com ou sem monómeros carregados positivamente (Cloreto de vinilbenziltrimetilamónio, VB). A última fase consistiu na electropolimerização de o-fenilenodiamina (oPD) sobre a superfície, seguindo-se a remoção da proteína por clivagem de ligações peptídicas, com o auxílio de tripsina. A eficiência da impressão do biomarcador CEA no material polimérico foi controlada pela preparação de um material análogo, NIP (do inglês, Non-Imprinted Polymer), no qual nem a proteína nem o monómero VB estavam presentes. Os materiais obtidos foram caracterizados quimicamente por técnicas de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR, do inglês, Fourier Transform Infrared Spectroscopy) e microscopia confocal de Raman. Os materiais sensores preparados foram entretanto incluídos em membranas poliméricas de Poli(cloreto de vinilo) (PVC) plastificado, para construção de sensores (biomiméticos) seletivos a CEA, tendo-se avaliado a resposta analítica em diferentes meios. Obteve-se uma boa resposta potenciométrica em solução tampão de Ácido 4-(2-hidroxietil)piperazina-1-etanosulfónico (HEPES), a pH 4,4, com uma membrana seletiva baseada em MIP preparada com o monómero carregado VB. O limite de deteção foi menor do que 42 pg/mL, observando-se um comportamento linear (versus o logaritmo da concentração) até 625 pg/mL, com um declive aniónico igual a -61,9 mV/década e r2>0,9974. O comportamento analítico dos sensores biomiméticos foi ainda avaliado em urina, tendo em vista a sua aplicação na análise de CEA em urina. Neste caso, o limite de deteção foi menor do que 38 pg/mL, para uma resposta linear até 625 pg/mL, com um declive de -38,4 mV/década e r2> 0,991. De uma forma geral, a aplicação experimental dos sensores biomiméticos evidenciou respostas exatas, sugerindo que os biossensores desenvolvidos prossigam estudos adicionais tendo em vista a sua aplicação em amostras de indivíduos doentes.

A retrospective study of histopathological findings in 894 cases of megacolon: what is the relationship between megacolon and colonic cancer?

Patients with megaesophagus (ME) have increased prevalence of cancer of the esophagus. In contrast, a higher incidence of colorectal cancer is not observed in patients with megacolon (MC). MC is very common in some regions of Brazil, where it is mainly associated with Chagas disease. We reviewed the pathology records of surgical specimens of all patients submitted for surgical resection of MC in the Hospital das Clínicas of the Faculty of Medicine of Ribeirão Preto (HC-FMRP), from the University of São Paulo. We found that 894 patients were operated from 1952 until 2001 for MC resection. Mucosal ulcers, hyperplasia and chronic inflammation were frequently found, while polyps were uncommon. No patients with MC presented any type of colonic neoplasm. This observation reinforces the hypothesis that MC has a negative association with cancer of the colon. This seems to contradict the traditional concept of carcinogenesis in the colon, since patients with MC presents important chronic constipation that is thought to cause an increase in risk for colon cancer. MC is also associated with other risk factors for cancer of colon, such as hyperplasia, mucosal ulcers and chronic inflammation. In ME these factors lead to a remarkable increase in cancer risk. The study of mucosal cell proliferation in MC may provide new insights and useful information about the role of constipation in colonic carcinogenesis.

Sol-Gel Chemistry in Biosensing Devices of Electrical Transduction: Application to CEA Cancer Biomarker

Sol-gel chemistry allows the immobilization of organic molecules of biological origin on suibtable solid supports, permitting their integration into biosensing devices widening the possibility of local applications. The present work is an application of this principle, where the link between electrical receptor platform and the antibody acting as biorecognition element is made by sol-gel chemistry. The immunosensor design was targeted for carcinoembryonic antigen (CEA), an important biomarker for screening the colorectal cancer, by electrochemical techniques, namely electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and square wave voltammetry (SVW). The device displayed linear behavior to CEA in EIS and in SWV assays ranging from 0.50 to 1.5ng/mL, and 0.25 to 1.5ng/mL, respectively. The corresponding detection limits were 0.42 and 0.043 ng/mL. Raman spectroscopy was used to characterize the surface modifications on the conductive platform (FTO glass). Overall, simple sol-gel chemistry was effective at the biosensing design and the presented approach can be a potential method for screening CEA in point-of-care, due to the simplicity of fabrication, short response time and low cost. - See more at: http://www.eurekaselect.com/127192/article#sthash.m1AWhINx.dpuf

The potential of molecular imprinting as a biosensing devices for monitoring the CEA cancer biomarker

6th Graduate Student Symposium on Molecular Imprinting

A disposable glass-based immunosensor for monitoring the cancer biomarker CEA in urine

NanoPT 2014 International Conference, in Portugal, on February 12-14. Poster presentation based on topic Nanobio/Nanomedicine

The role of Rac1-modulated gene transcription in tumorigenesis

Dissertation presented to obtain the Ph.D degree in Biology

Custos diretos do tratamento do cancro do cólon no Algarve

RESUMO - O cancro colorretal é um dos tumores mais comuns nos países desenvolvidos e um grave problema de saúde pública. Em Portugal constitui a terceira causa de morte por cancro em ambos os sexos e a segunda para cada sexo separadamente. A sua importância tem vindo a aumentar devido aos custos pessoais e sociais, surgindo internacionalmente como a segunda doença oncológica com os custos económicos mais elevados. No contexto atual, onde os gastos continuam a aumentar e os recursos são limitados, é importante tornar acessível aos decisores políticos o valor dos custos do cancro do cólon, para comparar opções para a prevenção e tratamento desta doença, no momento de afetar os recursos e financiamento do cancro. O objetivo do estudo é medir os custos diretos do tratamento do cancro do cólon na região do Algarve no ano de 2007. Para além da caracterização sociodemográfica e clínica dos doentes, pretende-se relacionar os custos das diferentes tipologias de diagnóstico e tratamento com os estádios da doença, com a idade e com o sexo. Propõe-se um estudo retrospetivo, analítico, transversal, que segue a abordagem custos da doença baseada na prevalência, adotando a perspetiva dos serviços de saúde. A principal fonte dos dados é a plataforma do ROR-Sul, extraindo-se a população constituída por todos os doentes com diagnóstico de cancro do cólon entre 1 de janeiro de 2007 e 31 de dezembro de 2007, residentes no distrito de Faro (n=170). Para a valorização dos custos recorre-se às Portarias que regulam as tabelas de preços dos serviços do Sistema Nacional de Saúde, à contabilidade analítica dos hospitais e ao Infarmed. Os resultados serão analisados através do Statistical Program for Social Sciences (SPSS) versão 20. De forma a verificar a existência de diferenças estatísticas, em termos de médias e da existência de relações, entre as variáveis sociodemográficas e clínicas utilizaram-se vários testes. Consideramos que este estudo será um importante ponto de partida para posteriores análises económicas completas, em termos dos seus custos e suas consequências, nomeadamente a realização da análise custo-efetividade de programas de prevenção primária e secundária do cancro do cólon.

Evaluation of chemotherapeutic potential of natural extracts using 3D models of colon cancer

Dissertation to obtain master degree in Biotechnology

Association of chagasic megacolon and cancer of the colon: case report and review of the literature

There are few descriptions of association between chagasic megacolon and colon cancer. We report a case of obstructive abdomen caused by adenocarcinoma of the left colon in chagasic megacolon. A review of the literature revealed 8 cases of this association and, analyzing together the series of findings of cancer in chagasic organomegalies, we found a frequency of 4.8% in megaesophagus and 0.1% in megacolon.

Development of a "green process" for the isolation of natural functional extracts with anti-cancer activity - Application of high-pressure technology

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Química e Bioquímica

Gold nanoparticles for plasmid delivery

Gene therapy presents an ideal strategy for the treatment of genetic as well as acquired diseases, such as cancer and typically involves the insertion of a functioning gene into cells to correct a cellular dysfunction or to provide a new cellular function. Gene delivery vectors are based in two models: viral and non-viral. Viral vectors have high transfection efficiency but their major barrier is immunogenicity. Since the non-viral vectors have no immunogenicity, these have been widely studied. Gold nanoparticles have been proposed as optimal delivery systems of genetic material, due their small size, high surface-to-volume ratio and the ability to be functionalized with multiple molecules. In the present work, an AuNP-based formulation was developed to deliver a plasmid in a colorectal cancer cell line, containing as reporter gene the gene encoding to EGFP. The delivery system resulted from the functionalization of 14 nm AuNP with a PEG layer (4300114 PEG chains/AuNP), which increases stability and biocompatibility of AuNPs; quaternary ammonium groups which provide positive charges that allow electrostatic binding of plasmid, which is considered the therapeutic agent to be transported into cells. The system developed was characterized by UV-vis spectroscopy, DLS, TEM and by electrophoretic mobility, yielding a formulation with 113.5 nm.Transfection efficiency of the formulation developed was evaluated through PCR and through EGFP expression by fluorescence microscopy and fluorescence spectroscopy. The internalization was observed 3h post transfection; however a low level of EGFP expression was achieved. After 24h of incubation, EGFP expression increases just 3 times compared to non-transfected cells. The commercial system (Lipofectamine) expressed EGFP 5 times more than the system developed AuNP@PEG@R4N+@pEGFP. This difference could be related to lower translocation to the nucleus.

Identificação de biomarcadores de prognóstico e marcadores preditivos de resposta à terapia no cancro do cólon e recto

Mais de 50% dos novos casos de cancro do cólon e recto (CCR) diagnosticados desenvolvem metástases, as quais apresentam uma elevada resistência às terapias convencionais, tornando o CCR uma das principais causas de morte por cancro. Por estas razões, é necessário identificar biomarcadores moleculares de prognóstico e preditivos da resposta ao tratamento. A maioria dos tumores colorectais apresentam mutações em genes que codificam para componentes da via de sinalização WNT. O presente trabalho teve como objectivo estudar o papel de mutações específicas no gene TCF7L2, um importante factor de transcrição desta via, como potenciais factores de prognóstico no cancro do cólon e recto e avaliar a presença de alterações (epi)genéticas e a sua relação com a resposta à quimioradioterapia pré-operatória no cancro do recto, de modo a identificar marcadores preditivos de resposta ao tratamento. Foi efectuada a análise de mutações em exões específicos do TCF7L2 em 68 amostras de CCR, por DGGE, Genescan e sequenciação automática. Foi realizada a análise de perda de heterozigotia por Genescan e de copy-number e metilação por MS-MLPA, para o mesmo gene, em 16 tumores do recto. Foram confirmados alguns destes resultados, ao nível do DNA e RNA, por qPCR. Foram detectadas mutações no gene TCF7L2 em 7/68 (10%) CCR, as quais foram menos frequentes em tumores sem instabilidade de microssatélites (MSS) do que em tumores instáveis (5/56, 11% vs 8/12, 67%). Na maioria dos tumores do recto resistentes à terapia foram detectados ganhos da região upstream e 5´do gene, os quais foram mais frequentes do que em tumores sensíveis (4/6 vs 1/8, p=0,063). Os tumores do recto que responderam melhor à quimioradioterapia apresentaram mais frequentemente ganhos na região 3’ do gene. Em conclusão, as mutações no gene TCF7L2 são pouco frequentes em tumores estáveis, sendo necessário mais estudos para avaliar relação com o prognóstico. As alterações de copy number poderão ser potenciais marcadores de resposta à quimioradioterapia pré-operatória no recto, no entanto os resultados ainda são preliminares, sendo necessária a análise de um maior número de casos.