The control of hematopoiesis and leukemia: from basic biology to the clinic.

Hematopoiesis gives rise to blood cells of different lineages throughout normal life. Abnormalities in this developmental program lead to blood cell diseases including leukemia. The establishment of a cell culture system for the clonal development of hematopoietic cells made it possible to discover proteins that regulate cell viability, multiplication and differentiation of different hematopoietic cell lineages, and the molecular basis of normal and abnormal blood cell development. These regulators include cytokines now called colony-stimulating factors (CSFs) and interleukins (ILs). There is a network of cytokine interactions, which has positive regulators such as CSFs and ILs and negative regulators such as transforming growth factor beta and tumor necrosis factor (TNF). This multigene cytokine network provides flexibility depending on which part of the network is activated and allows amplification of response to a particular stimulus. Malignancy can be suppressed in certain types of leukemic cells by inducing differentiation with cytokines that regulate normal hematopoiesis or with other compounds that use alternative differentiation pathways. This created the basis for the clinical use of differentiation therapy. The suppression of malignancy by inducing differentiation can bypass genetic abnormalities that give rise to malignancy. Different CSFs and ILs suppress programmed cell death (apoptosis) and induce cell multiplication and differentiation, and these processes of development are separately regulated. The same cytokines suppress apoptosis in normal and leukemic cells, including apoptosis induced by irradiation and cytotoxic cancer chemotherapeutic compounds. An excess of cytokines can increase leukemic cell resistance to cytotoxic therapy. The tumor suppressor gene wild-type p53 induces apoptosis that can also be suppressed by cytokines. The oncogene mutant p53 suppresses apoptosis. Hematopoietic cytokines such as granulocyte CSF are now used clinically to correct defects in hematopoiesis, including repair of chemotherapy-associated suppression of normal hematopoiesis in cancer patients, stimulation of normal granulocyte development in patients with infantile congenital agranulocytosis, and increase of hematopoietic precursors for blood cell transplantation. Treatments that decrease the level of apoptosis-suppressing cytokines and downregulate expression of mutant p53 and other apoptosis suppressing genes in cancer cells could improve cytotoxic cancer therapy. The basic studies on hematopoiesis and leukemia have thus provided new approaches to therapy.

Neurocytopathic effects of beta-amyloid-stimulated monocytes: a potential mechanism for central nervous system damage in Alzheimer disease.

Growing evidence indicates that cells of the mononuclear phagocyte lineage, which includes peripheral blood monocytes (PBM) and tissue macrophages, participate in a variety of neurodestructive events and may play a pivotal role in neurodegenerative conditions such as Alzheimer disease. The present study sought to determine whether exposure of PBM to beta-amyloid peptide (A beta), the major protein of the amyloid fibrils that accumulate in the brain in Alzheimer disease, could induce cytopathic activity in these cells upon their subsequent incubation with neural tissue. PBM were incubated with A beta for 3 days, centrifuged and washed to remove traces of cell-free A beta, and then applied to organotypic cultures of rat brain for varying periods of time. By using a cell-viability assay to quantitate neurocytopathic effect, an increase in the ratio of dead to live cells was detected in cultures containing A beta-stimulated PBM versus control PBM (stimulated with either bovine serum albumin or reverse A beta peptide) as early as 3 days after coculture. The ratio of dead to live cells increased further by 10 days of coculture. By 30 days of coculture, the dead to live cell ratio remained elevated, and the intensity of neurocytopathic effect was such that large areas of brain mass dissociated from the cultures. These results indicate that stimulation of PBM with A beta significantly heightens their neurocytopathic activity and highlight the possibility that inflammatory reactions in the brain play a role in the neurodegeneration that accompanies Alzheimer disease.

Mutant cystic fibrosis transmembrane conductance regulator inhibits acidification and apoptosis in C127 cells: possible relevance to cystic fibrosis.

We have shown elsewhere that acidification is an early event in apoptosis, preceding DNA cleavage. Cells expressing the most common mutation (delF508) of the cystic fibrosis transmembrane regulator (CFTR) exhibit a higher resting intracellular pH and are unable to secrete chloride and bicarbonate in response to cAMP. We hypothesized that defective acidification in cells expressing delF508 CFTR would interfere with the acidification that accompanies apoptosis, which in turn, would prevent endonuclease activation and cleavage of DNA. We therefore determined whether the function of the CFTR would affect the process of apoptosis in mouse mammary epithelial C127 cells stably transfected with the wild-type CFTR (C127/wt) or the delF508 mutation of the CFTR (C127/508). C127 cells possessed an acid endonuclease capable of DNA degradation at low pH. Sixteen hours after treatment with cycloheximide, C127/wt cells underwent cytoplasmic acidification. In contrast, C127/508 cells failed to demonstrate acidification. Furthermore, the C127/508 cells did not show nuclear condensation or DNA fragmentation detected by in situ nick-end labeling after treatment with cycloheximide or etoposide, in contrast to the characteristic features of apoptosis demonstrated by the C127/wt cells. Measurement of cell viability indicated a preservation of cell viability in C127/508 cells but not in C127/wt cells. That this resistance to the induction of apoptosis depended upon the loss of CFTR activity is shown by the finding that inhibition of the CFTR with diphenylamine carboxylate in C127/wt cells conferred similar protection. These findings suggest a role for the CFTR in acidification during the initiation of apoptosis in epithelial cells and imply that a failure to undergo programmed cell death could contribute to the pathogenesis of cystic fibrosis.

A recombinant bcl-x s adenovirus selectively induces apoptosis in cancer cells but not in normal bone marrow cells.

Many cancers overexpress a member of the bcl-2 family of inhibitors of apoptosis. To determine the role of these proteins in maintaining cancer cell viability, an adenovirus vector that expresses bcl-xs, a functional inhibitor of these proteins, was constructed. Even in the absence of an exogenous apoptotic signal such as x-irradiation, this virus specifically and efficiently kills carcinoma cells arising from multiple organs including breast, colon, stomach, and neuroblasts. In contrast, normal hematopoietic progenitor cells and primitive cells capable of repopulating severe combined immunodeficient mice were refractory to killing by the bcl-xs adenovirus. These results suggest that Bcl-2 family members are required for survival of cancer cells derived from solid tissues. The bcl-xs adenovirus vector may prove useful in killing cancer cells contaminating the bone marrow of patients undergoing autologous bone marrow transplantation.

Processing and cryopreservation of placental/umbilical cord blood for unrelated bone marrow reconstitution.

Clinical evidence of hematopoietic restoration with placental/umbilical cord blood (PCB) grafts indicates that PCB can be a useful source of hematopoietic stem cells for routine bone marrow reconstitution. In the unrelated setting, human leukocyte antigen (HLA)-matched donors must be obtained for candidate patients and, hence, large panels of frozen HLA-typed PCB units must be established. The large volume of unprocessed units, consisting mostly of red blood cells, plasma, and cryopreservation medium, poses a serious difficulty in this effort because storage space in liquid nitrogen is limited and costly. We report here that almost all the hematopoietic colony-forming cells present in PCB units can be recovered in a uniform volume of 20 ml by using rouleaux formation induced by hydroxyethyl starch and centrifugation to reduce the bulk of erythrocytes and plasma and, thus, concentrate leukocytes. This method multiples the number of units that can be stored in the same freezer space as much as 10-fold depending on the format of the storage system. We have also investigated the proportion of functional stem/progenitor cells initially present that are actually available to the recipient when thawed cryopreserved PCB units are infused. Progenitor cell viability is measurably decreased when thawed cells, still suspended in hypertonic cryopreservative solutions, are rapidly mixed with large volumes of isotonic solutions or plasma. The osmotic damage inflicted by the severe solute concentration gradient, however, can be averted by a simple 2-fold dilution after thawing, providing almost total recovery of viable hematopoietic progenitor cells.

Sphingosine: a mediator of acute renal tubular injury and subsequent cytoresistance.

The goal of this study was to determine whether sphingosine and ceramide, second messengers derived from sphingolipid breakdown, alter kidney proximal tubular cell viability and their adaptive responses to further damage. Adult human kidney proximal tubular (HK-2) cells were cultured for 0-20 hr in the presence or absence of sphingosine, sphingosine metabolites (sphingosine 1-phosphate, dimethylsphingosine), or C2, C8, or C16 ceramide. Acute cell injury was assessed by vital dye exclusion and tetrazolium dye transport. Their subsequent impact on superimposed ATP depletion/Ca2+ ionophore-induced damage was also assessed. Sphingosine (> or = 10 microM), sphingosine 1-phosphate, dimethylsphingosine, and selected ceramides (C2 and C8, but not C16) each induced rapid, dose-dependent cytotoxicity. This occurred in the absence of DNA laddering or morphologic changes of apoptosis, suggesting a necrotic form of cell death. Prolonged exposure (20 hr) to subtoxic sphingosine doses (< or = 7.5 microM) induced substantial cytoresistance to superimposed ATP depletion/Ca2+ ionophore-mediated damage. Conversely, neither short-term sphingosine treatment (< or = 8.5 hr) nor 20-hr exposures to any of the above sphingosine/ceramide derivatives/metabolites or various free fatty acids reproduced this effect. Sphingosine-induced cytoresistance was dissociated from the extent of cytosolic Ca2+ loading (indo-1 fluorescence), indicating a direct increase in cell resistance to attack. We conclude that sphingosine can exert dual effects on proximal renal tubular viability: in high concentrations it induces cell necrosis, whereas in low doses it initiates a cytoresistant state. These results could be reproduced in human foreskin fibroblasts, suggesting broad-based relevance to the area of acute cell injury and repair.

Identification and characterization of a TFIID-like multiprotein complex from Saccharomyces cerevisiae.

Although the mechanisms of transcriptional regulation by RNA polymerase II are apparently highly conserved from yeast to man, the identification of a yeast TATA-binding protein (TBP)-TBP-associated factor (TAFII) complex comparable to the metazoan TFIID component of the basal transcriptional machinery has remained elusive. Here, we report the isolation of a yeast TBP-TAFII complex which can mediate transcriptional activation by GAL4-VP16 in a highly purified yeast in vitro transcription system. We have cloned and sequenced the genes encoding four of the multiple yeast TAFII proteins comprising the TBP-TAFII multisubunit complex and find that they are similar at the amino acid level to both human and Drosophila TFIID subunits. Using epitope-tagging and immunoprecipitation experiments, we demonstrate that these genes encode bona fide TAF proteins and show that the yeast TBP-TAFII complex is minimally composed of TBP and seven distinct yTAFII proteins ranging in size from M(r) = 150,000 to M(r) = 25,000. In addition, by constructing null alleles of the cloned TAF-encoding genes, we show that normal function of the TAF-encoding genes is essential for yeast cell viability.

DNA synthesis and topoisomerase inhibitors increase transduction by adeno-associated virus vectors.

Viral vectors based on adeno-associated virus (AAV) preferentially transduce cells in S phase of the cell cycle. We recently found that DNA-damaging agents increased the transduction of nondividing cells. However, the optimal concentrations were toxic to cells. Here we show that the transduction of normal human fibroblasts by AAV vectors is increased by prior exposure to DNA synthesis inhibitors, such as aphidicolin or hydroxyurea, and topoisomerase inhibitors, such as etoposide or camptothecin. Transduction efficiencies could be increased > 300-fold in stationary cultures at concentrations that did not affect cell viability or proliferative potential. Both S-phase and non-S-phase cells were affected, suggesting that cellular functions other than replicative DNA synthesis may be involved. Applying these methods to gene transfer protocols should improve prospects for gene therapy by AAV vectors.

A disaccharide that inhibits tumor necrosis factor alpha is formed from the extracellular matrix by the enzyme heparanase.

The activation of T cells by antigens or mitogens leads to the secretion of cytokines and enzymes that shape the inflammatory response. Among these molecular mediators of inflammation is a heparanase enzyme that degrades the heparan sulfate scaffold of the extracellular matrix (ECM). Activated T cells use heparanase to penetrate the ECM and gain access to the tissues. We now report that among the breakdown products of the ECM generated by heparanase is a trisulfated disaccharide that can inhibit delayed-type hypersensitivity (DTH) in mice. This inhibition of T-cell mediated inflammation in vivo was associated with an inhibitory effect of the disaccharide on the production of biologically active tumor necrosis factor alpha (TNF-alpha) by activated T cells in vitro; the trisulfated disaccharide did not affect T-cell viability or responsiveness generally. Both the in vivo and in vitro effects of the disaccharide manifested a bell-shaped dose-response curve. The inhibitory effects of the trisulfated disaccharide were lost if the sulfate groups were removed. Thus, the disaccharide, which may be a natural product of inflammation, can regulate the functional nature of the response by the T cell to activation. Such a feedback control mechanism could enable the T cell to assess the extent of tissue degradation and adjust its behavior accordingly.

Hypoxia-mediated induction of acidic/basic fibroblast growth factor and platelet-derived growth factor in mononuclear phagocytes stimulates growth of hypoxic endothelial cells.

Wound repair and tumor vascularization depend upon blood vessel growth into hypoxic tissue. Although hypoxia slows endothelial cell (EC) proliferation and suppresses EC basic fibroblast growth factor (bFGF) expression, we report that macrophages (MPs) exposed to PO2 approximately 12-14 torr (1 torr = 133.3 Pa) synthesize and release in a time-dependent manner platelet-derived growth factor (PDGF) and acidic/basic FGFs (a/bFGFs), which stimulate the growth of hypoxic ECs. Chromatography of hypoxic MP-conditioned medium on immobilized heparin with an ascending NaCl gradient resolved three peaks of mitogenic activity: activity of the first peak was neutralized by antibody to PDGF; activity of the second peak was neutralized by antibody to aFGF; and activity of the third peak was neutralized by antibody to bFGF. Metabolically labeled lysates and supernatants from MPs exposed to hypoxia showed increased synthesis and release of immunoprecipitable PDGF and a/bFGF in the absence of changes in cell viability. Possible involvement of a heme-containing oxygen sensor in MP elaboration of growth factors was suggested by the induction of bFGF and PDGF by normoxic MPs exposed to nickel or cobalt, although metabolic inhibitors such as sodium azide were without effect. These results suggest a paracrine model in which hypoxia stimulates MP release of PDGF and a/bFGF, inducing EC proliferation and potentially promoting angiogenesis in hypoxic environments.

Efeitos da glutamina e taurina sobre a via de sinalização do NFκB em células Raw 264.7 estimuladas com LPS

O sistema imunológico preserva a integridade do organismo perante o ambiente que ele está inserido. As reações imunológicas são essenciais para controle e eliminação da infecção, no entanto se os mecanismos contra regulatórios da resposta imunológica forem superados, a homeostasia pode falhar levando a um desequilíbrio no processo de reparo do organismo, podendo causar danos, insuficiência de órgão e até a morte. Muitos estudos têm demonstrado a interação entre o sistema imunológico e os aminoácidos. Visto que a glutamina é utilizada como substrato energético para enterócitos, além de fornecer nitrogênio para síntese de purinas e pirimidinas para proliferação celular e a taurina participa da hemostasia, estabilização de membranas, mobilização de cálcio, além de ser importante agente antioxidante, nos propusemos nesse trabalho investigar os efeitos da glutamina e taurina sobre aspectos relacionados a resposta imunológica de células da linhagem Raw 264.7. Para tanto foram avaliadas: viabilidade celular; a capacidade proliferativa e o ciclo celular; a capacidade de síntese de citocinas: IL-1 α, IL-1β, IL-6, IL-10 e TNF-α e a expressão do fator de transcrição NFκB, bem como de seu inibidor IκBα. Foi possível observar aumento da viabilidade e proliferação celular para células tratadas com glutamina, entretanto não foi observado o mesmo efeito para taurina. Quando ambos aminoácidos foram associados, houve prevalência dos efeitos da glutamina. Observamos neste trabalho, que houve uma tendência da diminuição de expressão da relação de p-NFκB/NFκB quando se aumentou a concentração de glutamina. Paralelamente, o mesmo foi encontrado para relação p-IκB/IκB. Esses resultados corroboram com os resultados encontrados na produção das citocinas pró-inflamatórias IL-1α, Il-1β e TNF-α, uma vez que ao aumentarmos a concentração de glutamina bem como glutamina e taurina, observamos menor produção das mesmas. Complementarmente, encontramos resultados opostos para a citocina anti-inflamatória IL-10, a qual teve maior síntese em resposta ao aumento da concentração dos aminoácidos. Portanto concluímos que tanto a glutamina quanto a taurina possuem capacidade de modular aspectos da resposta imunológica de células Raw 264.7.

Método simples e rápido para seleção de fungos filamentosos produtores de compostos absorvedores de radiação UV para aplicação em protetores solares

Foram estudadas trinta e uma cepas fúngicas não identificadas, as quais foram denominadasX1 a X31. O potencial fotoprotetor foi avaliado pela medida espectrofotométrica da absorçãodos extratos na região do UV (280-400 nm). Os extratos com os melhores perfis de absorção em cultura estacionária foram X1, X2, X6, X12, X13, X18, X19, X22, X24 e X31 e, em cultura agitada X4 e X17. A reprodutibilidade do processo foi avaliada e as cepas fúngicas que apresentaram coeficiente de variação menor que 15% foram selecionadas para o estudo de fotoestabilidade. A fotoestabilidade dos extratos foi avaliada pela medida da viabilidade celular de fibroblastos L929 tratados com extratos previamente irradiados sob radiação UVA (11,2 J/cm2) e UVB (3,43 J/cm2) e extratos não irradiados, bem como, pela comparação das áreas sob as curvas de absorção na região do UV dos extratos irradiados e não irradiados. Os extratos selecionados para o estudo de fotoestabilidade foram X4, X12, X19, X22, X24 e X31. Os extratos não irradiados apresentaram os seguintes valores deIC50 para viabilidade celular (citotoxidade): X4-130µg/ml, X19-20µg/ml, X22-10 µg/ml e X24-60µg/ml. Após a radiação UVA e UVB, os extratos apresentaram redução significativa da viabilidade celular em relação ao IC50 dos extratos não irradiados. Sob luz UVB, os extratos X12 (IC50 35µg/ml) e X31 (IC50 70µg/ml) mantiveram a mesma porcentagem de redução da viabilidade celular quando comparado ao IC50 dos extratos não irradiados. No entanto após exposição à luz UVA, o extrato X12 aumentou a viabilidade celular de 50% (quando não irradiado) para 75% (irradiado). Enquanto que o extrato X31, mesmo após a radiação UVA, manteve a mesma redução de 50% da viabilidade celular. Nessa etapa os extratos selecionados foram os X12 e X31. O espectro de absorção na região do UV obtido para o extrato X12 mostrou uma redução da absorbância de 28,3% sob radiação UVB e de 60% sob radiação UVA em relação ao extrato não irradiado. O extrato X31 apresentou uma redução da absorbância de 17,6% e30% sob radiação UVB e UVA respectivamente, em relação ao extrato não irradiado. Os fungos selecionados foram identificados por PCR, sugerindo que o fungo X12 seja o Aspergillus terreus e o X31 seja o Talaromyces pinophilus. Por fim, foi feita a identificação da substância ativa do extrato X12 empregando a técnica de desreplicação, a qual fez o uso da instrumentação analítica acoplada UHPLC-DAD-(ESI)-HRMS associada ao banco de dados Chapman& Hall\'s Dictionary of Natural Products (DNP). No extrato X12 o composto majoritário foi identificado como sendo a citreoviridina. Assim, os resultados do presente trabalho permitiu estabelecer um procedimento para a seleção de fungos produtores de compostos absorvedores de radiação UV, que poderia ser aplicado na obtenção de novos filtros orgânicos naturais para protetores solares.

Análise química e atividades biológicas de Guatteria elliptica R. E. Fries (Annonaceae)

A espécie endêmica G. elliptica R. E. Fries não apresentava estudos fitoquímicos e biológicos detalhados na literatura. Assim, o objetivo desse trabalho foi avaliar a composição química e as propriedades biológicas dos óleos essenciais, extratos brutos, alcaloides totais, tortas, frações das tortas, amostras isoladas dessa espécie. O material vegetal foi coletado em Paranapiacaba (Santo André, SP, Brasil). O óleo essencial extraído das folhas por destilação à vapor apresentou um rendimento de 0,2%. A análise histológica das folhas encontrou óleo em células oleíferas localizadas no parênquima esponjoso. A composição do óleo (CG-EM) indicou espatulenol e óxido de cariofileno como compostos majoritários. Os alcaloides totais foram obtidos dos extratos brutos das folhas e dos galhos e analisados por CG-EM, identificando quatro aporfinas (nornuciferina, estefarina, corituberina e asimilobina) e duas protoberberinas (discretamina e caseadina). Os alcaloides totais foram fracionados em coluna cromatográfica ou por Extração em Fase Sólida e purificados por cromatografia em camada preparativa, originando duas amostras (Amostra 9 e 10). Na Amostra 9, foram identificados dois alcaloides aporfinicos nornuciferina e asimilobina (CG-EM e RMN-1H). Na Amostra 10, foram identificados (LC-EM/EM) cinco alcaloides aporfínicos (desidronantenina, glaunidina, liriodenina, N-óxido de oliverina e telikovina) e um alcaloide protoberberínico (caseadina). Caseadina, glaunidina, N-óxido de oliverina e telikovina não foram previamente identificados em Guatteria. Os resíduos dos extratos brutos livres de alcaloides foram fracionados pelo método de partição com solventes de polaridade crescente. Os extratos brutos e as frações acetato de etila e butanólicas de folhas e galhos apresentaram flavonoides (NP-PEG). Nos ensaios biológicos, a melhor atividade antioxidante (sequestro do radical DPPH) foi encontrada para a fração clorofórmica dos galhos (EC50=24,25±1,14 µg/mL) e a torta dos galhos (EC50=26,23±4,20 µg/mL). No ensaio antimicrobiano pelo método turbidimétrico a atividade mais importante foi obtida contra Staphylococcus aureus (ATCC 6538) para os alcaloides totais dos galhos (CIM/CBM=0,12±0,01/0,26 mg/mL) e das folhas (CIM/CBM=0,21±0,01/0,28 mg/mL), e fração hexânica das folhas (CIM/CBM=0,24±0,02/>1 mg/mL). Uma alta atividade antitumoral foi observada frente a células humanas de mama (MCF-7) para Amostra 10 (IC50=2,28±0,18 µg/mL), fração de acetato de etila das folhas (IC50=4,47±0,40 µg/mL), óleo essencial (IC50=7,01±0,23 µg/mL) e os alcaloides totais das folhas (IC50=9,32±0,36 µg/mL). Para as células de próstata (PC-3), foi encontrada atividade para a Amostra 10 (IC50=1,37±0,36 µg/mL) e o óleo essencial (IC50=5,32±0,35 µg/mL). A futura aplicação dos extratos e frações de G. elliptica como um agente antitumoral parece ser segura, pois mantiveram uma viabilidade celular maior do que 90% no ensaio de citotoxicidade com culturas de fibroblasto murino (BALB/c 3T3, ATCC CCL-163) nas concentrações onde a atividade antitumoral foi promissora (<30 µg/mL) contra MCF-7 e/ou PC-3.

Nanopartículas lipídicas sólidas e vesículas cataniônicas contendo ftalocianina de cloro alumínio aplicadas nos processos fotodinâmicos

O trabalho apresentado foi realizado em duas etapas independentes e baseou-se no estudo de diferentes sistemas nanométricos para viabilizar a aplicação da ftalocianina de cloro alumínio (ClAlPc) na terapia fotodinâmica (TFD) para o tratamento do câncer de pele do tipo melanoma. O fármaco fotossensibilizante (FS) utilizado apresenta propriedades físico-químicas que lhe permitem exercer sua atividade fotodinâmica com excelência, sem a interferência do cromóforo endógeno melanina existente nas células melanocíticas. Para driblar sua elevada hidrofobicidade, ClAlPc foi encapsulada em sistemas nanométricos para administração em meio fisiológico. Inicialmente nanopartículas lipídicas sólidas (NLS) foram desenvolvidas por emulsificação direta, após um estudo de elaboração do diagrama de fases. O compritol foi o lipídio sólido escolhido para compor as NLS, com diferentes concentrações de ClAlPc. Todas as formulações desenvolvidas foram devidamente caracterizadas, com tamanho médio entre 100 e 200 nm, baixa polidispersão, potencial zeta adequadamente negativo (~|30| mV), drug loading de ClAlPc entre 76-94% (com pequena redução após 24 meses) e alta eficiência de encapsulação (E.E.). A morfologia arredondada das nanopartículas foi confirmada por microscopia eletrônica de transmissão e de força atômica. A estabilidade das NLS foi de 24 meses. A avaliação da cristalinidade do lipídio revelou a integração da ClAlPc à matriz lipídica da NLS, presença de estruturas polimórficas e grau de cristalinidade adequado, sem alterações após 24 meses. Nos estudos de difusão in vitro, observou-se que ftalocianina encapsulada nas NLS acumulam-se preferencialmente na epiderme e derme do que no estrato córneo, sem traços de permeação do ativo. Foi confirmado o caráter biocompatível das NLS sobre fibroblastos NIH-3T3. A ftalocianina encapsulada nas NLS não foi tóxica na linhagem de melanoma B16-F10 na ausência de luz, porém, apresentou excelente efeito fototóxico (0,75 ?g mL-1 de ClAlPc nanoencapsulada e irradiação entre 0,5 e 2,0 J cm-2), com redução da viabilidade celular de 87%. O segundo sistema de veiculação estudado foram as vesículas cataniônicas (VesCat), que se formam espontaneamente em água com o tensoativo TriCat 12. A obtenção das vesículas contendo ClAlPc envolve uma etapa adicional, para remoção de solvente orgânico, que foi aprimorada, reduzindo o tempo de produção em 55%. As VesCat/ClAlPc obtidas mantiveram suas propriedades físico-químicas e morfologia arredondada (confirmada por microscopia eletrônica de varredura), drug loading de 47% e alta E.E. Os resultados comprovaram que a aplicação desses dois sistemas nanométricos é altamente eficiente para aplicação da TFD no tratamento do câncer de pele do tipo melanoma ou outras doenças cutâneas, apresentando características favoráveis para avanços nos estudos de fase clínica e pré-clínica.

Resistência de células de carcinoma epidermóide bucal à terapia fotodinâmica mediada pelo ácido 5-aminolevulínico

O carcinoma epidermóide bucal (CEC) é uma neoplasia maligna com alta morbidade e mortalidade e de difícil tratamento. O tratamento convencional para o CEC inclui cirurgia e radioterapia, seguida ou não de quimioterapia. Apesar de serem amplamente difundidos, esses tratamentos podem ser ineficazes para alguns CECs resistentes. A terapia fotodinâmica (PDT) oncológica tem sido utilizada para o tratamento adjuvante do CEC bucal, principalmente nos casos menos invasivos e que necessitam de redução do tumor para a ressecção cirúrgica. Contudo, semelhantemente aos tratamentos convencionais, a PDT pode também induzir o aparecimento de populações celulares resistentes, fato já descrito para carcinoma cutâneo, adenocarcinoma de cólon e adenocarcinoma mamário. A hipótese de que células de CEC bucal possam desenvolver resistência à PDT ainda não foi testada. Portanto, o objetivo deste trabalho foi verificar se células de CEC bucal (SCC9) desenvolvem resistência a ciclos repetidos de PDT mediada pelo ácido 5- aminolevulínico (5-ALA-PDT) e avaliar se nesse processo ocorre modificação da expressão de marcadores relacionados a sobrevivência celular (NF?B, Bcl-2, iNOS, mTOR e Akt). Foi utilizada linhagem de células de CEC bucal (SCC9), submetida às seguintes condições: 1) Controle - células cultivadas sem nenhum tratamento; 2) ALA - células incubadas com 5-ALA (1mM durante 4 horas); 3) LED - tratadas com iluminação LED (630nm, 5,86J/cm2, 22,5J, 150mW, 150s); 4) PDT - tratadas com 5- ALA-PDT, com os protocolos do grupo ALA e LED combinados, gerando dose letal de 90%. Inicialmente foi realizado somente um ciclo de PDT, sendo avaliada a viabilidade celular em todos os grupos após 24, 48, 72 e 120h da irradiação. Também foi realizado ensaio de detecção da fragmentação de DNA (TUNEL) e análise por imunofluorescência da expressão das proteínas NF?B, Bcl-2, iNOS, pmTOR e pAkt nas células viáveis. Como resultado desse primeiro tratamento com 5-ALA-PDT, observou-se que as células sobreviventes ao tratamento apresentaram intensa marcação para pmTOR e exibiram potencial de crescimento durante o período analisado. Após esses ensaios, as células que sobreviveram a essa primeira sessão foram coletadas, replaqueadas e novamente cultivadas, sendo então submetidas a novo ciclo de 5-ALA-PDT. Esse processo foi realizado 5 vezes, variando-se a intensidade de irradiação à medida que se observava aumento na viabilidade celular. As populações celulares que exibiram viabilidade 1,5 vezes maior do que a detectada no primeiro ciclo PDT foram consideradas resistentes ao tratamento. Os mesmos marcadores analisados no primeiro ciclo de PDT foram novamente avaliados nas populações resistentes. Foram obtidas quatro populações celulares resistentes, com viabilidade de até 4,6 vezes maior do que a do primeiro ciclo de PDT e irradiação com LED que variou de 5,86 a 9,38J/cm2. A população mais resistente apresentou ainda menor intensidade de protoporfirina IX, maior capacidade de migração e modificação na morfologia nuclear. As populações resistentes testadas exibiram aumento na expressão de pNF?B, iNOS, pmTOR e pAkt, mas não da proteína anti-apoptótica Bcl- 2. Ensaio in vivo foi também conduzido em ratos, nos quais CEC bucal foi quimicamente induzido e tratado ou não com 5-ALA-PDT. Houve intensa expressão imuno-histoquímica das proteínas pNF?B, Bcl-2, iNOS, pmTOR e pAkt em relação ao controle não tratado, nas células adjacentes à área de necrose provocada pela PDT. Concluiu-se que as células de CEC bucal tratadas com 5-ALA-PDT a uma dose de 90% de letalidade desenvolveram viabilidade crescente após ciclos repetidos do tratamento, bem como exibiram superexpressão de proteínas relacionadas à sobrevivência celular, tanto in vitro quanto in vivo. Esses fatos, aliados à maior capacidade de migração, sugerem a aquisição de fenótipo de resistência à 5-ALAPDT. Esse aspecto deve ser cuidadosamente considerado no momento da instituição dessa terapia para os CECs bucais.