Metabólitos especiais dos galhos de Nectandra leucantha Nees & Mart. (LAURACEAE) e derivados semissintéticos – caracterização molecular, avaliação do potencial e mecanismo antitumoral contra o melanoma murino

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Data
2018-03-16
Autores
Sousa, Fernanda Samara de [UNIFESP]
Orientadores
Lago, Joao Henrique Ghilardi [UNIFESP]
Tipo
Tese de doutorado
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Resumo
In this work, extracts from twigs of Nectandra leucantha (Lauraceae) displayed in vitro cytotoxic activity against murine melanoma tumorigenic cell line (B16F10). Thus, hexane extract of N. leucantha was subjected to chromatographic fractionation, which allowed the isolation of six neolignans: 1,2-dimethoxy-6-[2'-methoxy-4'-(8'-propenyl) phenoxy] -4-(8-propenyl) benzene (I), dehydrodieugenol B (II), 1,2-dimethoxy-6- [2'-methoxy-4 '- (8'-propenyl) phenoxy]-4-(7-hydroxy-8-propenyl) benzene (III), 1-hydroxy-2-methoxy-6- [2'-methoxy-4 '-(8'-propenyl) phenoxy]-4-(7- propenyl) benzene (IV), 1,2-dimethoxy-6- [2'-methoxy-4 '-(8'-propenyl) phenoxy]-4-(7-oxo-8-propenyl) benzene (V) and 2-methoxy-6-[2'-methoxy-4'-(8'-propenyl) phenoxy]-4-(7-oxo-8-propenyl) benzene (VI), of which V and VI are unpublished in the literature. Structures of substances I - VI were defined by spectroscopic and spectrometric methods. These compounds were evaluated for their cytotoxicity against SK-BR-3, HCT, U87-MG, A2058 and B16F10 tumorigenic lines. Among the compounds tested, the most active were II and VI, presenting IC50 values of 78.8 ± 2.8 and 82.2 ± 3.5 μM against B16F10, respectively. The mechanism of action of compounds II and VI against murine melanoma cell line showed both compounds can induce intrinsic apoptosis. Compound II induced caspase-3 and PARP activation, while compound VI acted deregulating Bcl-2 protein levels. These effects were accompanied by increased levels of reactive oxygen species, as a consequence of mitochondrial damage, followed by F-actin aggregation in the death process of these cells. In addition, compound II displayed oxidative properties, and both compounds, especially VI, displayed potential to alkylate nucleophiles, suggesting an accessory mechanism of cytotoxicity induction, by these metabolites. For structure-activity relationship (SAR) studies, 24 semisynthetic derivatives were prepared from I and II, and their respective IC50 values were also determined against B16F10. Derivatives 2a (2-methoxy-6-(2-methoxy-4-propylphenoxy)-4-propylphenol), 2h (2-methoxy-6-(2-methoxy-4-propylphenoxy)-4-propylphenyl acetate) and 3h (5-(cyclopropylmethyl)-1-(4-(cyclopropylmethyl)-2-methoxyphenoxy)-2,3-dimethoxybenzene) were the most active compounds, presenting IC50 values of 53.3 ± 2.4, 51.8 ± 1.6 and 59.3 ± 3.2 μM, respectively, suggesting that the hydrogenation (2a), hydrogenation/acetylation (2h) and epoxidation (3h) cause an increase in the antitumor potential of natural products I and II. The 4-OAc, 4-OH and 1-bezyloxirane groups of the tested structures were chosen as the most important, by their statistical impact at cytotoxicity. For the selected position, bioisosteres substituents were applied. The results suggested that, some projected neolignans by prediction methods achieved lower IC50 than semi-synthetic derivatives, pointing them as promising candidates for synthesis.
Neste trabalho foi analisado que os extratos hexânico e metanólico dos galhos de Nectandra leucantha (Lauraceae) mostraram atividade citotóxica in vitro frente à linhagem tumorigênica de melanoma murino (B16F10). Sendo assim, o extrato hexânico dos galhos de N. leucantha foi submetido a fracionamento cromatográfico, onde foi possível o isolamento de seis neolignanas: 1,2-dimetóxi-6-[2’-metóxi-4’-(8’-propenil)fenoxi]-4-(8-propenil)benzeno (I), dehidrodieugenol B (II), 1,2-dimetóxi-6-[2’-metóxi-4’-(8’-propenil)fenoxi]-4-(7-hidroxi-8-propenil)benzeno (III), 1-hidroxi-2-metóxi-6-[2’-metóxi-4’-(8’-propenil)fenoxi]-4-(7-hidroxi-8-propenil)benzeno (IV), 1,2-dimetóxi-6-[2’-metóxi-4’-(8’-propenil) fenoxi]-4-(7-oxo-8-propenil)benzeno (V) e 1-hidroxi-2metóxi-6-[2’-metóxi-4’-(8’-propenil)fenóxi]-4-(7-oxo-8-propenil)benzeno (VI), sendo os compostos V e VI inéditos na literatura. As estruturas das substâncias I - VI foram definidas através de métodos espectroscópicos/espectrométricos. Estes compostos foram avaliados quanto a sua citotoxicidade frente às linhagens tumorigênicas SK BR-3, HCT, U87-MG, A2058 e B16F10. Dentre os compostos testados, os mais ativos foram II e VI, cujos valores de CI50 frente às células de melanoma murino (B16F10) foram 78,8 ± 2,8 e 82,2 ± 3,5 M, respectivamente. Os resultados de mecanismo de ação dos compostos II e VI obtidos frente a linhagem B16F10 mostraram que ambos os compostos podem induzir apoptose por via intrínseca. O composto II induziu caspase-3 e a ativação da PARP enquanto que o composto VI atuou desregulando os níveis da proteína Bcl-2. Esses efeitos foram acompanhados pelo aumento dos níveis de espécies reativas de oxigênio como uma consequência do dano mitocondrial, seguido pela agregação da F-actina no processo de morte destas células. Além disso, o composto II mostrou propriedades oxidativas e ambos os compostos, especialmente a neolignana VI, apresentou potencial para alquilar nucleófilos. Para os estudos da relação estrutura-atividade (SAR), 24 derivados semissintéticos foram preparados a partir de I e II e seus respectivos CI50 determinados frente à linhagem tumorigênica B16F10. Os derivados 2a (2-metóxi-6-(2-metóxi-4-propilfenóxi)-4-propilfenol), 2h (2-metóxi-6-(2-metóxi-4-propilfenóxi)-4-propilfenil acetato) e 3h (5-(ciclopropilmetil)-1-(4-(ciclopropilmetil)-2-metóxifenóxi)-2,3-dimetóxibenzeno) se mostraram os mais ativos apresentando valores de CI50 de 53,3 ± 2,4, 51,8 ± 1,6 e 59,3 ± 3,2 M, respectivamente, sugerindo que a hidrogenação (2a), hidrogenação / acetilação (2h) e epoxidação (3h) causam um incremento no potencial antitumoral dos produtos naturais I e II. Os grupos 4-OAc, 4-OH e 1-beziloxirano das estruturas dos compostos testados foram eleitos os mais importante pelos seus pesos estatísticos para a citotoxicidade. Para a posição selecionada, foram aplicados substituintes de bioisósteros. Baseado nesses resultados, foi possivel sugerir que algumas neolignanas propostas por métodos de predição atingiram CI50 mais baixo do que os derivados semissintéticos, apontando-os como candidatos promissores para síntese.
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