TCC CARDENOLÍDEOS

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UNIVERSIDADE PAULISTA
INSTITUTO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE
CURSO DE FARMÁCIA
LICÍNIO AMARAL DA SILVA
A atividade citotóxica e antiproliferativa de cardenolídeos
em células tumorais - uma revisão
Ribeirão Preto
2017
UNIVERSIDADE PAULISTA
INSTITUTO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE
CURSO DE FARMÁCIA
LICÍNIO AMARAL DA SILVA
A atividade citotóxica e antiproliferativa de cardenolídeos
em células tumorais - uma revisão
Trabalho de Conclusão de Curso
apresentado ao Instituto de Ciências
da Saúde da Universidade Paulista -
UNIP, como parte dos requisitos
necessários para obtenção do título
de bacharel em Farmácia.
Orientador: Prof. Dr. Júlio Cézar
Borella
Ribeirão Preto
2017
AUTORIZO A REPRODUÇÃO E DIVULGAÇÃO TOTAL OU PARCIAL DESTE
TRABALHO, POR QUALQUER MEIO CONVENCIONAL OU ELETRÔNICO, PARA
FINS DE ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE.
FICHA CATALOGRÁFICA
LICÍNIO AMARAL DA SILVA
A atividade citotóxica e antiproliferativa de cardenolídeos
em células tumorais - uma revisão
Aprovado em: _____/_____/_____
Banca Examinadora
______________________________________________
Profª. Ms. Márcia Regina Medeiros Malfará
______________________________________________
Profª. Dra. Ana Paula Landi Librandi
______________________________________________
Prof. Dr. Waldemar Galante Júnior
Ribeirão Preto
2017
DEDICATÓRIA
À minha família:
À minha esposa Milene, que com palavras não consigo descrever o quanto significa
para mim. Pela sua mediação, me trouxe o equilíbrio para balancear as idéias
concorrentes apostas que habitavam em meu pensamento, sendo fundamental,
central, em minhas tomadas de decisões. Guardo-lhe o mais profundo
agradecimento, meu eterno amor, por ter aceitado a privação da minha companhia
em função dos estudos e do trabalho, concedendo-me a oportunidade de me realizar
ainda mais. Obrigado pelo seu respeito e amor, por existir e estar comigo.
Ao meu pai Manoel e minha mãe Helena, enquanto pessoas igualmente belas e
admiráveis em essência foram a peça inicial de grande importância para as bases da
edificação de minha educação, de minha vida, por constituírem estímulos e atitudes
que bem influenciaram minha pessoa impulsionando-me a buscar vida a cada
momento, a buscar meus sonhos, a traçar metas e estabelecer prioridades para
atingir meus objetivos.
À minha irmã Maria Licineide e ao meu irmão Lionilson, pela nossa infância, pela
cumplicidade no olhar, pelas fantasias e sonhos, pelas nossas conquistas, pela
atenção, dedicação, apoio, segurança, carinho e amor, por todos os momentos e por
tudo que vocês representam para mim.
Agradecimentos
"Enquanto os rios correrem para o mar, os montes fizerem sombra aos vales e as
estrelas fulgirem no firmamento, deve durar a recordação do benefício recebido na
mente do homem reconhecido."
(Publio Marón Virgílio)
A Deus, Nosso Senhor, pelo dom da vida, pela dádiva da vida, pela graça, pela
força.
Ao meu Orientador, Prof. Dr. Júlio Cézar Borella, pela orientação, atenção,
compreensão e paciência, muito obrigado.
À Profª. Ms. Márcia Regina Medeiros Malfará, pela dedicação e paciência, obrigado.
Ao coordenador do curso, Prof. Dr. Wilson Roberto Malfará, por sua dedicação
incondicional, consideração e apresso.
Ao mestrando Elves Obede dos Santos Nunes, pela força, incentivo, entusiasmo e
apoio. Meus sinceros agradecimentos.
Aos meus colegas e amigos, Léia, Fran, Jéssica, Carlos e Ezequiel que tanto me
ajudaram e contribuíram na minha formação acadêmica, obrigado.
Epígrafe
“Para fazer face a situações assim, que me convencem deminhaimpotência, tenho aplicado,
com vitória, uma estratégia queminha longa existência me fez aprender: entrego o
problema ouentrego a mim mesmo, confiando na providência divina, e,portanto,
predisposto a aceitar o que vier como resposta, e,numa prova de amor e fé, agradeço a
Deus, antecipadamente,pela resposta que Ele achar melhor, seja qual for.
Entrego, confio, aceito e agradeço!”
(José Hermógenes de Andrade Filho)
RESUMO
O câncer é responsável pela alta taxa de morbidade e mortalidade no mundo, sendo
a segunda causa de morte, perdendo para as doenças cardiovasculares.
Atualmente, o tratamento das neoplasias malignas depende do estágio da doença e
são utilizadas abordagens combinadas ou individuais, tais como excisão cirúrgica,
radioterapia e quimioterapia. Alguns fármacos utilizados no tratamento do câncer
tiveram sua origem a partir de produtos naturais; paclitaxel e alcaloides da Vinca
como vincristina e vimblastina são exemplos de agentes anticâncer derivados de
espécies como Taxus brevifolia e Catharanthus roseus respectivamente. Um grupo
de compostos que vem despertando interesse na última década são os esteroides
cardiotônicos, especialmente os cardenolídeos. Esses compostos são metabólitos
secundários existentes em algumas famílias de plantas e apresentam essa
denominação devido sua ação inibitória na bomba Na+/K+-ATPase e também em
razão dos efeitos sobre a musculatura cardíaca. Por este motivo, cardenolídeos
como digoxina, digitoxina e ouabaína são clinicamente empregados no tratamento
da insuficiência cardíaca congestiva e em algumas arritmias atriais. Nos últimos
anos, inúmeros estudos relataram a potencial atividade citotóxica, antiproliferativa,
antitumoral e anticâncer frente algumas linhagens de células tumorais humanas de
alguns tipos de cardenolídeos. Compostos como a convalotoxina (CON), a
digitoxigenina monodigitoxosídeo (DGX) e o glucoevatromonosídeo (GEV) são
exemplos de cardenolídeos que possuem atividade citotóxica em algumas linhagens
de células tumorais humanas, porém a linhagem celular A549 (câncer de pulmão) é
uma das mais sensíveis, apresentando efeitos antiproliferativo, antimigratório e anti-
invasivo. Há ainda, três compostos à base de cardenolídeos em estudo para o
tratamento do câncer: o AnvirzelTM , PBI-05204 e UNBS1450. Esses produtos estão
sendo submetidos a estudos farmacológicos.
Palavras-chave: cardenolídeos, câncer, apoptose, atividade citotóxica, bomba de
sódio e potássio
ABSTRACT
Cancer is the second leading cause of morbidity and mortality worldwide after
cardiovascular diseases. Currently the treatment of malignant neoplasms depends on
the stage of the disease and it consists of the use of combined or individual
approaches such as surgical excision, radiotherapy and chemotherapy. Some drugs
used in the treatment of cancer had their origins from natural products; paclitaxel and
Vinca alkaloids like vincristine and vinblastine are examples of anticancer agents
derived from species like Taxus brevifolia and Catharanthus roseus respectively. In
the last decade a group of compounds that has been arousing interest are the
cardiotonic steroids, especially the cardenolides. These compounds are secondary
metabolites existing in some plant families and it has this denomination due to its
inhibitory action on the pump Na+/K+-ATPase and also because of the effects on the
cardiac muscles.For this reason, cardenolides like digoxin, digitoxin and ouabain are
clinically used in the treatment of congestive heart failure and in some atrial
arrhythmias. Over the last few years several studies reported the potential cytotoxic
activity, antiproliferative, antitumor, and anticancer against some human tumor
celllines of some types of cardenolides. Compounds such as convallotoxin (CON),
digitoxigenin monodigitoxoside (DGX) and glucoevatromonoside (GEV) are examples
of cardenolides that have antiproliferative activity in some human tumor cell lines,
however one of the most sensitive cell line is the A549 (lung cancer), showing
antiproliferative, antimigratory, and anti-invasive effects. There are also three
cardenolide-based compounds being studied for the treatment of cancer: AnvirzelTM,
PBI-05204 and UNBS1450. These products are undergoing pharmacological studies.
Keywords: cardenolides, cancer, apoptosis, cytotoxic activity, sodium and potassium
pump.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Características de células tumorais...........................................................25Figura 2: Fases da carcinogênese: iniciação, promoção e progressão....................27
Figura 3: Cânceres mais incidentes em todo o mundo ............................................28
Figura 4: Da esquerda para a direita: Catharanthus roseus (A), vincristina e vimblas-
tina (B), Taxus brevifolia (C) e paclitaxel (D), respectivamente.................................30
Figura 5: Estrutura básica de um cardenolídeo........................................................32
Figura 6: Estrutura básica de um bufadienolídeo .....................................................33
Figura 7: Esquema de membrana das cadeias α e β da Na+/K+-ATPase ................34
Figura 8: Diferentes mecanismos de morte celular programada ..............................39
Figura 9: Processo de autofagia...............................................................................40
Figura 10: Proteínas envolvidas na sinalização da necroptose................................41
Figura 11: Espécies da família Apocynaceae...........................................................43
Figura 12: Estrutura química do glucoevatromonosídeo ..........................................45
LISTA DE QUADROS
Quadro 1: Características das três principais vias de morte celular e as formas de
detecção....................................................................................................................37
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Principais sítios de incidência de câncer previstos para o biênio
2016/2017.. ...............................................................................................................29
LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS
A549: linhagem de células de tumor pulmonar humano
APF: antiproliferativa
ATP: adenosina trifosfato
CI50: concentração que inibe 50% da proliferação celular
CON: convalotoxina
DGX: digitoxigenina monodigitoxosídeo
DNA: ácido desoxirribonucléico
GEV: glucoevatromonosídeo
HSV-1: Herpes Simplex Virus tipo 1
HSV-2: Herpes Simplex Virus tipo 2
ICC: insuficiência cardíaca congestiva
INCA: instituto Nacional do Câncer
MEC: matriz extracelular
Na+/K+-ATPase: bomba de sódio e potássio ATPase
NCCD: Comitê de Nomenclatura em Morte Celular
RIP-1: proten kinase 1
RNA: ácido ribonucléico
TNFR: receptor do fator de necrose tumoral
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................14
2. OBJETIVOS .......................................................................................................18
2.1 Objetivo geral .............................................................................................19
2.2 Objetivos específicos ................................................................................19
3. JUSTIFICATIVA..................................................................................................20
4. METODOLOGIA.................................................................................................22
5. DESENVOLVIMENTO/RESULTADOS ..............................................................24
5.1 Fisiopatologia do câncer ...........................................................................25
5.1.1 Processo de carcinogênese......................................................................26
5.1.2 Epidemiologia do câncer...........................................................................28
5.1.3 Tratamento do câncer ...............................................................................29
5.1.4 Produtos naturais e agentes antineoplásicos............................................30
5.2 Cardenolídeos e bufadienolídeos.............................................................31
5.2.1 Fontes naturais de esteroides cardioativos...............................................31
5.2.2 Estruturas químicas de cardenolídeos e bufadienolídeos.........................32
5.2.3 Principal mecanismo de ação dos glicosídeos cardiotônicos....................33
5.2.4 Demais atividades farmacológicas de cardenolídeos ...............................34
5.3 Atividade anticâncer de cardenolídeos....................................................35
5.3.1 Vias de morte celular e alvos terapêuticos no câncer...............................36
5.3.2 Ação citotóxica em células tumorais .........................................................41
5.3.3 Atividade antiproliferativa frente a linhagens de células tumorais.............42
5.3.4 Cardenolídeos naturais e semi-sintéticos mais promissores ....................44
6. CONCLUSÃO.....................................................................................................46
REFERÊNCIAS ..................................................................................................48
1 INTRODUÇÃO
15
O câncer ou neoplasia maligna é um conjunto de mais de 100 doenças que
apresentam crescimento descontrolado de células tumorais, podendo disseminar-se
para qualquer região do corpo dando origem a novos tumores (BRASIL/INCA, 2017;
LEMKE; WILLIAMS, 2008).
Segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS), o câncer é a segunda
causa de morte no mundo com cerca de 14,1 milhões de novos casos em 2012 e 8,2
milhões de mortes relacionadas à doença. A estimativa para as próximas décadas é
de 22 milhões de casos novos. Com 190 mil óbitos/ano, o câncer é a segunda causa
de morte no Brasil. Para o biênio 2016/2017 são estimados cerca de 600 mil casos
novos, sendo que os principais tipos de cânceres afetarão pele (não melanoma),
próstata e mama. Outros tipos de neoplasias malignas acometerão cólon, pulmão,
estômago, colo do útero e cavidade oral (BRASIL/INCA, 2016).
A origem ou processo de formação de uma neoplasia maligna, bem como sua
manutenção e evolução é chamada de carcinogênese ou oncogênese (BABA;
CÂTOI, 2007; HANAHAN; WEINBERG, 2011). Em geral, ocorre de forma lenta,
podendo levar vários anos para que uma célula neoplásica origine um tumor
detectável, evento esse que passa por vários estágios, a saber: iniciação, promoção
e progressão (TALAVIYA, 2011; BRASIL/INCA, 2017).
No primeiro estágio, a iniciação, ocorre uma reação entre o agente
cancerígeno e o DNA, podendo haver uma susceptibilidade genética. No segundo
estágio, ou seja, a promoção ocorre de forma lenta, evento este que pode durar
meses ou até mesmo anos para ocorrer. Neste estágio, mudanças nos hábitos de
vida podem influenciar para que o câncer não se desenvolva. O último estágio, a
progressão, ocorre a disseminação e expansão, processo este irreversível que se dá
até surgirem manifestações clínicas (TALAVIYA, 2011).
Atualmente, o tratamento do câncer pode ser realizado por três linhas de
abordagens diferentes: cirurgia, radioterapia e quimioterapia, além de técnicas
inovadoras como a fototerapia dinâmica e imunoterapia, podem ser utilizadas como
coadjuvante (DE ALMEIDA et al., 2005; BORGHAEI; SMITH; CAMPBEL, 2009).
Há no mercado vários fármacos antineoplásicos, onde a maioria introduzida
na terapêutica nas últimas décadas teve sua origem em produtos naturais (COSTA-
LOTUFO et al., 2010). Trabalhos recentes indicaram que 49% de um total de 175
medicamentos anticâncer introduzidos nos mercados da América do Norte, Europa e
Japão, entre 1940 e 2014, eram derivados de produtos naturais (NEWMAN;
16
CRAGG, 2016). Segundo Gullo e colaboradores (2006), 60% dos novos fármacos
usados para o tratamento de câncer e 75% para doenças infecciosas são oriundos
de fontes naturais.
No campo da oncologia, um dos mais importantes antineoplásicos é paclitaxel,
extraído da Taxus brevifolia Nutt, Taxaceae, que despertou grande interesse a partir
da década de 80, porém acreditava-se não ser possível seu uso terapêutico devido à
sua estrutura complexa e à relativa escassez da sua fonte natural, problema comum
encontrado quando se trata de produtos naturais (JULSING et al., 2006).
Em 1994, o paclitaxel foi totalmente sintetizado por Holton e Nicolau, partindo-
se de precursores e análogos que utilizaramrotas semi-sintéticas que recentemente
foram otimizadas tornando um método eficiente de obtenção em escala industrial
(VIEGAS et al., 2006).
Dos novos agentes anticancerígenos de origem vegetal descobertos nos
últimos 50 anos, destacam-se também a vimblastina e a vincristina, alcaloides da
Vinca, isoladas da espécie Catharanthus roseus L., Apocynaceae, utilizados no
tratamento de leucemias, linfomas, cânceres de testículos, mama, pulmão e
sarcoma de Kaposi (BRANDÃO et al., 2010; UNNATI et al., 2013).
Esteroides cardiotônicos tais como cardenolídeos, são compostos
encontrados na natureza e têm a capacidade de agir inibindo a enzima Na+/K+-
ATPase, e portanto, são utilizados no tratamento da insuficiência cardíaca
congestiva (ICC) e como antiarrítmico (WEN et al., 2016). São encontrados em
algumas famílias vegetais, entre elas, Apocynaceae e Plantaginaceae (RATES;
BRIDI, 2007).
Estudos recentes evidenciaram que espécies da família Apocynaceae
(Alstonia angustiloba, Calotropis gigantea, Dyera costulata, Kopsia fruticosa e
Vallaris glabra) apresentam atividade anticancerígena, antipalúdica, antiproliferativa
e são utilizadas na medicina popular para tratar enfermidades gastrintestinais, febre,
malária, diabetes, lepra, disenterias, parasitoses, úlceras, tumores e dor de ouvido
(WONG et al., 2011).
Glicosídeos cardiotônicos como a digoxina e o deslanosídeo, são velhos
fármacos utilizados no tratamento de algumas cardiopatias, contudo, observou-se
uma baixa incidência do aparecimento de câncer em pacientes tratados com esses
fármacos dessa classe (MIJATOVIC et al., 2007), e a partir do final da década de 60
surgiram as primeiras evidências da atividade citotóxica in vitro e antitumoral in vivo
17
desses compostos frente às células tumorais (SHIRATORI, 1967; PRASSAS;
DIAMANDIS, 2008).
Segundo De Oliveira e colaboradores (2013), a ação antitumoral de
glicosídeos cardiotônicos tem sido observada em linhagens de células tumorais a
saber: TK-10 (adenocarcinoma renal), MCF-7 (adenocarcinoma de mama), UACC-
62 (melanoma maligno) e K-562 (células leucêmicas), onde observou-se apoptose
em concentrações não tóxicas, sendo que o mecanismo conhecido de ação desses
compostos até o momento é a inibição da enzima Na+/K+-ATPase.
Os efeitos citotóxicos de dois glicosídeos cardiotônicos, o monodigitoxosídeo
digitoxigenina (DGX) e a convalotoxina (CON), foram estudados recentemente com
quatro linhagens de células tumorais humanas, onde ambos exibiram efeitos
antiproliferativos, porém a linhagem de célula tumoral do câncer de pulmão foi a
mais sensível à ação desses compostos. Investigou-se efeitos antiproliferativo,
antimigratório e anti-invasivo desses cardenolídeos que apresentaram baixa
toxicidade para as células saudáveis (SCHNEIDER, 2016).
Diante do exposto sobre o dilema que é o câncer, esse trabalho teve como
objetivo desenvolver pesquisa bibliográfica buscando avaliar o nível de
conhecimento que se tem sobre o efeito citotóxico e antiproliferativo dos principais
cardenolídeos, relacionando os compostos mais promissores.
2 OBJETIVOS2 OBJETIVOS2 OBJETIVOS
19
2.1 Objetivo geral
 Desenvolver pesquisa bibliográfica no sentido de avaliar o nível de
conhecimento que se tem a respeito da atividade citotóxica e antiproliferativa
de cardenolídeos frente algumas linhagens de células tumorais humanas e
identificar os compostos mais promissores.
2.2 Objetivos específicos
 Levantamento do nível de conhecimento relativo aos principais
cardenolídeos, bem como sua atividade citotóxica em algumas linhagens de
células tumorais;
 Levantamento do nível de conhecimento relativo ao mecanismo de ação de
cardenolídeos relacionado com a atividade citotóxica e antiproliferativa.
3 JUSTIFICATIVA3 JUSTIFICATIVA3 JUSTIFICATIVA
21
A busca por novas moléculas farmacologicamente ativas derivadas de
produtos naturais é cada vez mais expressiva com o passar dos anos. O número de
fármacos derivados de plantas, fungos, insetos, organismos marinhos e bactérias
são consideráveis. Substâncias bem conhecidas, como morfina, paclitaxel,
pilocarpina, digitoxina e quinina são empregadas nas mais diversas especialidades
médicas, o que têm contribuído para o tratamento de várias doenças.
No entanto, velhos fármacos tais como glicosídeos cardiotônicos,
especialmente os cardenolídeos, que são empregados há séculos para tratar
algumas cardiopatias, continuam sendo instrumento de novas pesquisas devido
outra propriedade peculiar a esse grupo de compostos: citotoxicidade frente algumas
linhagens de células tumorais.
A idéia de pesquisar na literatura e buscar entender o mecanismo de ação
citotóxica e antitumoral surgiu da observação dessa nova propriedade dos
glicosídeos cardiotônicos.
Sendo assim, o interesse pelo tema proposto neste projeto partiu da
importância que se faz em entender os mecanismos de ação de cardenolídeos frente
algumas linhagens de células tumorais. Diante disto, este estudo tem grande
importância social e acadêmica, pois traz informações relevantes sobre o progresso
das pesquisas com glicosídeos cardiotônicos, especificamente, cardenolídeos.
Por fim, o projeto teve o intuito de reunir informações sobre o que existe de
mais recente com relação ao nível de conhecimento sobre a ação citotóxica e
antiproliferativa de cardenolídeos, bem como buscar relacionar os compostos mais
promissores.
22
4 METODOLOGIA4 METODOLOGIA4 METODOLOGIA
23
O presente trabalho foi desenvolvido a partir da realização de revisão de
literatura para busca de informações sobre a atividade citotóxica e antiproliferativa
de cardenolídeos em células tumorais. Para isso, foi feito um levantamento entre os
anos de 2000 e 2017 nas bases de dados da PubMed, Scielo, Lilacs e Medline,
utilizando como palavras-chave: “cardenolídeos”, “câncer”, “apoptose”, “atividade
citotóxica” e “bomba de sódio e potássio”.Somando-se aos conteúdos encontrados
nos mais diversos tipos de artigos, revistas e monografias, foram utilizados também
livros da área que trouxeram informações relevantes sobre o assunto.
5 DESENVOLVIMENTO/RESULTADOS5 DESENVOLVIMENTO/RESULTADOS5 DESENVOLVIMENTO/RESULTADOS
25
5.1 Fisiopatologia do câncer
A palavra câncer, deriva do termo grego “caranguejo”, karkinos, e teve sua
origem diante da observação feita por Hipócrates, por volta de 400 a.C., de uma
massa (tumor) com vasos sanguíneos inchados que a contornava, lembrando um
caranguejo (MUKHERJEE, 2012). O termo se refere especificamente a vários
tumores malignos caracterizados pelo crescimento e proliferação de células
transformadas (células malignas), que apresentam alta capacidade de invadir
tecidos e órgãos adjacentes, evento este denominado metástase (DE ALMEIDA et
al., 2005).
A célula tumoral possui características peculiares, entre elas, a aceleração
do ciclo celular, alterações nos seus genes, crescimento invasivo, alta mobilidade,
quimiotaxia e secreção de fatores líticos, além de morfologicamente apresentar
núcleo grande, com tamanho e forma irregulares, nucléolo proeminente e pouco
citoplasma que se evidencia intensamente colorido ou às vezes excessivamente
pálido (BABA; CÂTOI, 2007).
Células neoplásicas apresentam metabolismo desorganizado levando a
alteraçõesdo ciclo celular e genômicas, aumento da motilidade celular, quimiotaxia,
mudanças na superfície celular, secreção de fatores líticos, potencial proliferativo
ilimitado, auto-suficiência para os sinais de crescimento, resistência aos sinais
antiproliferativos e apoptóticos, fuga do sistema imune, fenótipos de estresse
metabólico, proteotóxico, mitótico, oxidativo e de danos ao DNA, angiogênese,
invasão tecidual e capacidade de provocar metástase (figura 1) (LUO; SOLIMINI;
ELLEDGE, 2009).
Figura 1: Características de células tumorais
Fonte: LIMA (2016)
26
Alterações celulares, bem como mutações no DNA aparecem normalmente
com uma freqüência de um em cada 20 milhões de genes por divisão celular.
Baseando-se nisso,as populações humanas no mundo todo apresentariam
freqüências semelhantes de câncer, contudo isso não ocorre, o que leva a
acreditar que fatores hereditários e/ou ambientais podem interferir na incidência do
câncer em algumas populações. No entanto, presume-se que algumas populações
apresentam genes susceptíveis ao câncer e que fatores ambientais contribuem
para maior incidência do mesmo (HEJMADI, 2010).
Conclui-se que o fato dos genes estarem distribuídos de forma heterogênea
nas populações, não explica as diferenças de taxas de incidência de câncer no
mundo. O exemplo disso é a incidência de câncer de estômago entre os japoneses
que é de seis a oito vezes maiores que entre os norte-americanos. Porém, filhos de
imigrantes japoneses que se vivem na América do Norte, apresentam taxas de
incidência de câncer de estômago comparáveis as dos norte-americanos. Assim
sendo, acredita-se que o risco de desenvolver câncer de estômago está
relacionado ao forte fator ambiental associado à bactéria Helicobacter pylori.
Cânceres de mama, fígado e boca têm sido associados ao uso excessivo de
álcool; os cânceres de pulmão, boca e garganta estão relacionados ao tabagismo
na mesma proporção entre homens e mulheres. (HEJMADI, 2010; SCHNEIDER,
2015).
5.1.1 Processo de carcinogênese
A Carcinogênese, ou seja, a formação do câncer é o processo inicial ao
aparecimento de uma neoplasia maligna, que ocorre lentamente, podendo levar
vários anos para que uma célula cancerosa se prolifere e dê origem a um tumor
(BRASIL/INCA, 2017). Este processo tem vários estágios antes de chegar ao
tumor: iniciação, promoção e progressão (figura 2) (ALMEIDA et al., 2005).
O primeiro estágio da carcinogênese, a iniciação, se dá com a ação de um
agente oncoiniciador no DNA cromossômico, provocando modificações em alguns
dos seus genes que podem ser reparados ou reproduzidos. Os mecanismos e as
possibilidades de reparação são complexos e a curto e longo prazo, são
desconhecidas. As células nessa fase encontram-se com seu material genético
alterado, contudo, ainda não é possível detectar clinicamente um tumor. Neste
27
processo, os fatores cancerígenos (vírus oncogênicos, radiação, substâncias
químicas, entre outros) têm uma ação genotóxica irreversível e os mecanismos de
reparação não ocorrem. São exemplos de substâncias químicas carcinógenas:
sulfato de dimetila, metilnitrossuréia, cloreto de vinila, aflatoxinas,
dimetilnitrosamina e benzopireno. (DE ALMEIDA et al., 2005; BABA; CÂNTOI,
2007; SCHNEIDER, 2015).
A promoção é o segundo estágio da carcinogênese, onde as células estão
geneticamente alteradas e sofrem ação de agentes cancerígenos denominados
oncopromotores. A célula “iniciada’’ é capaz de sofrer crescimento autônomo. A
promoção do tumor é, em grande parte, e talvez até mesmo totalmente, associada
a fatores epigenéticos, que alteram, direta ou indiretamente, a expressão do DNA
genômico (DE ALMEIDA et al., 2005; BABA; CÂTOI, 2007; OLIVEIRA et al., 2007).
O terceiro e último estágio da carcinogênese é a progressão e é
caracterizado pela multiplicação celular descontrolada; nessa etapa, o câncer já
está instalado e evolui até o surgimento das primeiras manifestações da doença
(BRASIL/INCA, 2017).A progressão é caracterizada por irreversibilidade,
instabilidade genética, crescimento mais rápido, invasão, metastização e
mudanças nas características bioquímicas, metabólicas e morfológicas das células.
A angiogênese, como ocorrência epigenética, é essencial para a progressão
neoplásica. A aquisição de um fenótipo angiogênico precede o desenvolvimento de
características que contribuem para a malignidade e sua inibição atrasa o
desenvolvimento neoplásico (OLIVEIRA et al., 2007).
Figura 2: Fases da carcinogênese: iniciação, promoção e progressão
Fonte: Adaptado de OLIVEIRA et al., 2007
28
5.1.2 Epidemiologia do câncer
Segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS) o câncer está entre as
principais causas de morbidade e mortalidade no mundo com cerca de 14,1
milhões de casos novos em 2012e 8,2 milhões de mortes relacionadas a esta
enfermidade, sendo que 60% dos casos novos e 70% das mortes ocorreram em
países em desenvolvimento e a projeção para as próximas duas décadas é que o
número de casos novos atinja a marca dos 22 milhões.
O câncer de pulmão é a neoplasia malignamais comum em todo o mundo,
correspondendo a 13%, ou seja, 1,8 milhões do número total de novos casos
diagnosticados em 2012. Em segundo lugar está o câncer de mama (somente
mulheres) entre o mais comuns com quase 1,7 milhão de novos casos e
emterceiro o câncer colorretal com quase 1,4 milhão de novos casos em 2012
(figura 3)(WCRF, 2012).
Figura 3: Cânceres mais incidentes em todo o mundo
Fonte: http://www.bbc.com/portuguese/noticias/2016/02/160204_gch_graficos_cancer_fn
De acordo com dados do projeto Globocan, nas regiões da América Latina
e Caribe, a estimativa foi de 1,1 milhões de novos casos de câncer em 2012, dos
quais os mais incidentes foram os cânceres de próstata de mama.
29
Com 190 mil óbitos/ano, o câncer é a segunda causa de morte no Brasil.
Para o biênio 2016/2017 são estimados cerca de 600 mil casos novos, sendo que
os principais tipos de cânceres afetarão pele (não melanoma), próstata e mama
(Tabela 1). Outros tipos de neoplasias malignas acometerão cólon, pulmão,
estômago, colo do útero e cavidade oral (BRASIL/INCA, 2016).
Tabela1: Principais sítios de incidência de câncer previstos para o biênio 2016/2017
Fonte: BRASIL/INCA (2016)
5.1.3 Tratamento do câncer
Atualmente, o tratamento do câncer pode ser realizado por três linhas de
abordagens diferentes: cirurgia, radioterapia e quimioterapia, que podem ser
empregadas separadamente ou em conjunto, além de técnicas inovadoras como a
fototerapia dinâmica e a imunoterapia (BORGHAEI; SMITH; CAMPBEL, 2009; DE
ALMEIDA et al., 2005;).
Os fármacos usados para o tratamento do câncer são classificados conforme
seu modode ação. Muitos deles exercem atividade sobre as células no processo
de divisão, os quais são denominados de fármacos ciclo-celular específicos
(antimetabólitos, alcaloides e hormônios), enquanto que outros têm capacidade de
induzir morte em células que não estão em estado de proliferação, denominados
fármacos ciclo-celular não específicos (complexos de platina, antibióticos e
agentes alquilantes diversos) (SCHNEIDER, 2015).
30
5.1.4 Produtos naturais e agentesantineoplásicos
Os produtos naturais extraídos de plantas, fungos, bactérias e outros
organismos, são utilizados em formulações farmacêuticas, tanto na forma pura,
como na forma de extratos (GRANADA et al., 2009). Muitas substâncias utilizadas
na terapêutica antineoplásica são derivadas de produtos naturais. Uma revisão de
fármacos anticâncer lançados nos mercados farmacêuticos da América do Norte,
Europa Ocidental e Japão de 1940 a 2006 mostrou que aproximadamente 49% de
um total de 175 medicamentos anticâncer aprovados pelas agências regulatórias
dos respectivos países, eram direta ou indiretamente derivados de produtos
naturais (NEWMAN; CRAGG, 2012; SCHNEIDER, 2015).
Os fármacos derivados de produtos naturais, empregados na clínica
oncológica, desempenham um papel importante. Como exemplos podem ser
citados os alcaloides da Vinca, vimblastina e vincristina, isolados de
Catharanthusroseus L., Apocynaceae, usados no tratamento de leucemias,
linfomas, cânceres de testículos, de mama, de pulmão e sarcoma de Kaposi; e o
paclitaxel, obtido de TaxusbrevifoliaNutt.,Taxaceae, é significativamente ativo
contra cânceres de ovário, mama e pulmão (figura 4) (UNNATI et al., 2013).
Figura 4: Da esquerda para a direita: Catharanthus roseus (A), vincristina e vimblastina (B), Taxus
brevifolia (C) e paclitaxel (D), respectivamente.
(A) (B) (C) (D)
Fonte: Adaptado de DE ALMEIDA et al., 2005
31
5.2 Cardenolídeos e bufadienolídeos
Os cardenolídeossão glicosídeos cardiotônicos que estão distribuídos em
algumas famílias vegetais, tais comoApocynaceaee Plantaginaceae(RATES;
BRIDI, 2007), enquanto que os bufadienolídeos são esteroides cardioativos
encontrados tanto em família de vegetais (Crassulaceae, Hyacinthaceae,
Iridaceae, Melianthaceae, Ranunculaceae e Santalaceae) quanto de animais tais
como sapos (Rhinella, anteriormente Bufo), cobra (Rhabdophis tigrinus) e um
artrópode (Photinus) (HUTCHINSON et al., 2007).
5.2.1 Fontes naturais de esteroides cardiotônicos
As plantas têm a capacidade de sintetizar e armazenar agentes
biologicamente ativos, dos quais alguns se tornaram fármacos largamente
utilizados na quimioterapia contra o câncer. Uma das famílias de plantas com
conhecido potencial anticancerígeno é a Apocynaceae, representada
principalmente pelos gêneros Catharanthus, Nerium, Strophanthus, Apocynum e
Thevetia (RAMOS-SILVA, et al., 2017).
Os principais metabólitos das espécies dessa família são triterpenoides,
iridoides, alcaloides e cardenolídeos, conhecidos por uma ampla gama de
atividades biológicas e farmacológicas, tais como propriedades cardioprotetoras,
hepatoprotetoras, neuroprotetoras, antiinflamatórias, anticancerígenas e
antimaláricas (CHAN; WONG; CHAN, 2016).
De acordo com Wen e colaboradores (2016), foram isolados e catalogados
até o presente momento 109 cardenolídeos a partir da família Apocynaceae, onde
cerca de um quarto desses agentes naturais tem atividade sobre células
cancerosas através de diferentes vias de sinalização.
Quanto aos bufadienolídeos, mais de 250 moléculas diferentes foram
identificadas em espécies vegetais e animais até o momento. Eles estão presentes
nas secreções de glândulas mucosas e fluidos corporais de sapos do gênero
Rhinella, sendo que esses compostos não ocorrem somente na forma de geninas,
32
mas várias ligações no C-3 são conhecidas, a saber, sulfatos, ésteres
dicarboxílicos e aminoácidos (BALDO, 2015).
5.2.2 Estruturas químicas de cardenolídeos e bufadienolídeos
Os cardenolídeos são compostos constituídos por umnúcleo esteroidal, uma
porção lactona (conjuntamente denominados deporção aglicona ou genina) e uma
porção osídica ligada ao núcleofundamental. Estes compostos são formados a
partir daciclização doesqualeno que origina o núcleo esteroidal,
ociclopentanoperidrofenantreno. O anel pentagonal lactônico éinsaturado na
posição α,β insaturada do C-17β. A porção açúcar égeralmente ligada ao carbono
3β do núcleo esteroidal. Noscardenolídeos, os anéis A/B e C/D se apresentam na
conformação cis,enquanto os anéis B/C encontram-se fusionados na conformação
trans (figura 5) (CARVALHO, 2012).
Figura 5: Estrutura básica de um cardenolídeo
Fonte: SCHNEIDER (2015)
Nos cardenolídeos, os açúcares estão comumente ligados à aglicona,
especificamente ao C-3 do anel esteroidal. Os mais comuns são: digitoxose,
oleandrose, diginose, fucose, tevetose, digitose (todos são 2-desoxioses), ramnose
e glicose (RATES; BRIDI, 2007). Esses açúcares ligados à sua estrutura molecular
conferem à molécula maior solubilidade, facilitando a absorção e distribuição
desses compostos no organismo, mesmo que as geninas sejam absorvidas mais
33
rapidamente e menos metabolizadas que os heterosídeos. A parte glicosídica dos
cardenolídeos não é responsável pelo efeito cardiotônico dos glicosídeos
cardíacos, mas influencia na farmacodinâmica e farmacocinética, visto que suas
configurações ajudam na afinidade de ligação ao sítio ligante da proteína receptora
(RATES; BRIDI, 2007; PRASSAS; DIAMANDIS, 2008).
Os Bufadienolídeos são esteroides cardioativos poliidroxilados com 24
carbonos, que se apresentam na forma livre ou conjugada com sulfatos, ésteres
dicarboxílicos e aminoácidos na posição C-3, apresentando um anel lactônico
duplamente insaturado com grupo 2-pirrol ligado ao C-17 do núcleo
ciclopentanoperidrofenantreno (figura 6) (DE SOUSA et al., 2017).
Figura 6: Estrutura básica de um bufadienolídeo
Fonte: MACHADO (2014)
5.2.3 Principal mecanismo de ação dos glicosídeos cardiotônicos
A Na+/K+-ATPase é uma enzima que está presente na membrana plasmática
da maioria dos seres eucariotos superiores com a função biológica de regulação da
entrada e saída de íons Na+e K+; essa proteína de membrana é um heterodímero
composto por duas subunidades: α – catalítica e β – reguladora (GARÇON, 2007).
Na subunidade α localizam-se os sítios de ligação dos íons Na+, K+, ATP e
esteroide cardiotônico; a subunidade β é essencial para o funcionamento da enzima
e sua integração com a membrana plasmática, além de possuir alguns sítios de
glicolisação necessários à atividade da enzima (figura 7) (MIJATOVIC et al., 2007).
34
Figura 7: Esquema de membrana das cadeias α e β da Na+/K+-ATPase
Fonte: GARÇON (2007).
A bomba Na+/K+-ATPase é responsável por desenvolver atividades no
equilíbrio eletrolítico celular através da inclusão de íons K+e na exclusão de íons
Na+ através da membrana celular na estequiometria de 3:2 utilizando a energia da
hidrólise de um ATP. No entanto, uma nova função lhe foi atribuída recentemente:
atua como transdutor de um sinal entre os meios extra e intracelular e sua
atividade pode influenciar a migração, comunicação e proliferação celular, inclusive
a apoptose, constatou-se que a sobrevivência da célula não é viável em casos de
supressão total da atividade da bomba de sódio (PRATSCHER et al., 2008).
Os glicosídeos cardiotônicos são utilizados para fins medicinais há séculos,
sendo até hoje empregados para o tratamento da insuficiência cardíaca congestiva
(ICC), por serem fármacos com ação inotrópica positiva sobre o músculo cardíaco,
aumentando sua contratilidade. O principal representante dessa classe de
fármacos é a digoxina, que em conjunto com o deslanosídeo, são os cardenolídeos
comercializados no mercado farmacêutico brasileiro (BRASIL, 2008). Além da sua
indicação tradicional na ICC, seu uso é recomendado nas seguintes situações:
profilaxia e tratamento de arritmias como fibrilação atrial e taquicardia atrial
paroxística e choque cardiogênico (RATES; BRIDI, 2007).
5.2.4 Demais atividades farmacológicas de cardenolídeos
Os glicosídeos cardíacos são empregados há anos no tratamento de
algumas cardiopatias, porém investigações recentes da ação desses compostos
35
em outras situações patológicas apontam novas possibilidades terapêuticas para
esse grupo de substâncias. (PRASSAS; DIAMANDIS, 2008; CARVALHO, 2012).
Investigações relacionadas à ação antiviral dos cardenolídeos, concluíram
que eles apresentam efeito inibitório do vírus herpético humano tipo I (HSV-1),
induzido pela digoxina (HARTLEY et al., 2006), ouabaína (DODSON et al., 2007) e
digitoxina (SU et al., 2008). Segundo Hartley e colaboradores (2006), a digoxina
possui atividade antiviral para outros tipos de vírus DNA (HSV-2, vírus da varicela
zoster, citomegalovirus, e adenovirus); já Hoffmann (2008) identificou atividade do
mesmo fármaco para vírus RNA (vírus influenza, vírus da doença de New Castle e
vírus da estomatite vesicular). Ainda, mais recentemente, Bertol e colaboradores
(2011) propuseram o mecanismo de ação de um tipo de cardenolídeo, o
glucoevatromonosídeo (GEV), isolado da Digitalis lanata que inibiu a replicação do
HSV-1.
Outra linha de investigação com cardenolídeos que vem crescendo é com
relação à atividade antitumoral. Sabe-se que a sua primeira evidência de inibição
da proliferação de células tumorais aconteceu no final da década de 60; contudo,
após esse período os estudos se limitaram à ação cardiotônica, bem como seu
emprego nas doenças cárdicas (PRASSAS; DIAMANDIS, 2008).
5.3 Atividade anticâncer de cardenolídeos
Importantes estudos indicam o potencial antitumoral promovido por
cardenolídeos. No entanto, só nos últimos dez anos houve um aumento
significativo da quantidade de estudos observando a ação de cardenolídeos frente
o crescimento de células tumorais (NEWMAN et al., 2007).
Um marco para os estudos que se seguiram sobre o potencial citostático,
antitumoral e anticâncer dos cardenolídeos iniciou-se com Stenkvist e
colaboradores(2001) em um estudo epidemiológico e retrospectivo onde
observaram que pacientes com câncer de mama tratadas simultaneamente com
glicosídeos carditônicos, apresentaram baixa taxa de mortalidade para esse tipo de
câncer em relação às pacientes que não fizeram o uso do fármaco. Ainda, no
mesmo ano, Haux e colaboradores (2001), publicaram um estudo com 9.271
36
pacientes que faziam uso da digitoxina, onde foi estabelecida uma correlação
positiva das altas concentrações plasmáticas desse fármaco e risco diminuído de
leucemia e cânceres do trato urinário.
Vários são os relatos da atividade antiproliferativa, bem como dos efeitos
apoptóticos provocados por estes compostos em linhagens celulares de cânceres
de mama, próstata, pâncreas, pulmão, rins, além de leucemias, neuroblastomas e
melanomas. O mecanismo pelo qual estes compostos exercem tais efeitos ainda
não foi completamente elucidado, mas vários estudos vêm sendo realizados com
este objetivo (PRASSAS; DIAMANDIS, 2008).
5.3.1 Vias de morte celular e alvos terapêuticos no câncer
De acordo com recomendações da NCCD (Comitê de Nomenclatura em
Morte Celular) a categorização da morte celular deve seguir critérios baseados em
características morfológicas e enzimáticas, aspectos funcionais ou características
imunológicas (KROEMER et al., 2009).
Para confirmar a morte celular devem ser realizados ensaios que
identifiquem os eventos bioquímicos e as alterações morfológicas decorrentes.
Apesar do recente debate sobre os diferentes tipos de morte celular e suas
características, do ponto de vista terapêutico, faz-se necessário abordar a questão
de maneira prática, buscando avaliar se o objetivo final é alcançado, ou seja, a
morte das células tumorais (KREUZALER; WATSON, 2012). Para caracterizar a
morte celular devem ser realizados ensaios que identifiquem os eventos bioquímicos
e as alterações morfológicas decorrentes. Os principais tipos de morte celular, bem
como as características morfológicas e bioquímicas estão resumidos no Quadro 1.
37
Quadro 1: Características das três principais vias de morte celular e as formas de detecção
Fonte: Adaptado de CARVALHO (2012)
Ainda que a apoptose seja o principal mecanismo de morte celular
investigado em resposta às terapias citotóxicas, outros tipos de morte celular
devem ser considerados, com o mesmo propósito de induzir a morte de células
tumorais e prevenir a proliferação e possível invasão de outros tecidos. Vários são
os fatores determinantes do tipo de morte celular induzida por um determinado
agente. Estes fatores incluem o tipo celular, o genótipo da célula, o microambiente
em que ela se encontra, o tipo de dano induzido pelo agente, bem como a dose
utilizada (TAN; WHITE, 2008).
No decorrer da última década, com o aprofundamento dos estudos sobre
apoptose foram identificados diversos eventos de evasão à apoptose, o que
acarretou na descoberta de outras vias de morte celular, independentes da
apoptose (KREUZALER; WATSON, 2012). Desta maneira, e tendo em vista que a
38
evasão à morte celular é uma das características clássicas do câncer (HANNAH;
WEINBERG, 2011), a compreensão de outros tipos de morte celular se faz
necessária na busca por novas abordagens que superem, principalmente, a
resistência à apoptose, induzida por determinados fármacos (TAN; WHITE, 2008).
a) APOPTOSE: o termo apoptose (do grego: apo - separação e ptosis -
queda) faz alusão à queda das folhas das árvores no outono, já que este é um
exemplo de morte celular programada (INDRAN et al., 2011).A apoptose é um
mecanismo essencial para diversos processos fisiológicos, incluindo a renovação
das células normais, o desenvolvimento apropriado do organismo, o funcionamento
do sistema imunológico e também o desenvolvimento embrionário (HEJMADI,
2010). Durante esse processo, a célula sofre alterações morfológicas
características desse tipo de morte celular. Essas alterações podem incluir retração
celular, perda de aderência com a matriz extracelular (MEC) e células vizinhas,
condensação da cromatina, fragmentação do DNA e formação dos corpos
apoptóticos (KROEMER, MARTIN 2005).
São vários fatores que determinam o tipo de morte celular induzida por
agentes específicos; esses fatores incluem o tipo celular, o genótipo, o
microambiente em que se encontra e o tipo de dano que o agente causa, bem
como a dose utilizada (TAN; WHITE, 2008).
Na última década, com o aperfeiçoamento dos estudos, foram identificados
diversos eventos de evasão à apoptose, o que acarretou na descoberta deoutras
vias de morte celular, independentes (KREUZALER; WATSON, 2012).
Assim sendo, tendo em vista que a evasão à morte celular é uma das
características clássicas do câncer, a compreensão de outros tipos de morte
celular se faz necessária na busca por novas abordagens que superem
principalmente, a resistência à apoptose, induzida por determinados fármacos
(HANNAH; WEINBERG, 2011; TAN; WHITE, 2008). Portanto, atualmente está bem
definido que a apoptose não é o único mecanismo de morte celular programada e
implicada na eliminação de células malignas. Além da apoptose, nove processos
distintos foram relatados por contribuírem para a eliminação de células aberrantes
no organismo humano. De acordo com a dependência da ativação de caspases,
eles podem ainda ser divididos em dois subgrupos (figura 8) (ORLIKOVA; DICATO;
DIEDERICH, 2013).
39
O primeiro grupo de mecanismos independentes de caspases inclui necrose
regulada, mitose catastrófica, entose, partanatos e netose. Por outro lado anoikis,
piroptose e cornificação representam mecanismos de morte celular, onde a
ativação de caspases é uma das características bioquímicas mais importantes na
supressão da sobrevivência celular (GALLUZZI, et al., 2012; ORLIKOVA; DICATO;
DIEDERICH, 2013).
Figura 8: Diferentes mecanismos de morte celular programada
Fonte: SCHNEIDER (2015)
b) AUTOFAGIA: a autofagia (do grego auto- próprio e fagia - alimentar-se) é
um processo que envolve a degradação e a reciclagem de organelas
citoplasmáticas e de proteínas (KATSUYA; SATOSHI; HIROYASU, 2009). Esse
mecanismo pode ser ativado por fármacos antitumorais, toxinas, hipóxia ou ainda
privação nutricional. Nesse processo, pode ocorrer uma maciça vacuolização
citoplasmática com aumento do fluxo autofágico causando a morte celular, e tal
evento é chamado de “morte celular autofágica” (HEJMADI, 2010). Porém, a
autofagia pode mediar diferentes processos, tanto os de sobrevivência como os de
morte celular. Assim como a apoptose, este processo representa uma resposta
celular fisiológica importante que, geralmente opera em níveis basais nas células,
mas pode ser fortemente induzido em certos estados de estresse celular, sendo o
40
mais óbvio deles a deficiência de nutrientes (figura 9) (HANAHAN; WEINBERG,
2011).
Figura 9: Processo autofagia
Fonte: CARVALHO (2012)
c) NECROSE: o termo necrose derivado “necros” do kernel grego, que
significa “morto” e refere-se à morte acidental de células expostas a agressões
ambientais ou genéticas (SYNTICHAKI; TAVERNARAKIS, 2002). A necrose é um
tipo de morte celular desencadeada em resposta a um grande dano ou estresse
físico, e é um processo não regulado de destruição celular traumática,
caracterizada pela inflamação e ruptura celular e conseqüente liberação de dos
componentes intracelulares.
Nos seres humanos, a morte celular necrótica é um evento geralmente
decorrente de infecções, inflamações ou isquemia, exposição à toxinas, mudanças
externas de temperatura, privação de nutrientes, na produção energética e no
equilíbrio do pH, os quais são essenciais na manutenção da homeostase celular
(OKADA; MAK, 2004; SYNTICHAKI; TAVERNARAKIS, 2002). A resposta
inflamatória resultante provoca ativação da defesaimunológica e como a
41
inflamação crônica está envolvida na promoção da formação do tumor, a indução
de necrose pode ser uma alternativa nas células tumorais não-responsivas à
apoptose (TAN; WHITE, 2008).
Outrotermo que representa alternativa de morte celular é a necroptose. Este
termo, necroptose, foi cunhado pela primeira vez em 2005, e refere-se à ocorrência
de necrose como um evento programado e não somente passivo. Esta via vem
sendo caracterizada nos últimos anos e já se sabe que está envolvida na
patogênese de diversas doenças, tais como injúria isquêmica, neurodegeneração e
infecção viral. A ativação da necroptose se dá por meio de receptores de morte
comuns à apoptose, como TNFR1 e é desencadeada pela atividade das quinases
RIP1 e RIP3, sendo regulada pela caspase-8 e por inibidores de apoptose. O
resultado celular envolve desintegração das membranas mitocondrial, lisossomal e
plasmática e, portanto, pode serconsiderada como um potencial alvo terapêutico
alternativo a ser explorado (figura 10) (VANDENABEELE, 2010; KREUZALER;
WATSON, 2012).
Figura 10: Proteínas envolvidas na sinalização da necroptose
Fonte: CARVALHO (2012)
5.3.2 Ação citotóxica em células tumorais
Uma das investigações crescentes com cardenolídeos se refere ao seu
potencial como agente antitumoral (SCHNEIDER, 2015). As primeiras evidências
da ação citotóxica in vitro e in vivo de cardenolídeos em células tumorais foram
42
relatadas por Shiratori (1967), na década de 60. Outro estudo epidemiológico
conduzido por Stenkvist e colaboradores (1980) em que pacientes com câncer de
mama fizeram uso concomitante de heterosídeos cardiotônicos para seus
problemas cardíacos, teve taxa de mortalidade inferior à das pacientes que não
utilizaram tais fármacos.
Estes relatos iniciais fizeram com que se retomassem posteriormente vários
estudos sobre a atividade antiproliferativa de extratos vegetais contendo
cardenolídeos, de cardenolídeos semi-sintéticos e de cardenolídeos isolados de
várias espécies de plantas, bem como dos possíveis efeitos provocados por estes
compostos em linhagens celulares de cânceres de mama, próstata, pâncreas,
pulmão, rins, leucemias, neuroblastomas e melanomas (CHANG et al., 2013;
JUNCKER et al., 2009; MIJATOVIC et al., 2007; NEWMAN et al., 2007;
PONGRAKHANANON; CHUNHACHA; CHANVORACHOTE, 2013; ROCHA et al.,
2014; SLINGERLAND et al., 2013).
Atualmente, há três produtos à base de cardenolídeos em estudo para o
tratamento do câncer. Esses compostos estão sendo submetidos a ensaios
clínicos em fase I, a saber, o Anvirzel™, um extrato aquoso liofilizado de Nerium
oleander (espirradeira); o PBI-05204, outro extrato de Nerium oleander, mas
produzido por extração com CO2 supercrítico; e o UNBS1450, um cardenolídeo
semi-sintético derivado do 2-oxovuroscharina, extraído de Calotropis procera
(SLINGERLAND et al., 2013).
5.3.3 Atividade antiproliferativa de cardenolídeos frente a linhagens de células
tumorais
A proliferação crônica é possivelmente a característica fundamental das
células cancerosas. Os tecidos normais têm um controle cuidadoso na produção e
liberação de sinais que promovem através do ciclo celular a divisão e crescimento
celular, garantindo assim a homeostase, bem como sua manutenção e
funcionamento normal (HANAHAN; WEINBERG, 2011).
Diversos estudos apontam a atividade antiproliferativade produtos naturais
em linhagens de células tumorais. Um trabalho realizado por Wong e
colaboradores (2011) investigou a atividadeantiproliferativa de extratos de folhas
43
de dez espécies da família Apocynaceae:Allamanda cathartica, Alstonia
angustiloba, Calotropis gigantea, Catharanthus roseus, Cerbera odollam, Dyera
costulata, Kopsia fruticosa, Nerium oleandre e Vallaris glabra. Os extratos com
inibição de crescimento positivo foram testados adicionalmente contra seis linhas
de câncer humano (MCF-7, MDA-MB-231, HeLa, HT-29, SKOV-3 e HepG2)
utilizando seis diferentes concentrações de extratos(figura 11).
Figura 11: Espécies da família Apocynaceae
Fonte: WONG (2011).
Das 10 espécies da família Apocynaceae estudadas, os extratos de A.
angustiloba, C. gigantea, C. roseus, N. oleander, P. obtusa e V. glabra
apresentaram atividade APF positiva. Extratosde C. gigantea e V. glabra inibiram o
crescimento de todas as seis linhagens de células do câncer humano. Contra as
células de câncer de mama, MCF-7 e MDA-MB-231, os extratos de C. gigantea e
N. oleander foram mais potentes comparáveis aos fármacos padrões xanthorrhizol,
curcumina e tamoxifeno. Todos os quatro extratos de N. oleander foram eficazes
contra células MCF-7. Com atividade APF de amplo espectro, os extratos de folhas
dessas três espécies são, portanto, promissores candidatos a drogas
anticancerígenas. Esta atividade APF de amplo espectro foi relatada pela primeira
vez neste estudo e isso requer uma investigação mais aprofundada sobre seus
compostos bioativos.
Um composto com potente atividade antiproliferativa é o promissor
INBS1450, um cardenolídeo semi-sintético derivado da 2’’-oxovuruscharina,
extraído da Calotropis procera (SLINGERLAND et al., 2013). Quimicamente, o 2’’-
oxovuroscharina é um cardenolídeo com um anel diidrotiazol, isolado de um
arbusto tropical, Calotropis procera (Aiton) W. T., Asclepidaceae, que apresentou
inibição da bomba Na+/K+-ATPase (QUAQUEBEKE et al., 2005).
44
O UNBS1450 é um composto derivado do 2’’-oxovoruscharina por redução
dos grupamentos formila e hidroximetila que mostrou um perfil de citoxicidade in
vitromais potente quando comparado ao composto que o originou. Ele também
apresentou atividade APF in vitro com valores de IC50 entre 10 a 50 nM em 58
linhagens de células tumorais humanas de 11 tipos histológicos diferentes
(QUAQUEBEKE et al., 2005). O UNBS1450 ainda promoveu a quebra dos
filamentos de actina, bem como afetou várias vias de sinalização através de
ligação à bomba Na+/K+-ATPase (MIJATOVIC et al., 2007). Este composto entrou
para ensaio clínico de fase I na Comunidade Européia para tratamento de
pacientes com linfoma e tumores sólidos (PAN; CHAI; KINGHORN, 2012).
5.3.4 Cardenolídeos naturais e semi-sintéticos mais promissores
Cardenolídeos são metabólitos secundários encontrados na natureza e
assim denominados em razão de sua ação inibitória da enzima Na+/K+-ATPase
(PRASSAS, I.; DIAMANDIS, 2008). Por esta razão, alguns tipos de cardenolídeos
são fármacos clinicamente utilizados para o tratamento da ICC e algumas arritmias
atriais (RATES; BRIDI, 2007).
Contudo, nos últimos anos, vários estudos relataram a atividade citotóxica,
antitumoral e antiproliferativa de alguns glicosídeos cardiotônicos. Um recente
estudo feito por Carvalho (2012), onde foi realizado uma triagem citotóxica com 64
cardenolídeos diferentes em linhagem de célula tumoral humana A549 (câncer de
pulmão), onde composto, o mais promissor, foi selecionado para investigação do
seu mecanismo de ação através de vários ensaios. O composto eleito foi o
glucoevatromonosídeo (GEV), que apresentou toxicidade para células tumorais,
sendo que para a avaliação de seu mecanismo de ação uma série de ensaios foi
realizada. Inicialmente, ele provocou o bloqueio do ciclo celular na fase G2/M, o
que foi atribuído à diminuição da expressão da proteína ciclina B1, necessária para
a progressão do ciclo celular. A indução de morte celular, não ocorreu por
apoptose ou necrose, sendo provavelmente por autofagia, processo observado
com a marcação de partículas acídicas, características deste tipo de morte celular.
A citotoxicidade promissora do GEV foi investigada e confirmada sua indução de
morte celular independente de apoptose em linhagens de células A549.
45
O GEV é apontado, ainda, como um dos cardenolídeos mais promissores
identificados até o momento que pôde ser isolado da Digitalis mariana ssp.
heywoodii. Tanto o GEV quanto seu isômero o neo-glucoevatromonosídeo
apresentaram atividade contra o carcinoma de células renais e linhagens celulares
de câncer de próstata (figura 12) (MUNKERT et al., 2017).
Figura 12: Estrutura química do cardenolídeo glucoevatromonosídeo
Fonte: CARVALHO (2012).
Outro estudo avaliou os efeitos citotóxicos de dois cardenolídeos, adigitoxigenina monodigitoxosídeo (DGX) e a convalotoxina (CON), onde foram
selecionadas quatro linhagens de células tumorais humanas para se realização
dos testes. Ambos os compostos apresentaram atividade antiproliferativa em todas
as linhagens de células tumorais, contudo a linhagem celular A549 foi a mais
sensível, apresentando efeitos antiproliferativo, antimigratório e anti-invasivo para
estes dois cardenolídeos, onde finalmente, este trabalho fornece os primeiros
insights sobre os efeitos desses compostos nos principais passos de metástase de
câncer de pulmão (SCHNEIDER et al., 2016).
6 CONCLUSÃO6 CONCLUSÃO6 CONCLUSÃO
47
Esteroides cardiotônicos, especialmente os cardenolídeos, são substâncias
empregadas no tratamento da insuficiência cardíaca congestiva (ICC) e em algumas
arritmias atriais há séculos; seu modo de ação está diretamente relacionado à
inibição da enzima Na+/K+-ATPase. Contudo, além dessa indicação terapêutica
tradicional, eles apresentam também importante atividade citotóxica, antiproliferativa
e antitumoral, tornando-se instrumento de inúmeras investigações na última década.
Seu mecanismo de ação citotóxica ainda não está bem elucidado, no entanto, os
estudos indicam que induzem apoptose, necrose e/ou autofagia em células
tumorais, eventos estes responsáveis por seu efeito antitumoral. Entre os
cardenolídeos mais promissores investigados até o momento, estão a digitoxigenina
monodigitoxosídeo (DGX), a convalotoxina (CON) e o glucoevatromonosídeo (GEV)
que apresentaram importante citotoxicidade para células tumorais, além de
atividades antiproliferativa, anti-migratória e anti-invasiva. Há ainda, atualmente, três
produtos à base de cardenolídeos em estudo para o tratamento do câncer; o
Anvirzel™, o PBI-05204, e o UNBS1450. Todos esses compostos estão sendo
submetidos a estudos farmacológicos.
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