Avaliação do potencial terapêutico de tiazolidinonas para o tratamento de gliomas

Abstract

Entre os tipos de gliomas, o glioblastoma multiforme (GBM) é considerado o mais maligno e a pior forma de tumor cerebral primário. Esse tumor está normalmente associado à presença de um microambiente inflamatório, que contribui para a quimio/ radiorresistência, resultando em um prognóstico desfavorável para os pacientes. Compostos heterocíclicos, como os tiazolidinonas, se destacam porque possuem uma ampla gama de importantes propriedades farmacológicas, incluindo atividades anti-inflamatória e antitumoral. Assim, a proposta geral deste trabalho foi avaliar o potencial terapêutico de tiazolidinonas sintéticas para o tratamento de glioma. Primeiramente, investigamos o efeito antiglioma in vitro de um painel de dezesseis moléculas da classe 2-aril-3-((piperidin-1-il)etil)tiazolidin-4-onas, onde treze moléculas mostraram efeito na redução da viabilidade celular, com resultados promissores para os compostos 4d, 4l, 4m e 4p, que promoveram uma redução de viabilidade entre 50% e 85%, numa faixa de concentrações entre 12,5 e 100µM. Os mesmos induziram morte celular principalmente por mecanismos de necrose e apoptose tardia e, no geral, não foram citotóxicos para astrócitos primários. Nossos resultados também mostram que o tratamento com doses sub-terapêuticas de 4d, 4l e 4p reduziram o crescimento e as caracterísiticas malignas do glioma in vivo, sem indução de mortalidade ou dano periférico para os animais. Sabendo que nanocápsulas de polímeros biodegradáveis tornam-se uma alternativa ao tratamento do câncer, nanoencapsulamos a molécula que apresentou melhor resultado in vivo e investigamos a atividade antitumoral in vitro e a toxicidade in vivo das nanocápsulas poliméricas (4L-N). O tratamento com 4L-N diminuiu seletivamente a viabilidade e proliferação de células de glioma C6, sendo ainda mais eficiente do que a molécula livre. Além disso, 4L-N não promoveu toxicidade para astrócitos primários. Demonstramos ainda que o tratamento com dose sub-terapêutica de 4L-N não alterou o peso ou causou mortalidade e não causou toxicidade ou danos periféricos aos ratos. Finalmente, 4L, bem como 4L-N, não alteraram parâmetros de dano oxidativo no fígado e cérebro de ratos. Esses dados mostram que o nanoencapsulamento de 4L potencializou seu efeito antiglioma, e não causou toxicidade in vivo. Sabemos que modificações estruturais na molécula acarretam em mudanças nas propriedades fisico-químicas, sendo possível até mesmo um aumento do seu potencial terapêutico. Assim, uma nova série de derivados de tiazolidononas foi sintetizada nesse trabalho, 2-aril-3-(3-morfolinopropil)tiazolidin-4-onas, e suas atividades anti-inflamatórias e antiglioma 14 foram avaliadas. Por meio de um modelo de edema de orelha induzido por óleo de cróton em camundongos, nove dos desesseis compostos testados apresentaram valores de inibição da inflamação entre 50 e 71%. As células de glioma foram expostas a estas nove tiazolidinonas e as viabilidades celulares foram medidas pelo ensaio MTT, quatro moléculas 4a, 4d, 4f e 4h foram capazes de reduzir a viabilidade das células C6 em 50% a 100 µM, chegando à 80% quando testadas na maior concentração, 500µM. Salientamos também, que apenas uma molécula foi tóxica para astrócitos primários, e somente na maior concentração testada. Considerando a malignidade, a dificuldade de tratamento frente à quimiorresistência e o consequente prognótico dos pacientes, os resultados que obtivemos nesse trabalho são de grande importância. Tomados em conjunto, esses dados sugerem o potencial terapêutico de compostos contendo o heterociclo tiazolidinona para o futuro tratamento de glioma.

Among glioma types, glioblastoma multiforme (GBM) is considered the most malignant and worst form of primary brain tumor. This tumor is usually associated with the presence of an inflammatory microenvironment, which contributes to chemo / radioresistance, resulting in an unfavorable prognosis for the patients. Heterocyclic compounds, such as thiazolidinones, stand out because they have a wide range of important pharmacological properties, including anti-inflammatory and antitumor activities. Thus, the general proposal of this work was to evaluate the therapeutic potential of synthetic thiazolidinones for the treatment of glioma. First, we investigated the in vitro antiglioma effect of a panel of sixteen molecules of class 2-aryl-3 - ((piperidin-1-yl) ethyl) thiazolidin-4-ones, where thirteen molecules showed effect in reducing cell viability, with promising results for compounds 4d, 4l, 4m and 4p, which promoted a viability reduction between 50% and 85%, in a concentration range between 12.5 and 100µM. They induced cell death mainly by mechanisms of late apoptosis and necrosis and, in general, were not cytotoxic to primary astrocytes. Our results also show that treatment with sub-therapeutic doses of 4d, 4l and 4p reduced the growth and malignant characteristics of the glioma in vivo without inducing mortality or peripheral damage to the animals. Knowing that nanocapsules of biodegradable polymers become an alternative to cancer treatment, we nanoencapsulated the molecule that showed the best in vivo results and investigated the in vitro antitumor activity and the in vivo toxicity of polymer nanocapsules (4L-N). Treatment with 4L-N selectively decreased the viability and proliferation of C6 glioma cells, being even more efficient than the free molecule. In addition, 4L-N did not promote toxicity to primary astrocytes. We further demonstrate that treatment with a sub-therapeutic dose of 4L-N did not alter weight or cause mortality and did not cause peripheral toxicity or damage to rats. Finally, 4L, as well as 4L-N, did not alter parameters of oxidative damage in the liver and brain of rats. These data show that 4L nanoencapsulation potentiated its antiglioma effect, and did not cause toxicity in vivo. We know that structural modifications in the molecule lead to changes in physico-chemical properties, and even an increase in its therapeutic potential is possible. Thus, a novel series of thiazolidonone derivatives was synthesized in this work, 2-aryl-3- (3-morpholinopropyl) thiazolidin-4-ones, and its anti-inflammatory and antiglioma activities were evaluated. By means of a mouse edema model induced by mouse oil, nine of the sixteen compounds tested showed inflammation inhibition values 16 between 50 and 71%. Glioma cells were exposed to these nine thiazolidinones and cell viabilities were measured by the MTT assay, four molecules 4a, 4d, 4f and 4h were able to reduce the viability of C6 cells by 50% to 100 µM, reaching 80% when tested at the highest concentration, 500µM. We also noted that only one molecule was toxic to primary astrocytes, and only at the highest concentration tested. Considering the malignancy, the difficulty of treatment against chemoresistance and the consequent prognosis of the patients, the results that we obtained in this work are of great importance. Taken together, these data suggest the therapeutic potential of compounds containing the thiazolidinone heterocycle for the future treatment of glioma.