Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/10451/15294
Título: Nanoformulations of a potent aquaporin-3 inhibitor with cytotoxic effect against cancer cell lines
Autor: Nave, Mariana Vieira de Almeida
Orientador: Soveral, Graça
Gaspar, Maria Manuela
Castro, Rui E.
Palavras-chave: Aquaporina-3
Cancro
Cuphen
Lipossomas
Teses de mestrado - 2013
Data de Defesa: 2013
Resumo: As aquaporinas (AQPs) são proteínas transmembranares responsáveis pelo transporte de água e de outros solutos, como o glicerol, através das membranas plasmáticas. Estes transportadores entraram recentemente na lista de possíveis alvos terapêuticos na área da oncobiologia uma vez que a sua sobre-expressão está associada a diferentes tipos de cancro. Em particular a aquaporina-3 (AQP3), uma aquagliceroporina abundantemente expressa ao nível da epiderme, é agora tida como “chave” na tumorigénese e quimioresistência em casos de cancro de pele. Deste modo, as AQPs estão a ganhar relevância enquanto alvos biológicos na terapia do cancro e os seus modeladores a reunir interesse por parte da indústria farmacêutica. Recentemente, o nosso grupo descreveu diferentes compostos baseados em iões metálicos como inibidores potentes e selectivos da AQP3 humana. Em particular, o composto derivado de cobre(II) da fenantrolina – Cuphen – demonstrou ter efeito inibitório selectivo sobre a permeabilidade ao glicerol quando testado em eritrócitos humanos, mostrando-se assim promissor para administração in vivo. Por conseguinte, este trabalho teve como principal objectivo o desenvolvimento de um sistema de veiculação adequado, baseado em estruturas lipídicas artificiais, nomeadamente lipossomas, de modo a poder permitir uma estabilização de inibidores da AQP3, alterando o seu perfil de biodistribuição in vivo, proporcionando um direccionamento preferencial para as áreas de interesse terapêutico aquando da sua administração. Assim, e recorrendo à linha celular tumoral A431, derivada de carcinoma epidermoide humano, e que apresenta sobre-expressão endógena de AQP3, foi avaliado o potencial citotóxico de diferentes compostos metálicos inibidores da AQP3. Após identificação do composto mais citotóxico, o Cuphen (([Cu(phen)Cl2]Cl (phen = 1,10-fenantrolina)), já descrito como inibidor selectivo da AQP3 em eritrócitos humanos, foi seleccionado para incorporação em lipossomas de escala nanométrica (inferior a 0.2 μm). Usando diferentes composições lipídicas foram obtidas eficiências de incorporação de cerca de 50%. O efeito citotóxico do Cuphen, nas formas livre e lipossomal, foi avaliado na linha celular A431 e numa linha de cancro de cólon de murganho (C26). Para a forma livre, obtiveram-se valores de IC50 de 3.0 ± 0.4 μM e 1.8 ± 0.1 μM para as linhas A431 e C26, respectivamente, após 72h de incubação. A incorporação do Cuphen em lipossomas permitiu a preservação do seu efeito citotóxico (IC50 ≤ 10 μM após 72h de incubação). É ainda de referir que os lipossomas vazios não apresentaram qualquer efeito a nível da viabilidade das células testadas. Com base nestes resultados, o estudo de formulações lipossomais para encapsular este inibidor deve ser aprofundado e o estabelecimento de um modelo animal de melanoma humano deve ser considerado, por forma a avaliar o efeito terapêutico deste composto metálico.
Aquaporins (AQPs) are a family of small transmembrane proteins that facilitate the transport of water and other solutes, such as glycerol, across the cell plasma membrane. AQPs are now part of the expanding list of effectors in cancer biology after establishment of positive correlations between the histological tumor grade and their aberrant expression in different tumor types. In particular, the AQP3 aquaglyceroporin, which is abundantly expressed in skin keratinocytes, is now seen as a key player in skin tumorigenesis and chemoresistance. Therefore, AQPs are gaining relevance as drug targets for cancer therapy and AQPs' modulators are gathering interest from the pharmaceutical industry. Our group recently reported different metallodrugs as potent and selective human AQP3 inhibitors for further exploitation on in vivo studies. Pursuing this idea, this work had as major aim the development of appropriate drug carrier systems based on artificial closed structures formed by lipid bilayers – liposomes – that may stabilize AQP3 inhibitors and improve in vivo delivery. With this aim, a cytotoxic screening using different AQP3 inhibitors against a human epidermoid carcinoma cell line (A431), presenting endogenous overexpression of AQP3, was performed. Cuphen ([Cu(phen)Cl2]Cl (phen = 1,10-phenantroline)), previously shown to selectively inhibit AQP3 glycerol transport in human red blood cells, was selected as the most promising inhibitor and incorporated in liposomes in a nanometric scale (below 0.2 μm). Using different lipid compositions, incorporation efficiencies of approximately 50% were achieved. The in vitro cytotoxic effect of Cuphen, in both free and liposomal forms, was assessed in the A431 and the C26 murine colon cancer cell lines. In the free form, the IC50 obtained was 3.0 ± 0.4 μM and 1.8 ± 0.1 μM for the A431 and for C26, respectively, after 72h of incubation. The incorporation of Cuphen in liposomes was able to preserve the cytotoxic effect of this AQP3 inhibitor (IC50 ≤ 10 μM after 72h of incubation). Moreover, unloaded liposomes did not exert any effect on the viability of these cancer cells. In view of these in vitro results, more liposomal formulations should be tested and the establishment of a murine melanoma model to evaluate the therapeutic effect of Cuphen formulations should be considered.
Descrição: Tese de mestrado, Ciências Biofarmacêuticas, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2013
URI: http://hdl.handle.net/10451/15294
Designação: Mestrado em Ciências Biofarmacêuticas
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