A esponja marinha Polymastia janeirensis como fonte de novos fármacos contra o câncer

Abstract

Nos últimos anos, o ambiente marinho tem sido pesquisado para uma variedade de compostos com diferentes atividades biológicas. Entre todos os organismos marinhos, as esponjas representam uma das fontes mais promissoras de novas drogas contra o câncer. Embora o litoral brasileiro seja o segundo mais extenso depois da Austrália, existem poucos estudos com esponjas marinhas coletadas no Brasil objetivando a descoberta de novos fármacos. Nesse trabalho, nós investigamos os efeitos de diferentes extratos da esponja marinha Polymastia janeirensis na viabilidade de uma linhagem de glioma humano (U138MG). Além disso, avaliamos a seletividade do efeito, caracterizamos os mecanismos envolvidos no processo de morte celular e isolamos as frações ativas responsáveis pelas atividades encontradas. De uma maneira geral, um efeito antiproliferativo foi observado quando as células forma expostas aos extratos (aquoso e orgânico) da esponja. Entretanto, as doses mais altas (50 e 100 μg/ml) foram extremamente citotóxicas, inibindo mais de 80% a proliferação e a viabilidade celular. Além disso, uma morte celular por necrose foi observada com essas doses, enquanto uma morte celular por apoptose foi observada com a dose mais baixa (10 μg/ml). Nós também demonstramos que a rota apoptótica ativada em resposta aos extratos era a via intrínseca, e que a produção de radicais livres estava, pelo menos em parte, relacionada ao efeito bifásico (apoptose ou necrose) encontrado. Os resultados aqui apresentados demonstram a existência de uma seletividade do efeito citotóxico, uma vez que os extratos não induziram morte em culturas de astrócitos na dose em que foi observada morte por apoptose nos gliomas. Ademais, uma potente atividade apoptótica foi observada com o composto ativo isolado da esponja marinha alvo desse estudo. Os nossos resultados sugerem que a esponja marinha alvo desse estudo pode ser considerada uma boa fonte para o desenvolvimento de novas drogas contra o câncer.

Over the last years, the marine environment has been screened for a variety of compounds with different biological activities. Among all marine organisms, sponges represent one of the most promising source of new drug leads for cancer. Although Brazil has the second most extensive coastline after Australia, there are just few reports in which the authors have screened Brazilian sponge extracts for biological activities. In this work, we examine the anti-proliferative effects of crude extracts of the marine sponge Polymastia janeirensis in the U138MG human glioma cell line. Moreover, we investigate the effects on selective cytotoxicity in the glioma cells in comparison with a normal, untransformed cell culture, as well as examine the apoptotic pathway activated in response to treatments with extracts of P. janeirensis. Yet, we performed a bioassayguided fractionation to found the active fractions in the extracts. Exposure of glioma cells to treatments resulted in cell number decrease with both aqueous and organic extracts. Moreover, sponge extracts reduced glioma cell viability. However, higher doses (50 e 100 μg/ml) induced a stronger cytotoxic effect when compared to the lower dose tested (10 μg/ml), inhibiting more than 80% of cellular growth and viability. Our results showed that sponge extracts caused necrosis in the glioma cell line at higher doses, while a high percentage of apoptotic glioma cells were observed at 10 μg/ml. We also demonstrated that marine sponge extracts induces oxidative cell death through a receptor-independent pathway under our assays condictions, and ROS productions may be related to the biphasic effect (apoptosis or necrosis) observed. Furthermore, our results suggested a selective cytotoxic effect on glioma cell line compared to a normal cell culture, since the effect on viability found in glioma cells was not observed in astrocyte cultures with the lower dose (10 μg/ml). Yet, a strong apoptotic activity was observed with the active fraction isolated from P. janeirensis. Our results suggest that this marine sponge may be considered a good source for new antiglioma metabolites.