Avaliação do potencial antitumoral do bozepinib livre ou em nanocápsulas em ensaios pré-clínicos de glioblastoma

Abstract

O Glioblastoma (GBM) é o mais comum e agressivo tumor cerebral que acomete adultos e, apesar dos avanços em seu diagnóstico e tratamento, não houve aumento significativo na sobrevida dos pacientes. O bozepinib (BZP) é um novo composto com atividade anticâncer que vem sendo estudado por suas promissoras atividades farmacológicas, principalmente sua potente e seletiva atividade antitumoral e antimetastática in vitro e in vivo em câncer de mama, cólon e melanoma. Nesse contexto, este estudo teve como objetivo avaliar o efeito citotóxico do BZP em linhagens de GBM, bem como elucidar seu papel frente a vias de proliferação, resistência e morte celular. Além disso desenvolvemos e caracterizamos nanocápsulas de núcleo lipídico carregadas com BZP e revestidas com quitosana (BZP-LNC+) a fim de melhorar as características físico-químicas desse composto com o objetivo de avaliar sua atividade in vivo. No primeiro set de experimentos, o BZP apresentou atividade citotóxicas em células GBM (C6 e U138) com baixos valores de IC50 quando comparado a células não tumorais (MRC-5). Identificamos que o tratamento com este composto induz morte celular por apoptose dependente de caspase, com formação de autofagossomos, ativação da via NF-kB, sem qualquer alteração significativa na progressão do ciclo celular e na via Akt. Além disso, o BZP foi capaz de modular o sistema purinérgico, aumentando a expressão e a atividade da enzima CD39, enquanto exibiu atividade inibitória da enzima CD73 in sílico e in vitro, reduzindo a hidrólise de AMP e a formação de adenosina Além disso, a exposição durante 24h com BZP foi capaz de selecionar células CD133+/NF-kB resistentes e em apenas dois ciclos de tratamento, todas as células foram eliminadas. A seguir, desenvolvemos e validamos com sucesso um método analítico sensível para quantificar BZP-LNC+ e, as formulações apresentaram características físico-químicas com tamanhos de partícula adequadas, estreita distribuição de tamanho, carga superficial positiva e, alta eficiência de encapsulação. BZPLNC+ apresentou citotoxicidade contra células GBM após 72h de tratamento, com valores de IC50 de aproximadamente 0,4 μM, induzindo morte celular por apoptose. Além disso, o tratamento combinado entre BZP-LNC+ e TMZ mostrou um efeito citotóxico sinérgico em células GBM, potencializando a indução de apoptose mesmo com concentrações reduzidas de ambas as drogas testadas. O co-tratamento com TMZ + BZP-LNC+ reduziu o crescimento do glioma in vivo em cerca de 81% quando comparado ao grupo controle. Em conjunto, concluímos que o BZP-LNC+ é um interessante candidato para o tratamento do GBM, encorajando mais estudos sobre o potencial terapêutico, a fim de melhor compreendermos o seu mecanismo de ação in vivo.

Glioblastoma (GBM) is the most common and aggressive brain tumor affecting adults, and despite advances in its diagnosis and treatment, there has been no significant increase in patient survival. Bozepinib (BZP) is a new compound with anticancer activity that has been studied for its promising pharmacological activities, especially its potent and selective antitumor and antimetastatic activity in vitro and in vivo against breast, colon and melanoma cancer. In this context, this study aimed to evaluate the cytotoxic effect of BZP in GBM cells, as well as to elucidate its role in proliferation, resistance and cell death pathways. In addition, we developed and characterized lipid-core nanocapsules loaded with BZP and coated with chitosan (BZPLNC+) to improve the physical-chemical characteristics of this compound in order to evaluate its GBM activity in vivo. In the first set of experiments, BZP showed cytotoxic activity in GBM cells (C6 and U138) with low IC50 values when compared to non-tumor cells (MRC-5). We identified that BZP treatment induces cell death by apoptosis caspase-dependent, with autophagosomes formation, NF-kB activation, without any significant alteration in the cell cycle progression and in the Akt pathway. In addition, BZP was able to modulate the purinergic system, increasing the expression and activity of the CD39 enzyme, while exhibiting inhibitory activity of the CD73 enzyme in sílico and in vitro, reducing AMP hydrolysis and adenosine formation. Furthermore, exposure for 24h with BZP was able to select CD133+/ NF-kB resistant cells and, in only two treatment cycles, all cells were eliminated. Next, we successfully developed and validated a sensitive analytical method to quantify BZP-LNC+ and, the formulations showed physicochemical characteristics with adequate particle sizes, narrow size distribution, positive zeta potential, and high encapsulation efficiency. BZP-LNC+ exhibited cytotoxicity against GBM cells after 72 h of treatment, with IC50 values of approximately 0.4 μM, inducing cell death by apoptosis. In addition, the combined treatment between BZP-LNC+ and TMZ showed a synergistic cytotoxic effect in GBM cells, potentiating the induction of apoptosis even with reduced concentrations of both drugs tested. Co-treatment with TMZ + BZP-LNC+ reduced glioma growth in vivo by about 81% when compared to control group. Together, we conclude that BZP-LNC+ is an interesting candidate for GBM treatment, encouraging further studies on the therapeutic potential to better understand its mechanism of action in vivo.