Toxicidade do complexo ternário mononuclear de magnésio derivado do ácido valproico com 1,10-fenantrolina : um estudo do potencial citotóxico, genotóxico e mutagênico empregando diferentes modelos biológicos

Abstract

O ácido valproico (AV) é um medicamento amplamente utilizado no tratamento de doenças neurológicas como epilepsia, transtorno bipolar e esquizofrenia. Devido a descoberta de seu potencial inibidor de histonas desacetilases (HDAC), o AV tem sido objeto de estudos relacionados a terapia anticâncer. Entretanto, uso do AV possui limitações por ocasionar toxicidade sistêmica. Sendo assim, torna-se necessário o desenvolvimento de novos fármacos com o objetivo de reduzir os efeitos colaterais de medicamentos já utilizados na clínica. Partindo do princípio econômico e em agilidade, novas drogas desenvolvidas a partir de moléculas pré-existentes se torna uma estratégia mais eficaz. Dessa forma, no presente trabalho foi analisado o potencial citotóxico, genotóxico e mutagênico bem como as vias de reparação de DNA envolvidas na resposta ao dano induzido pelo complexo de magnésio à base de ácido valproico com 1,10- fenantrolina - [Mg(Valp)2Phen] - utilizando células de fibroblasto de pulmão de hamster chinês V79, células de glioblastoma multiforme (M059J, U87MG e U251MG) e a levadura Saccharomyces cerevisiae. Os resultados mostraram que complexo [Mg(Valp)2Phen] apresenta maior efeito citotóxico do que o valproato de sódio em células V79, gliomas e levedura. Esse efeito está possivelmente ligado a capacidade de intercalação do complexo de magnésio identificada pelo teste de dicroísmo circular. A capacidade de se intercalar no DNA induz alterações na dupla hélice que podem levar a quebras no DNA, como verificado no ensaio cometa e teste de micronúcleos, mutações frameshift e pontuais visto em leveduras e a morte celular. Os danos induzidos pelo [Mg(Valp)2Phen] são reparados pela via de reparo por excisão de nucleotídeos (NER), recombinação homóloga (HR), recombinação não homóloga (NHEJ) e síntese translesão (TLS), como identificado em leveduras pela diferença na sobrevivência de linhagens proficientes e deficientes nessas vias. Ainda, pode ser observado que aparentemente a via de reparo por excisão de bases (BER) contribui na toxicidade do complexo. Por fim, constatou-se a seletividade do complexo a medida que esse se mostrou mais citotóxico e genotóxico nos gliomas do que na célula não tumoral de fibroblasto de pulmão humano (MRC5), indicando perspectivas terapêuticas interessantes. Dessa forma, nosso estudo apresenta dados pioneiros e relevantes que sugerem a potencial aplicação do complexo [Mg(Valp)2Phen] como agente citotóxico.

Valproic acid (VA) is a drug widely used in the treatment of neurological diseases such as epilepsy, bipolar disorder and schizophrenia. Due to the discovery of its potential to inhibit histone deacetylases (HDACs), VA has become the subject of studies related to anticancer therapy. However, the use of VA has limitations because it causes systemic toxicity. Therefore, the development of new drugs is necessary in order to reduce the side effects of drugs already used in the clinic. Based on the principle of economy and agility, new drugs developed from pre-existing molecules becomes a more effective strategy. Thus, in the present work we analyzed the cytotoxic, genotoxic and mutagenic potential as well as the DNA repair pathways involved in the response to damage induced by the magnesium complex based on valproic acid with 1, 10-phenanthroline - [Mg(Valp)2Phen] - using Chinese hamster lung fibroblast V79 cells, glioblastoma multiforme cells (M059J, U87MG and U251MG) and the yeast Saccharomyces cerevisiae. The results showed that [Mg(Valp)2Phen] complex exhibits greater cytotoxic effect than sodium valproate on V79 cells, gliomas and yeast. This effect should be due to the ability of the magnesium complex to intercalate into DNA inducing changes in the double helix that can lead to DNA breaks, observed by comet assay and micronucleus test, frameshif and point mutations, as seen in yeast, and cell death. The damage induced by [Mg(Valp)2Phen] is repaired by the nucleotide excision repair (NER), homologous recombination (HR), nonhomologous end joining (NHEJ), and translesion synthesis (TLS) pathways, as identified in yeast by the difference in survival of strains proficient and deficient in these pathways. Also, it can be observed that apparently the base excision repair (BER) pathway contributes to the toxicity of the complex. Finally, we observed the selectivity of the complex as it was more cytotoxic and genotoxic in gliomas than in the non-tumor human lung fibroblast cell (MRC5), indicating interesting therapeutic perspectives. Thus, our study presents pioneering and relevant data indicating the potential application of the complex [Mg(Valp)2Phen] as a cytotoxic agent.