Síntese, avaliação biológica e modelagem molecular de potenciais antitumorais análogos da sanguinarina planejados por simplificação molecular / Synthesis, biological evaluation and molecular modeling of potential antitumors analogues from sanguinarine designed by molecular simplification

A sanguinarina é um alcaloide capaz de inibir Bcl-xL, uma proteína antiapoptótica que se encontra superexpressa em linhagens tumorais e que está frequentemente relacionada à resistência destas frente a quimioterápicos antineoplásicos. No intuito de identificar potenciais agentes antitumorais, o objetivo deste trabalho foi sintetizar três séries de análogos da sanguinarina planejados por simplificação molecular e avaliar sua atividade biológica. Dez N-benzil-naftil-aminas (3a-e; 4a-e) e dez arilisoquinolinas (6a-e; 7a-e) foram sintetizadas em duas a três etapas reacionais, utilizando-se métodos de aminação redutiva e acoplamento de Suzuki. Insucesso na etapa de reação de Heck impossibilitou a síntese da terceira série, benzofenantridínica, apesar de testadas diversas condições reacionais. Avaliação da citotoxicidade em linhagens de glioblastoma U87MG revelou que a série N-benzilnaftil-amina apresenta melhor atividade quando comparada às aril-isoquinolinas, sendo para ambas, observada atividade superior à temozolamida, principal fármaco para o tratamento de glioblastoma. Estudos em linhagem não tumorigênica MRC-5 demonstraram que os análogos foram significativamente superiores à sanguinarina em relação à seletividade. Os compostos mais mais promissores, 4a e 6e, induziram morte celular por apoptose e causaram despolarização da membrana mitocondrial, indicando morte apoptótica pela via extrínseca. Ademais, 4a interrompeu o ciclo interrompeu o ciclo celular na fase G2/M, indicando que o mesmo seria um agente ciclo celular específico. Simulações de dinâmica molecular sugerem que os compostos interagem com a proteína Bcl-xL principalmente por interações hidrofóbicas, e que o composto 4a apresentaria afinidade com o alvo semelhante à sanguinarina, embora esta tenha apresentado atividade superior em células U87. Perspectivas incluem estudos das vias de indução de morte celular, além da expansão do painel de células. Conclui-se, portanto, que os análogos da sanguinarina representam um arcabouço a ser explorado pelos químicos medicinais no desenvolvimento de potenciais antineoplásico

Sanguinarine is an alkaloid able to inhibit Bcl-xL, an antiapoptotic protein which is overexpressed in tumor cells and related to their resistance against antineoplastic chemotherapy. Regarding to develop potential antitumor agents, the aim of this work was the synthesis of three series of sanguinarine analogues designed by molecular simplification and their biological evaluation. Ten N-benzyl-naphtyl-amines (3a-e; 4ae) and ten aryl-isoquinolines (6a-e; 7a-e) were synthesized in two or three reaction steps through reductive amination and Suzuki coupling. Failure about Heck-type reaction had impaired the synthesis of the thirth series, benzophenanthridine, although several conditions were tested. Cytotoxicity evaluation against U87MG glioblastoma cell line showed that N-benzyl-naphtyl-amines are more active than aryl-isoquinolines and both series were superior to temozolamide, the main drug for glioblastoma treatment. Tests against non-tumorigenic cell MRC-5 indicated that the analogues were significantly superior to sanguinarine regarding selectivity. The most promising compounds, 4a e 6e, induced cell death by apoptosis and mitochondrial membrane depolarization, indicating apoptotic death by extrinsic pathway. 4a provide cell cycle arrest at G2/M phase, suggesting that it is a specific cell cycle agent. Molecular dynamics suggested that compounds interact with Bcl-xL mainly by hydrophobic interactions and 4a has affinity to the protein like sanguinarine, although the last showed superior activity against U87 cells. Perspectives include mechanistics studies about cell death pathway and expanding cell panel. In conclusion, sanguinarine anlogues represent a scaffold to be explored by medicinal chemists to the development of potential antitumor agent

Protection effect of sanguinarine on whole-body exposure of X radiation in BALB/c mice

To investigate the effects of sanguinarine (SAN) on acute radiation induced injury in mice, 45 mice were randomly divided into control, 10 Gy and SAN+10 Gy groups. Mice in the 10 Gy and SAN+10 Gy groups were exposed to single X-ray radiation with an accumulated dose of 10 Gy. Mice in the SAN+10 Gy group were administered intraperitoneally with 2.5 mg/kg body weight of SAN before radiation. Five days after radiation exposure, 5 mice from each group were sacrificed and samples of the small intestine, lung, spleen and liver were fixed for histopathological examinations. Compared with the 10 Gy group, radiation sickness was obviously delayed or attenuated in the SAN+10 Gy group. Survival analysis showed a significant difference between 2 radiation groups (P<0.05) and mean survival time was 3 days longer in the SAN+10 Gy group than in the 10 Gy group (7.21±0.19 vs. 4.20±0.13, P<0.001). Radiation-induced organ damage, based on histopathological examinations, was decreased by SAN pretreatment. Chiu’s pathology grading scores, which is an index of intestinal damage, was significantly lower in the SAN+10 Gy group than in the 10 Gy group (2.77±0.48 vs. 4.37±0.31, P<0.01). A similar result was obtained in the pathological score of lung (1.67±0.21 vs. 2.33±0.38, P<0.01). Our preliminary findings demonstrated that SAN protects animals against radiation-induced sickness and acute damage to organs and following animal death.

Para investigar os efeitos da sanguinarina (SAN) em lesões induzidas em ratos por radiação aguda, 45 ratos foram aleatoriamente divididos em grupo controle, grupo 10 Gy e grupo SAN+10 Gy. Os ratos dos grupos 10 Gy e SAN+10 Gy foram expostos à radiação de raio-X simples com uma dose acumulada de 10 Gy. Aos ratos do grupo SAN+10 Gy administraram-se, intraperitonealmente, 2.5 mg/kg de peso de SAN antes da radiação. Aos 5 dias de exposição à radiação, sacrificaram-se 5 ratos de cada grupo e retiraram-se amostras do intestino delgado, pulmões, baço e fígado para exames histopatológicos. Comparando com o grupo 10 Gy, a doença por radiação foi claramente atrasada e atenuada no grupo SAN+10 Gy. A análise de sobrevivência mostrou diferença significativa entre os dois grupos de radiação (P<0.05) e o tempo de sobrevivência média foi de mais 3 dias no grupo SAN+10 Gy do que no grupo 10 Gy (7.21±0.19 vs 4.20±0.13, P<0.001). Danos induzidos nos órgãos por radiação, baseados em exames histopatológicos, foram reduzidos pelo pré-tratamento com SAN. As pontuações de classificação da patologia Chiu, um índice para os danos intestinais, foi significativamente menor no grupo SAN+10 Gy do que no grupo 10 Gy (2.77±0.48 vs 4.37±0.31, P<0.01). Resultado semelhante foi obtido na pontuação patológica do pulmão (1.67±0.21 vs 2.33±0.38, P<0.01). As nossas descobertas preliminares mostram que SAN protege os animais contra doenças induzidas pela radiação e danos agudos nos órgãos seguidos de morte animal.