Apesar de a cisplatina ser um dos fármacos anticancerígenos mais usados em todo o mundo, desde a sua descoberta nos anos sessenta, os seus graves efeitos secundários e resistência adquirida conduziram à busca de agentes de Pt(II) e Pd(II) de nova geração, tais como quelatos polinucleares com poliaminas com ligandos “ponte”, visando uma maior eficácia antitumoral e uma menor toxicidade. Estes compostos actuam através de ligações covalentes ao DNA (o principal alvo terapêutico) mediante interacções não acessíveis aos fármacos de platina convencionais, induzindo um efeito acrescido. Porém, os mecanismos subjacentes a esta actividade são desconhecidos a nível molecular, o que reforça a importância de estabelecer uma relação entre as preferências estruturais/conformacionais destes sistemas com a sua actividade antitumoral e impacto bioquímico.
O IP e elementos da equipa (QFM-UC) têm estado envolvidos no estudo de complexos polinucleares de Pt e Pd derivados da cisplatina contendo aminas alifáticas (ex. putrescina, espermidina e espermina, também investigadas pela equipa), com vista à sua caracterização conformacional e determinação da actividade anticancerígena em linhas celulares neoplásicas humanas. Esta actividade foi desenvolvida no âmbito de diversos projectos: PBIC/C/QUI/2219/95 (LABC como IP); POCTI/33199/QUI/00 (MPM como IP), POCTI/QUI/47256/2002 (MPM como IP), PTDC/QUI/66701/2006 (MPM como IP); POCI/SAU-BEB/66896/2006; Acções Europeias COST 922 BM1401 (http://bit.ly/1vTAp8A); Programa EU/IHP – ISIS Neutrons (MPM e LABC como IP´s de grupo). Assim, foram estabelecidas Relações Estrutura-Actividade (REA´s) para estes sistemas, tendo sido obtidos resultados promissores para um quelato de Pd(II). O projecto agora proposto é assim uma continuação natural desta linha de investigação, com o objectivo de alargar a informação já obtida sobre este tipo de complexos metálicos ao seu perfil farmacocinético e farmacodinâmico, com especial atenção a: (i) biodisponibilidade em células e tecidos; (iii) efeitos cito- e histológicos; (iii) alterações metabólicas induzidas.
Foram escolhidas várias metodologias como as mais apropriadas para atingir os objectivos propostos: espectroscopia vibracional (Raman, Infravermelho com Transformadas de Fourier (FTIR), Dispersão Inelástica de Neutrões (INS)) e Extended X-ray Absorption Fine Structure (EXAFS) com fonte de sincrotrão, para uma rigorosa caracterização da esfera de coordenação do metal nos complexos e respectivos aductos com o DNA. Quantificação da concentração intracelular dos complexos por LC-MS/MS (cromatografia de líquidos/espectrometria de massa), e determinação da sua biodisponibilidade mediante técnicas de absorção atómica e contagem por cintilação. Microespectroscopias de Raman e de infravermelho com radiação de sincrotrão (SR-IRMS), originando imagens químicas 3D de células vivas, para avaliação da biodistribuição e alterações metabólicas. Trata-se de técnicas de excelência para a obtenção de imagens de alta resolução ao nível celular (e sub-celular), especialmente úteis em análises cito- e histopatológicas após administração da droga. Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear de líquidos (1H e 31P) e por rotação segundo o ângulo mágico (HRMAS RMN), para analisar extractos celulares e avaliar o impacto dos agentes investigados sobre o metabolismo intracelular, respectivamente. A caracterização por RMN de combinações seleccionadas quelato/linha celular fornecerá informação específica sobre os metabolitos afectados. Ensaios pré-clínicos ex vivo e in vivo para determinação da capacidade antitumoral dos complexos e das modificações histológicas induzidas, utilizando a membrana corioalantóica (CAM) como modelo de crescimento tumoral, e xenoenxertos de células cancerígenas humanas em ratinho. O efeito de compostos antioxidantes da dieta sobre a actividade deste tipo de agentes quimioterapêuticos será ainda avaliada.
Em suma, o presente projecto pretende colmatar a lacuna existente entre a actividade anticancerígena medida para complexos de poliaminas com Pt(II) e Pd(II) (com base em REA´s previamente estabelecidas) e a sua biodistribuição e impacto bioquímico (metabólico e histológico). Será ainda investigado o efeito de compostos antioxidantes presentes na dieta sobre a farmacodinâmica dos quelatos, para uma melhor compreensão da influência da dieta quotidiana na intervenção quimioterapêutica. Para o êxito deste projecto multidisciplinar contribuirá a reconhecida experiência dos elementos da equipa nas diferentes técnicas a serem utilizadas, numa colaboração estreita entre seis instituições de reconhecido mérito científico (nacionais e internacionais).
Estado
Terminado
Período
2016 a 2019
Financiamento
198.690,00 €
Código do projecto
PTDC/QEQ-MED/1890/2014
Entidade Financiadora
Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT), Portugal
Membros
Maria Paula Matos Marques Catarro (Investigador responsável)
Luís Alberto Esteves Batista de Carvalho
Ana Margarida Amado Roque Batista
Ana Lúcia Marques Batista de Carvalho
Adriana Maria Pires Mamede
Publicações
Impact of the Pd2Spermine Chelate on Osteosarcoma Metabolism: an NMR Metabolomics Study
I. Lamego, M.P.M. Marques, I.F. Duarte, A.S. Martins, H. Oliveira e A.M. Gil
Journal of Proteome Research 16, 1773-1783 (2017)
Intracellular Water – an Overlooked Drug Target? Cisplatin´s Impact in Cancer Cells Probed by Neutrons
M.P.M. Marques, A.L.M. Batista de Carvalho, V. Garcia-Sakai, L. Hatter e L.A.E. Batista de Carvalho
Physical Chemistry Chemical Physics 19, 2702-2713 (2017)
Anti-invasive and Anti-proliferative Synergism Between Docetaxel and a Polynuclear Pd-Spermine Agent
A.L.M. Batista de Carvalho, P.S.C. Medeiros, F.M. Costa, V.P. Ribeiro, J.B. Sousa, C. Diniz e M.P.M. Marques
PLoS ONE 11, e0167218 (2016).
Chemotherapeutic Response to Cisplatin-like Drugs in Human Breast Cancer Cells Probed by Vibrational Microspectroscopy
A.L.M. Batista de Carvalho, M. Pilling, P. Gardner, J. Doherty, G. Cinque, K. Wehbe, C. Kelley, L.A.E. Batista de Carvalho, M.P.M. Marques
Faraday Discussions 187, 273-298 (2016)