Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10316/33279
Title: The potential therapeutic effect of shikonin in hematological neoplasias
Authors: Marques, Bárbara Almeida 
Orientador: Ribeiro, Ana Bela Sarmento Cruz
Alves, Raquel Silva
Keywords: Neoplasias hematológicas; Terapêutica por associação de medicamentos
Issue Date: 2016
Abstract: Hematologic malignancies (HM) are increasing and present different etiology, clinical findings and prognosis according to their lineage. Although many investigations, the treatment of these diseases is still not effective and it is important to continue studying other drugs and strategies to improve treatment response and to minimize side effects. Shikonin (SHK), the most important component of Lithospermum erythrorhizon, has been described as having multiple biological functions, including antitumor effects. Several studies have showed the potential therapeutic in innumerous solid cancers, including lung adenocarcinoma, colorectal cancer and glioma, decreasing cell proliferation and inducing apoptosis. It seems that SHK cause oxidative damage and, consequently, apoptosis. However, the exact molecular mechanisms of action have not been completely defined, mainly in HM. Thus, the aim of this study was to evaluate the potential therapeutic effect of Shikonin in hematological malignancies and to evaluate some molecular mechanisms of SHK, mainly the induction of oxidative stress. For this purpose, three HM cell lines were used: HEL cells, an Erythroleukemia cell line; NB-4 cells, an Acute Promyelocytic Leukemia cell line; and H929 cells, a Multiple Myeloma cell line. Cells were cultured in absence and presence of different concentrations of SHK in single and daily dose administration schemes and metabolic activity was analyzed by Rezasurin assay. Cell death was determined by optical microscopy and flow cytometry (FC). The caspases activation, mitochondrial membrane potential and cell cycle was evaluated by FC, using the ApoStat probe, the JC-1 dye and PI/RNase solution, respectively. Peroxides and reduced glutathione (GSH) levels were measured to evaluate the oxidative stress, using fluorescent probes (DHR-123 and mercury orange, respectively). Our results showed that SHK reduce metabolic activity in a time, dose, administration scheme and cell type dependent manner, being the NB-4 cells the more sensitive. The administration of SHK in a daily dose seems to reduce more accentuated the metabolic activity, The Potential Therapeutic Effect Of Shikonin In Hematological Neoplasias especially in NB-4 cells. SHK induces cell death mainly by apoptosis, which may be related with the increase in activated caspases expression levels and the decrease of mitochondrial membrane potential. The cell cycle analysis confirmed the SHK’s cytostatic and cytotoxic effect. These results could be mediated by an oxidant state induced by SHK since treated cells exhibited a higher peroxides/GSH ratio. Concluding, SHK might be used as a new therapeutic approach in different hematological malignancies. However, the therapeutic efficacy may depend on the cell type and on schedule of drug administration used.
As neoplasias hematológicas estão a aumentar e apresentam diferentes etiologias, características clínicas e prognóstico, de acordo com a sua linhagem. Apesar dos inúmeros estudos, o seu tratamento não é completamente eficaz e, por isso, é importante continuar a investigar outros fármacos e outras estratégias de tratamento para melhorar a resposta e minimizar os efeitos adversos do tratamento. A Shikonin (SHK), o componente mais importante da planta Lithospermum erythrorhizon, tem sido apontado como tendo várias funções biológicas, nomeadamente efeitos anti-tumorais. Estudos têm mostrado o potencial terapêutico em várias neoplasias sólidas, nomeadamente adenocarcinoma pulmonar, cancro coloretal e glioma, por diminuição da proliferação celular e indução de apoptose. O efeito citotóxico da SHK parece estar associado à lesão oxidativa e, consequentemente, apoptose. Todavia, o mecanismo molecular exato não está completamente definido, principalmente nas neoplasias hematológicas. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar o potencial terapêutico da Shikonin nas neoplasias hematológicas e avaliar alguns mecanismos moleculares, nomeadamente o stresse oxidativo. Para o efeito, utilizaram-se as células HEL (Leucemia Eritroblástica Aguda), as NB-4 (Leucemia Promielocítica Aguda), e as H929 (Mieloma Múltiplo). Estas células foram incubadas na ausência e presença de concentrações crescentes de SHK, em administração única e fracionada, e a atividade metabólica foi avaliada pelo ensaio da resazurina. Posteriormente, a morte celular foi analisada por microscopia ótica e por citometria de fluxo (CF). Foi ainda avaliada a ativação das caspases, o potencial de membrana mitocondrial e o ciclo celular por CF através da marcação com a sonda ApoStat, o corante JC-1 e a solução IP/RNase, respetivamente. Os níveis de peróxidos e a concentração de glutationa reduzida foram medidos para avaliar o stresse oxidativo, utilizando sondas fluorescentes. The Potential Therapeutic Effect Of Shikonin In Hematological Neoplasias vi Os nossos resultados mostraram que a SHK induz diminuição da atividade metabólica, dependente do tempo, da dose, do esquema de administração e da linha celular, sendo as células NB-4 as mais sensíveis. A administração fracionada mostrou-se mais eficaz na redução da atividade metabólica, especialmente nas células NB-4. Além disso, a SHK induziu morte por apoptose, o que pode estar relacionado com o aumento dos níveis de expressão de caspases ativadas e com a diminuição do potencial de membrana mitocondrial. A análise do ciclo celular confirmou os efeitos citostático e citotóxico induzidos pela SHK. Estes efeitos podem ser mediados por stresse oxidativo, uma vez que se verificou aumento da razão peróxidos/glutationa reduzida nas células tratadas com SHK. Concluindo, estes resultados sugerem que a Shikonin poderá ser útil como nova abordagem terapêutica em neoplasias hematológicas. Contudo, a sua eficácia terapêutica poderá depender do tipo de neoplasia e do esquema de administração utilizado.
Description: Trabalho final de mestrado integrado em Medicina área científica de Biologia Molecular Aplicada/Hematologia, apresentada á Faculdade de Medicina da Universidade de Coimbra
URI: http://hdl.handle.net/10316/33279
Rights: openAccess
Appears in Collections:FMUC Medicina - Teses de Mestrado

Files in This Item:
File Description SizeFormat
Tese BM2.pdf1.36 MBAdobe PDFView/Open
Show full item record

Page view(s) 50

503
checked on Nov 30, 2021

Download(s)

163
checked on Nov 30, 2021

Google ScholarTM

Check


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.