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Tipo de Documento: Tese
Título: Efeito cardioprotetor do complexo de inclusão D-Limoneno Hidroxipropil-β-Ciclodextrina na Cardiotoxicidade induzida por Doxorrubicina em modelo animal
Autor(es): Durço, Aimée Obolari
Data do documento: 2024
Orientador: Santos, Márcio Roberto Viana dos
Coorientador: Campos, Danilo Roman
Resumo: Introdução: A cardiotoxicidade (cdtx) induzida pela Doxorrubicina (Doxo) é um problema comum no tratamento do câncer, sendo este o principal fator limitante para seu o seu uso na clínica por promover alterações cardíacas mecânicas e eletrocardiográficas; ainda assim, não existe um tratamento específico, que seja amplamente aceito, para a cdtx induzida por Doxo. Produtos naturais têm sido testados de maneira exitosa no tratamento para doenças cardiovasculares, mais especificamente, o monoterpeno D-limoneno (DL) foi testado com sucesso como agente cardioprotetor em modelos animais; no entanto, é volátil e tem baixa solubilidade em água, o que limita seu uso clínico. Assim, o complexo DL com hidroxipropil- β-ciclodextrina (HPβCD) poderia melhorar suas propriedades. O objetivo geral deste trabalho foi investigar, através de ensaio experimental, o efeito cardioprotetor do complexo de inclusão D-limoneno-hidroxipropil-β-ciclodextrina (HβDL) na cdtx induzida por Doxo. Métodos: Os animais foram divididos em grupos (n=5) e tratados, por via intraperitoneal, ou com DL (10 mg/kg), ou HβDL (10, 30 e 100 mg/kg), ou HPβCD (100 mg/kg), ou com veículo (NaCl 0,9%/DMSO 0,1%); a cdtx foi induzida com Doxo (20 mg/kg). Para avaliação de lesão cardíaca, CK-MB e LDH foram dosados no soro sanguíneo de todos os grupos. Para as demais avaliações como análise histológica, parâmetros eletrocardiográficos, suscetibilidade a arritmias in vivo e in vitro, potencial de ação (PA), corrente de cálcio tipo L (ICa,L), produção de espécies reativas de oxigênio citosólico e mitocrondrial, massa mitocondrial, transiente de cálcio, contratilidade, atividade de enzimas antioxidantes, lipoperoxidação, expressão de quinase II dependente de Ca2+/calmodulina (CaMKII), Bax, BCl2 e Caspase 3, foi utilizado HβDL 10 mg/kg. Docking molecular também foi realizado. Para a análise estatística utilizou- se ANOVA one-way/two-way, conforme o caso, ou o teste qui-quadrado, seguidos do teste post hoc de Bonferroni, sendo considerada significância quando P < 0,05. Resultados: Os biomarcadores de lesão cardíaca CK-MB e LDH foram elevados no grupo Doxo em comparação com o controle, e foram revertidos por HβDL em todas as doses. Alterações histológicas de infiltrado celular e vacúolos apresentados no grupo Doxo foram prevenidos por HβDL. HβDL oportunizou ganho de peso corporal semelhante ao grupo controle. Parâmetros eletrocardiográficos de QTc, QRS e BPM estavam aumentados no grupo Doxo, o que foi prevenido no grupo HβDL; a arritmia in vivo foi 50% maior no grupo Doxo do que no grupo HβDL. Arritmia no PA, duração e desvio padrão médio do PA, amplitude do transiente e ondas de cálcio estavam aumentados no grupo Doxo, o que foi prevenido pelo HβDL. A ICa,L estava aumentada no grupo Doxo, o que também foi prevenido por HβDL. O encurtamento sarcomérico e o tempo para relaxamento em 50% estavam reduzidos no grupo Doxo, e HβDL restaurou ambos os parâmetros. HβDL preveniu o fenótipo de aumento da expressão de CaMKII fosforilada e oxidada pela administração de Doxo, como também o aumento nas espécies reativas citoplasmática e mitocondrial e massa mitocondrial. As atividades da glutationa peroxidase e superóxido dismutase (SOD) mitocondrial, que estavam diminuídas no grupo Doxo foi restaurada no grupo HβDL. Não houve diferença nas atividades da catalase e SOD citoplasmática. HβDL impediu o aumento de proteínas pró- apoptóticas Bax e Caspase 3, e da lipoperaxidação, induzidos por Doxo. Não houve alteração na expressão de Bcl-2. O docking molecular exibiu afinidade entre DL e os dois ligantes avaliados – CaMKII e quinase da cadeia leve da miosina. Conclusão: O HβDL 10 mg/kg preveniu o aumento em biomarcadores de lesão cardíaca e alterações estruturais no tecido cardíaco, melhorou perfil eletrocardiográfico, diminuiu percentual de arritmia in vivo e in vitro, reduziu ondas de cálcio, preveniu alterações no PA e na dinâmica de contração/relaxamento do cardiomiócito, impediu o aumento da ICa,L, inibiu ativação da CaMKII, melhorou perfil redox e suprimiu vias apoptóticas. Os resultados validam o desenho de estudo e mostram um potencial efeito cardioprotetor promissor do HβDL.
Abstract: Introduction: Cardiotoxicity (cdtx) induced by Doxorubicin (Doxo) is a common problem in the treatment of cancer, which is the main limiting factor for its use in the clinic as it promotes mechanical and electrocardiographic cardiac changes; Still, there is no specific, widely accepted treatment for Doxo-induced cdtx. Natural products have been successfully tested in the treatment of cardiovascular diseases, more specifically, the monoterpene D-limonene (DL) was successfully tested as a cardioprotective agent in animal models; however, it is volatile and has low solubility in water, which limits its clinical use. Thus, the DL complex with hydroxypropyl-β-cyclodextrin (HPβCD) could improve its properties. The general objective of this work was to investigate, through experimental testing, the cardioprotective effect of the D-limonene-hydroxypropyl-β-cyclodextrin (HβDL) inclusion complex on Doxo-induced cdtx. Methods: The animals were divided into groups (n=5) and treated intraperitoneally with either DL (10 mg/kg), or HβDL (10, 30 and 100 mg/kg), or HPβCD (100 mg/kg ), or with vehicle (0.9% NaCl/0.1% DMSO); cdtx was induced with Doxo (20 mg/kg). To assess cardiac injury, CK- MB and LDH were measured in the blood serum of all groups. For other assessments such as histological analysis, electrocardiographic parameters, susceptibility to arrhythmias in vivo and in vitro, action potential (AP), L-type calcium current (ICa,L), production of cytosolic and mitochondrial reactive oxygen species, mitochondrial mass , calcium transient, contractility, activity of antioxidant enzymes, lipoperoxidation, expression of Ca2+/calmodulin-dependent kinase II (CaMKII), Bax, BCl2 and Caspase 3, HβDL 10 mg/kg was used. Molecular docking was also performed. For statistical analysis, one-way/two-way ANOVA was used, as appropriate, or the chi-square test, followed by the Bonferroni post hoc test, with significance being considered when P < 0.05. Results: Cardiac injury biomarkers CK-MB and LDH were elevated in the Doxo group compared to control, and were reversed by HβDL at all doses. Histological changes of cellular infiltrate and vacuoles presented in the Doxo group were prevented by HβDL. HβDL led to body weight gain similar to the control group. Electrocardiographic parameters of QTc, QRS and BPM were increased in the Doxo group, which was prevented in the HβDL group; in vivo arrhythmia was 50% higher in the Doxo group than in the HβDL group. AP arrhythmia, duration and mean standard deviation of AP, transient amplitude and calcium waves were increased in the Doxo group, which was prevented by HβDL. ICa,L was increased in the Doxo group, which was also prevented by HβDL. Sarcomeric shortening and time to relaxation by 50% were reduced in the Doxo group, and HβDL restored both parameters. HβDL prevented the phenotype of increased expression of phosphorylated and oxidized CaMKII by Doxo administration, as well as the increase in cytoplasmic and mitochondrial reactive species and mitochondrial mass. The activities of mitochondrial glutathione peroxidase and superoxide dismutase (SOD), which were decreased in the Doxo group, were restored in the HβDL group. There was no difference in catalase and cytoplasmic SOD activities. HβDL prevented the increase in pro- apoptotic proteins Bax and Caspase 3, and lipoperaxidation, induced by Doxo. There was no change in Bcl-2 expression. Molecular docking showed affinity between DL and the two ligands evaluated – CaMKII and myosin light chain kinase. Conclusion: HβDL 10 mg/kg prevented the increase in biomarkers of cardiac injury and structural changes in cardiac tissue, improved the electrocardiographic profile, decreased the percentage of arrhythmia in vivo and in vitro, reduced calcium waves, prevented changes in BP and blood pressure dynamics. contraction/relaxation of the cardiomyocyte, prevented the increase in ICa,L, inhibited CaMKII activation, improved redox profile and suppressed apoptotic pathways. The results validate the study design and show a promising potential cardioprotective effect of HβDL.
Palavras-chave: Cardiotoxicidade
Doxorrubicina
D-limoneno
Ciclodextrina
CAMKII
Cardiotoxicity
Doxorubicin
D-limonene
Cyclodextrin
CAMKII
Idioma: por
Sigla da Instituição: Universidade Federal de Sergipe
Programa de Pós-graduação: Pós-Graduação em Ciências da Saúde
Citação: DURÇO, Aimée Obolari. Efeito cardioprotetor do complexo de inclusão D-Limoneno Hidroxipropil-β-Ciclodextrina na Cardiotoxicidade induzida por Doxorrubicina em modelo animal. 2024. 118f. Tese (Doutorado em Ciências da Saúde) – Universidade Federal de Sergipe, Aracaju, 2024.
URI: https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/23555
Aparece nas coleções:Doutorado em Ciências da Saude

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