Síntese e avaliação de bioconjugados antitumorais com estabilidade e seletividade melhoradas

Abstract

Devido ao avanço científico e tecnológico, notável sucesso tem sido alcançado na identificação de novos compostos antitumorais. Entretanto, problemas associados à baixa estabilidade e seletividade tem limitado o sucesso da grande maioria destes compostos. Dentre as estratégias para aumentar a estabilidade de moléculas bioativas, a bioconjugação em domínios de ligação a albumina (DLA) tem se mostrado promissor para ampliar o tempo de vida médio de moléculas susceptíveis à degradação proteolítica. Neste trabalho, a estrutura e a atividade de um composto contendo um peptídeo citotóxico, um DLA e um sítio de clivagem específico foram avaliadas. Motivado pela perspectiva do peptídeo melitina apresentar atividade antitumoral, o nosso grupo de pesquisa avaliou a síntese e atividade biológica deste composto com o peptídeo RQKRSLGG-WQRPSSW. O peptídeo obtido foi testado contra tipos de celulas tumorais e não tumorais (linhagem MCF-7 e HaCaT, respectivamente), mostrando-se potente, porém tóxico. Nos estudos de dicroísmo circular, os peptídeos não apresentaram estrutura secundária em solução aquosa. Em presença de miméticos de membrana, os peptídeos adquiriram uma estrutura em α-hélice exceto o peptídeo sítio de clivagem-DLA. Estudos de vazamento de carboxifluoresceína em LUVs (POPC:POPS), através da técnica de espectroscopia de fluorescência, mostraram que o peptídeo completo tem capacidade de permeabilização similar ao da melitina e que é dependente da concentração. Os resultados de fluorescência confirmaram a interação do peptídeo com a proteína HSA. A intensidade da fluorescência do Trp presente nos peptídeos aumenta após a ligação com a HSA e o comprimento de onda de emissão é deslocado para o azul (blue-shift), indicando a mudança de ambiente do Trp para um meio mais hidrofóbico. A ligação dos peptídeos com a HSA não foi suficiente para proteger os compostos antitumorais das enzimas proteolíticas presente no plasma sanguíneo, mostrando baixa estabilidade do peptídeo. Os dados obtidos mostraram que, a estratégia utilizada para o aumento da seletividade e estabilidade da melitina não é adequada.

Due to the scientific and technological advanced permitted remarkable successful in the field of identification of new antitumour compounds. However, problems associated with low stability and selectivity have been a restriction in the successf ul of majority of this compounds. Inside the strategic for increase the stability of bioactive molecules, bioconjugation with albumin - binding domain (ABD) have been promising for increasing t he lifetime of molecules susceptible for the proteolytic degradat ion. Herein, structure and activity of a compound containing a cytotoxic peptide, ABD, and cleavage site were evaluated. The ABD (WQRPSSW) can give more stability for molecules, while the cle avage site RQKRSLGG can give more selectivity to the peptide. Thi s sequence is degraded for the protease Kallikrein 4 (KLK4), which occurs in elevated quantity in the tumours cells, releasing the cytotoxic compound, especially in the microenvironments of t hese cells, promoting the higher selectivity. Inspired for the pe rspective of Melittin peptide holds a promising antitumour activity, our research group evaluated the synthesis and biological activity with this peptide containing the sequence RQKRSLGG - WQRP SSW. The peptide was evaluated against diversity of tumours and n o tumours cells (MCF - 7 and HaCaT respectively), presenting effective activity but toxic. In circular dichroism studies the peptides did not show second structure in aqueous solution. In the p resence of membrane mimetic, the peptides acquired an α - helix structure, excluding the peptide cleavage site - ABD. Studies of carboxyfluorescein release in LUVS (POPC:POPS), by fluorescence spectroscopy, showed that the complete peptide has a similar capac ity of Melittin for permeability, also, the Melittin and the complete peptide activities were concentration - dependent. Nevertheless, for the complete peptide this effect was less manifested, which means that the electrostatic interaction between the positi ve charges of peptides and the negative charges of membranes play a key role in the process. The fluorescence assays confirmed the peptide interaction with HSA protein. The Trp fluorescence quantum yield of the peptides increased after the HSA attachement , while, Trp emission wavelength resulted in blue - shift. Indicating that the Trp activity change between a polar solvent for a hidrophobic environment. Probably, conformational changes occurred in the molecule, which not enough were for protect the antitu mour compounds from proteolytic enzymes current in blood serum, endorsing the fewer stability of the antitumour peptides.