Black pepper and piperine induce anticancer effects on leukemia cell line

Black pepper and piperine induce anticancer effects on leukemia cell line

A leucemia mieloide crônica (LMC) caracteriza-se por uma desordem mieloproliferativa derivadas de uma mutação adquirida que afeta a célula tronco hematopoiética. O cromossomo Filadélfia (Ph), presente em 95% dos casos de LMC, é resultado da translocação balanceada entre o gene ABL, localizado no cromossomo 9, com o gene no cromossomo 22 (2,3). Isso acarreta na formação de um gene híbrido, BCR-ABL, codificador da proteína de fusão anormal com atividade tirosina quinase (TK), ativada na região ABL e responsável pelo desenvolvimento da leucemia.

A descoberta do Ph trouxe a terapia-alvo como forma de agregar e revolucionar o tratamento da leucemia mieloide crônica, principalmente com o uso do mesilato de imatinibe, um medicamento alvo molecular com capacidade de inibição da tirosina quinase BCR-ABL através da ligação competitiva com o sítio de ligação do ATP, que induz remissão hematológica e citogenética na LMC. Entretanto, surgiram mecanismos de resistência ou intolerância, que impedem a erradicação da doença numa parcela dos pacientes. Isso acontece pois na LMC, que através da proteína oncogênica BCR-ABL promove a fosforilação aberrante de substratos de diferentes vias intracelulares, podem haver mutações no domínio da quinase ABL da proteína BCR. Como o tratamento da leucemia mieloide crônica utiliza-se, predominantemente, inibidores de tirosina quinase, torna-se dificultoso o tratamento frente a essas resistências. Assim, nesse trabalho o alvo de estudo foi a pimenta do reino (BP-M) e seu extrato, a piperina (PIP).

A pimenta preta, por ser conhecida pelas propriedades bactericidas, inseticidas, antidiarreicas, antiespasmódicas e anticancerígenas, já piperina por conter propriedades imunomoduladoras, antidepressivas, anti-inflamatórias e antidiabéticas e anticancerígenas. Além disso, as capacidades citotóxicas desses compostos como agentes anticancerígenos em mecanismos distintos à LMC são conhecidas, mas estudos envolvendo leucemias não foram investigados com precisão. Para isso utilizaram-se o ensaio de citometria de fluxo para medição dos níveis de espécies reativas de oxigênio intracelular; a avaliação fitoquímica; o ensaio de Anexina-PI para indução de apoptose; análise de expressão gênica e de Western Blotting e Doking Molecular, a fim de explorar o potencial anticancerígeno da pimenta-do-reino e da piperina contra a linhagem celular de leucemia, ou seja, células K-562.

Os resultados mostraram que a pimenta do reino (BP-M) e a piperina (PIP), em células K-562, geraram corpos apoptóticos e espécies reativas de oxigênio (EROS), causaram condensação nuclear, indicativo de apoptose, aumentaram a expressão de Bax e regulação positiva das caspase-3 e caspase-9, estes que possuem indicativos pró-apoptóticos; além do fato de que regularam negativamente o gene Bcl-2, cuja característica antiapoptótica é conhecida, e promoveram uma expressão desregulada do antígeno nuclear de célula em proliferação (PCNA), ou seja, reduziram o aumento da quantidade de células cancerígenas, mostrando, assim, que a pimenta preta e piperina são potentes nutracêuticos de combate a progressão da leucemia mieloide crônica (LMC).

Autoras: Carolina Berraut Chiminazo e Leticia Cruz de Almeida

Revisão e responsável da disciplina: Graziela Domingues de Almeida Lima

Coordenação do projeto de extensão: Juciano Gasparotto

Referências

Somesh Banerjee, Parul Katiyar, Vijay Kumar, Shashank Sagar Saini, Ritu Varshney, Vengadesan Krishnan, Debabrata Sircar, Partha Roy, Black pepper and piperine induce anticancer effects on leukemia cell line, Toxicology Research, Volume 10, Issue 2, March 2021, Pages 169–182, https://doi.org/10.1093/toxres/tfab001.
Lisec J, Schauer N, Kopka J et al. Gas chromatography mass spectrometry-based metabolite profiling in plants. Nat Protoc 2006;1:387–96. doi: 10.1038/nprot.2006.59.
Moon D-O, Kim M-O, Kang S-H et al. Sulforaphane sup presses TNF-α-mediated activation of NF-κB and induces apoptosis through activation of reactive oxygen species dependent caspase-3. Cancer Lett 2009;274:132–42. doi: 10.1016/j.canlet.2008.09.013.
Liu ZH, Yang CX, Zhang L et al. Baicalein, as a prooxidant, triggers mitochondrial apoptosis in MCF-7 human breast cancer cells through mobilization of intracellular copper and reactive oxygen species generation. Onco Targets Ther 2019;12:10749–61. doi: 10.2147/OTT.S222819.
Paunesku T, Mittal S, Protic M et al. Proliferating cell nuclear ´ antigen (PCNA): ringmaster of the genome. Int J Radiat Biol 2001;77:1007–21. doi: 10.1080/09553000110069335.
Guedes IA, de Magalhães CS, Dardenne LE. Receptor ligand molecular docking. Biophys.
Macedo AL, da Silva DPD, Moreira DL et al. Cytotoxicity and selectiveness of Brazilian Piper species towards oral carcinoma cells. Biomed Pharmacother 2019;110:342–52. doi: 10.1016/j.biopha.2018.11.129.
Massimino M, Stella S, Tirrò E et al. ABL1-directed inhibitors for CML: efficacy, resistance and future perspectives. Anti cancer Res 2020;40:2457–65. doi: 10.21873/anticanres.14215.
Harb Protoc 2016;7:643–6. doi: 10.1101/pdb.prot087155. 22. Nishio S, Teshima Y, Takahashi N et al. Activation of CaMKII as a key regulator of reactive oxygen species production in diabetic rat heart. J Mol Cell Cardiol 2012;52:1103–11. doi: 10.1016/j.yjmcc.2012.02.006.
Livak KJ, Schmittgen TD. Analysis of relative gene expres sion data using real-time quantitative PCR and the 2− CT method. Methods 2001;25:402–8. doi: 10.1006/meth.2001.1262. 24. Morris GM, Huey R, Lindstrom W et al. AutoDock4 and AutoDockTools4: automated docking with selective receptor f lexibility. J Comput Chem 2009;30:2785–91. doi: 10.1002/jcc.21256.
Touré BB, Miller-Moslin K, Yusuff N et al. The role of the acidity of N-heteroaryl sulfonamides as inhibitors of Bcl 2 family protein-protein interactions. ACS Med Chem Lett 2013;4:186–90. doi: 10.1021/ml300321d.