Análise dos efeitos biológicos da lectina extraída de Canavalia villosa (Cvill) em linhagem de glioma C6 (Rattus norvegicus)

Abstract

Os gliomas representam tumores cerebrais que têm origem nas células gliais ou precursores gliais. Estes tumores apresentam rápida proliferação e grande resistência aos mecanismos de morte celular, causando elevada mortalidade. Os tratamentos disponíveis ainda são muito limitados, invasivos e pouco seletivos. Para tanto, novas estratégias de tratamento têm sido investigadas. Lectinas são proteínas que reconhecem e se ligam a carboidratos com alta especificidade, desencadeando diversos efeitos biológicos, incluindo ações antitumorais. Notavelmente, células tumorais podem apresentar alteração no perfil de glicanos expressos na sua superfície, evento que pode torna-las alvo seletivo para ação de lectinas. No presente estudo foi avaliado o potencial citotóxico da lectina Cvill, com afinidade por glicose/manose, purificada a partir das sementes de Canavalia villosa. Para esta abordagem foram utilizadas células tumorais da linhagem C6 de ratos (Rattus norvegicus) como modelo in vitro de glioma. As células foram incubadas por períodos de 1, 3, 6, 12, 24 e 48h com a lectina Cvill nas concentrações de 10, 30, 50 e 100μg/mL. Os resultados indicaram dois efeitos antitumorais importantes induzidos pelo tratamento com Cvill: morte celular e inibição parcial da migração/proliferação. Neste sentido foi observado diminuição da viabilidade celular de maneira tempo e concentração-dependente, iniciando a partir de 6h, na concentração de 30μg/mL. Esta ação foi dependente do domínio de reconhecimento a carboidratos (CRD) e da estrutura terciária da lectina. Da mesma forma a morfologia celular mostrou alterações evidentes como perda de prolongamentos citoplasmáticos e degradação da matriz extracelular. O tratamento intermitente com a lectina revelou resistência celular na dose de 30μg/mL. Em relação aos possíveis mecanismos de morte celular induzido por Cvill foi observado aumento precoce (6-12h) de organelas vesiculares ácidas e de LC3II, indicando autofagia. Além disso, um aumento da marcação de fosfatidilserina por anexina V em 6h de tratamento, indica a indução de apoptose. Nesse mesmo período, também foi verificado diminuição do potencial da membrana mitocondrial comprometendo a maquinaria energética da célula. Embora mais estudos sejam necessários para elucidar os mecanismos moleculares e alvos da lectina Cvill sobre as células de glioma, os resultados apontam um potencial para aplicação desta lectina com vista a terapia antitumoral.

Gliomas represent brain tumors originate in glial cells or glial precursors. These tumors present rapid proliferation and high resistance to mechanisms of cell death, causing high mortality. Available treatments are still very limited, invasive and poorly selective. Therefore, new treatment strategies have been investigated. Lectins are proteins that recognize and bind to carbohydrates with high specificity, triggering various biological effects, including antitumor actions. Notably, tumor cells may have a change in the profile of glycans expressed on their surface, an event that may make them a selective target for lectin action. In the present study the cytotoxicity potential of the Cvill, a mannose/glucose binding lectin, purified from Canavalia villosa seeds was evaluated. For this approach, rat C6 line (Rattus norvegicus) tumor cells were used as the in vitro model of glioma. Cells were incubated for periods of 1, 3, 6, 12, 24 and 48h with Cvill lectin at concentrations of 10, 30, 50 and 100μg/mL. The results indicated two important antitumor effects induced by Cvill treatment: cell death and partial inhibition of migration/proliferation. In this sense, a decrease in cell viability was observed in a time and concentration-dependent manner, starting at 6 h at a concentration of 30μg/mL. This action was dependent on the carbohydrate recognition domain (CRD) and the lectin tertiary structure. In the same way the cellular morphology showed evident alterations like loss of cytoplasmic prolongations and degradation of the extracellular matrix. Intermittent treatment with the lectin revealed cell resistance at the dose of 30μg/mL. Regarding the possible mechanisms of cell death induced by Cvill, early enlargement (6-12h) of acidic vesicle organelles and LC3II, indicating autophagy, was observed. In addition, an increase in the labeling of phosphatidylserine by annexin V within 6 h of treatment indicates the induction of apoptosis. In the same period, it was also observed a decrease in the mitochondrial membrane potential compromising the energetic machinery of the cell. Although more studies are needed to elucidate the molecular mechanisms and targets of Cvill lectin on glioma cells, the results point to a potential for the application of this lectin for antitumor therapy.