In vitro assessment and mechanism of action of novel purine derivatives as anticancer agents

Abstract

O cancro da mama é, atualmente, o tipo de cancro com maior número de casos diagnosticados, sendo responsável por mais de 2 milhões de novos casos em 2020. O cancro da mama triplo negativo representa cerca de 15% dos cancros da mama e caracteriza-se pela ausência de expressão dos recetores de estrogénio, progesterona, e do fator de crescimento epidérmico 2. Devido ao seu perfil, o cancro da mama triplo negativo caracteriza-se pela sua elevada capacidade proliferativa e pela falta de resposta às terapias hormonais convencionais. Assim, a identificação de terapias inovadoras torna-se crucial. Nos últimos anos, o potencial terapêutico do núcleo de purina tem vindo a ser descoberto. O núcleo de purina é uma das estruturas N-heterocíclicas mais abundantes na natureza, com reconhecidas propriedades anticancerígenas. Existem fármacos anticancerígenos aprovados que possuem na sua estrutura o núcleo de purina, e que atuam como inibidores de ciclinas dependentes de cinases, promovendo a morte de células malignas por apoptose. Os derivados de purina são, portanto, um modelo atrativo na procura de novas terapias anticancerígenas eficazes. Assim, o objetivo deste trabalho consistiu em avaliar o mecanismo de ação de novos compostos derivados de purinas 6,9-dissubstituídas, em células de cancro da mama triplo negativo, utilizando para isso uma combinação de ensaios colorimétricos, western blot e citometria de fluxo. Um conjunto de seis 6-hidrazinopurinas foi sintetizado a partir de derivados de 5-aminoimidazol, através de uma via de reação em duas etapas inovadora e eficiente. A citotoxicidade destes compostos foi testada na linha celular de cancro da mama triplo negativo MDA-MB-231, e as melhores concentrações de IC50 obtidas variam entre 60-70 μM. O nosso trabalho revelou que os compostos selecionados interferem com a sobrevivência, a capacidade de migração e proliferação das células, sendo capazes de promover a morte celular através da fragmentação do ADN. Resumindo, estes resultados demonstram o potencial das 6- hidrazinopurinas como uma nova e promissora terapia para cancro da mama triplo negativo.

Breast cancer is currently the most common type of cancer diagnosed, accounting for more than 2 million new cases in 2020 worldwide. Triple negative breast cancer (TNBC) represents about 15% of breast cancers and is characterized by the absence of expression of estrogen and progesterone receptors, as well as epidermal growth factor receptor 2. Due to its distinct profile, TNBC is characterized by its high proliferative capacity and lack of response to conventional and hormonal therapies. Hence, the identification of innovative therapies targeting TNBC is crucial. In the last few years, the broad therapeutic potential of the purine nucleus has been uncovered. The purine nucleus is one of the most abundant N-heterocyclic structure present in nature, with recognized anticancer properties. There are already approved anticancer drugs containing the purine scaffold, which act as cyclin-dependent kinase inhibitors leading to apoptosis of malignant cells. Purine derivatives are thus an attractive model in the quest for novel and effective anticancer therapies. Therefore, the aim of this study was to evaluate the anticancer potential of novel 6,9- disubstituted purine derivative compounds, as well as their mode of action by using a combination of colorimetric assays, western blot, and flow cytometry. A series of five 6-hydrazinopurines were synthesized from accessible 5-aminoimidazole derivatives through a novel and efficient two-step reaction pathway. The compounds’ cytotoxicity was tested on the TNBC cell line MDA-MB-231, with the best IC50 values ranging from 60-70 μM. Our work revealed that these compounds interfere with the survival, migration capacity, and proliferation of TNBC cells, promoting cell death associated with DNA fragmentation. Altogether, these results demonstrate the potential of the 6- hydrazinopurines as a promising new therapy for TNBC.