Modelos para avaliação experimental da atividade anticâncer

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Modelos para avaliação experimental da atividade anticâncer I Simpósio Ibero-americano de Investigação em Câncer 24-25 de setembro de 2013 CYTED - RIBECANCER

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Modelos para avaliação experimental da atividade anticâncer. I Simpósio Ibero-americano de Investigação em Câncer 24-25 de setembro de 2013. CYTED - RIBECANCER. CPQBA cancer screening. 1998 – CYTED – NCI – Panamá Mahabir Gupta, Gordon Cragg - PowerPoint PPT Presentation

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Modelos para avaliação experimental da atividade anticâncer

I Simpósio Ibero-americano de Investigação em Câncer

24-25 de setembro de 2013

CYTED - RIBECANCER

Page 2: Modelos para avaliação experimental da atividade anticâncer
Page 3: Modelos para avaliação experimental da atividade anticâncer

CPQBA cancer screening

•1998 – CYTED – NCI – Panamá▫Mahabir Gupta, Gordon Cragg

•1999 - Frederick Cancer Research and Development Center

Page 4: Modelos para avaliação experimental da atividade anticâncer

In vivo screening - NCI• 1955 - 1975

▫Murine Leukemias: L1210 and P388• 1975 - 1985

▫1st stage: P388(5 to 9 days)

▫2nd stage: 4 to 8 in vivo models(murine and xenotransplant)

▫ formulation / toxicology▫clinical studies

• 1955 - 1985▫600.000 tested compounds

Page 5: Modelos para avaliação experimental da atividade anticâncer

In vivo screening

•Advantages▫practical, reproducible, low cost (?),

metabolic activation, sensibility

•Disadvantages▫time, drug consuming, facilities,

no. of compounds tested, no of animals

Page 6: Modelos para avaliação experimental da atividade anticâncer

In vivo screening - Results

•Discovery of specific drugs for the treatment of rapid growing tumors (leukemias, lymphomas) selective tendency

• drugs for the treatment of solid tumors

•Results predictability: animals men

Page 7: Modelos para avaliação experimental da atividade anticâncer

NCI tumor cell lines

LungLung (9)(9) (3)(3) ColonColon (7)(7) (4)(4)

MelanomaMelanoma (8)(8) (8)(8) ProstateProstate (2)(2) (1)(1)

BreastBreast (8)(8) (2)(2) OvariumOvarium (6)(6) (3)(3)

KidneyKidney (8)(8) (3)(3) BrainBrain (6)(6) (1)(1)

HematopoieticHematopoietic (6)(6) (2)(2)

( )( ) CPQBACPQBA

Page 8: Modelos para avaliação experimental da atividade anticâncer

In vitro screening

•Disadvantages

▫false-positives

▫drugs solubility

▫metabolism activation

▫immunomodulation, angiogenesis,

metastasis

▫culture cells vs. tumor

Page 9: Modelos para avaliação experimental da atividade anticâncer

In vitro screening

•Advantages

▫oriented disease screening / specificity

(?)

▫drug amount

▫costs

▫space facilities

▫time / no. of compounds tested

Page 10: Modelos para avaliação experimental da atividade anticâncer

Anticancer activity: human cancer cells

•Leukaemia (K 562)•Lung (NCI 460)•Breast (MCF 7)•Breast expressing phenotype multiple drugs

resistance (NCI ADR)•Melanoma (UACC 62)•Renal (786 0)•Colon (HT 29)•Ovarian (OVCAR)•Prostate (PCO 3)•U251 (CNS)

Page 11: Modelos para avaliação experimental da atividade anticâncer

Anticancer test

Cells InoculationCells Inoculation96 wells plates96 wells plates

Cells InoculationCells Inoculation96 wells plates96 wells plates

Drugs additionDrugs additionDrugs additionDrugs additionAcid fixationAcid fixationcontrol platecontrol plate

time zerotime zero

Acid fixationAcid fixationcontrol platecontrol plate

time zerotime zero

Acid fixationAcid fixationtrichloroacetictrichloroacetic

acidacid

Acid fixationAcid fixationtrichloroacetictrichloroacetic

acidacid

Dye additionDye addition

SRBSRB

Dye additionDye addition

SRBSRB

DyeDye solubilizationsolubilization

DyeDye solubilizationsolubilization

OD Reading(540 nm)

OD Reading(540 nm)

IncubationIncubation24 hours24 hours

IncubationIncubation24 hours24 hours

IncubationIncubation48 hours48 hours

IncubationIncubation48 hours48 hours

RPMI +bovine calf serumRPMI +bovine calf serum

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Quimioterápicos

Page 13: Modelos para avaliação experimental da atividade anticâncer

Quimioterápicos

Page 14: Modelos para avaliação experimental da atividade anticâncer

Quimioterápicos

Page 15: Modelos para avaliação experimental da atividade anticâncer

CPQBA – cancer research

•Collection and identification of plants

•Extractions with different solvents

•Anti-cancer screening of crude extracts

•Anti-cancer screening of synthetic compounds

•Anti-cancer studies with animal models (in vivo)

• Isolation and identification of active principles, monitored by biological assays

•Flow cytometry

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Plant acquisition and identificationPlant acquisition and identificationPlant acquisition and identificationPlant acquisition and identification

Grinded plant materialGrinded plant materialGrinded plant materialGrinded plant material

Organic extractOrganic extractOrganic extractOrganic extract Plant residuePlant residuePlant residuePlant residue

EthanolicEthanolicextractextractEthanolicEthanolicextractextract

dichloromethanedichloromethane

ethanol 70%ethanol 70%

Anti-cancer testsAnti-cancer testsAnti-cancer testsAnti-cancer tests

Isolation and identificationIsolation and identificationof active principlesof active principlesIsolation and identificationIsolation and identificationof active principlesof active principles

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Active products

10-3 10-2 10-1 100 101 102 103

-100

-75

-50

-25

0

25

50

75

100

Por

cent

agem

de

Cre

scim

ento

Concentração (g/mL)

UACC62 MCF7 NCIADR 786O NCI460 PCO3 OVCAR03 HT29 K562

07/72 dcm

0 0,25 2,5 25 250 10-3 10-2 10-1 100 101 102 103

-100

-75

-50

-25

0

25

50

75

100

Por

cent

agem

de

Cre

scim

ento

Concentração (g/mL)

UACC62 MCF7 NCIADR 786O NCI460 PCO3 OVCAR03 HT29 K562

07/81 dcm

0 0,25 2,5 25 250

10-3 10-2 10-1 100 101 102 103

-100

-75

-50

-25

0

25

50

75

100

Ensaio 060918- cod 53 CH2Cl

2

250252,50,250

UACC.62 MCF.7 NCI.460 K.562 OVCAR PC0.3 HT.29 786 NCI.ADR

Por

cent

agem

de

Cre

scim

ento

Concentração (g/mL)10-3 10-2 10-1 100 101 102 103

-100

-75

-50

-25

0

25

50

75

100

Ensaio 060828- cod37dicloro

250252,50,250

UACC.62 MCF.7 NCI.460 K.562 OVCAR PC0.3 HT.29 786 NCI.ADR

Por

cent

agem

de

Cre

scim

ento

Concentração (g/mL)

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Ehrlich ascitic tumor in miceInoculation 0,5 mL 104 cells of Ehrlich

TumorInoculation 0,5 mL 104 cells of Ehrlich

Tumor

Intraperitoneal Intraperitoneal injectioninjection

4th, 11th and 18th day: treatments: negative control: saline; positive

control: doxorrubicin 5 mg/ kg and EBD in doses 100, 200 and 400 mg/

kg

4th, 11th and 18th day: treatments: negative control: saline; positive

control: doxorrubicin 5 mg/ kg and EBD in doses 100, 200 and 400 mg/

kg

Post-inoculation

Number of deaths and day of death: ANOVA and

Kaplan-Meyer Survival Curve

Number of deaths and day of death: ANOVA and

Kaplan-Meyer Survival Curve

n=10n=10

Page 19: Modelos para avaliação experimental da atividade anticâncer

Ehrlich ascitic tumor in mice: survival curve

Page 20: Modelos para avaliação experimental da atividade anticâncer

Ehrlich solid tumor in mice: paw tumor

• Ehrlich cancer cells are injected in the hind paw

• The evaluation is done by paw volume

determination

• Relative weight of the tumor

▫ tumor weight / body weight

• Histological analysis

• Weight gain of the animals

Page 21: Modelos para avaliação experimental da atividade anticâncer

Pletismometer: paw tumor

Page 22: Modelos para avaliação experimental da atividade anticâncer

Ehrlich solid tumor in mice: paw tumor

0,00

0,02

0,04

0,06

0,08

0,10

0,12

151310740

*

*

* ******

**

**

***

******

*****

*******

*

Vol

ume

tum

oral

(m

L)

Dias

Veiculo 5FU 10 mg/kg rac-GTN 30 mg/kg rac-GTN 100 mg/kg rac-GTN 300 mg/kg

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Melanoma B16: lung metastasis

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

conc

entra

ção

de m

elan

ina/

mas

sa p

ulm

ão

veículo rac-GTN 100mg/kg

*

Page 24: Modelos para avaliação experimental da atividade anticâncer

Psidium guajava L. Ehrlich paw tumor

3 6 9 12 15 18 21

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

#

*

*

Saline Doxorrubicin (5mg/Kg) P. guajava (10mg/Kg) P. guajava (30mg/Kg) P. guajava (50mg/Kg)

Tum

or v

olum

e (m

l)

Treatment (days)

#

*

*

*

*

Page 25: Modelos para avaliação experimental da atividade anticâncer

control

Doxo

P. guajava 50 mg/kg

uterus relative weight

0.000

0.001

0.002

0.003

0.004

0.005

0.006

0.007

0.008

0.009

0.010

0.011

0.012

*

PG 30 PG 50PG 10Doxo

Ute

rus

wei

ght (

%)

Groups

Saline

Doxorrubicin (5mg/kg)

P. guajava (10mg/kg)

P. guajava (30mg/kg)

P. guajava (50mg/kg)

Salina

*

*

*

Page 26: Modelos para avaliação experimental da atividade anticâncer

Hollow Fiber

Cancer cells in hollow fibers: abdominal and dorsal implants

Page 27: Modelos para avaliação experimental da atividade anticâncer

Hollow-Fiber model – (Fr7)

Salina Doxorrubicina Fr7

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

**

**

****

Abs

orba

nce

MCF7 NCIADR OVCAR

Hollow-fiber: abdominal implant Hollow-fiber: abdominal implant

Page 28: Modelos para avaliação experimental da atividade anticâncer

Salina Doxorrubicina Fr70,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

****

Ab

so

rba

nce

MCF7 NCIADR OVCAR

Hollow-fiber : dorsal subcutaneous implantHollow-fiber : dorsal subcutaneous implant

Hollow-Fiber model – (Fr7)

Page 29: Modelos para avaliação experimental da atividade anticâncer

Hanahan and Weinberg. Hallmarks of cancer: the next generation. Cell:144 (5), 646-74, 2011

Page 30: Modelos para avaliação experimental da atividade anticâncer

Targeted screening

•growth factors•signaling molecules•cell-cycle proteins•modulators of apoptosis•molecules that promoted angiogenesis•anti-inflammatory drugs

Page 31: Modelos para avaliação experimental da atividade anticâncer

Malignant growth and normal growth are so genetically intertwined that unbraiding the two might be one of the most significant scientific challenges faced by our species.

Crescimento maligno e crescimento normal são tão entrelaçados geneticamente que separá-los pode ser o desafio científico mais importante que nossa espécie tem diante de si.

The Emperor of All Maladies: A Biography of CancerSiddhartha Mukherjee

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• Adriana Della Torre• Ana Lúcia T. G. Ruiz• Ana Possenti• Débora B. Vendramini Costa• Fabiana R. Nonato• Gabriela Marchetti• Giovanna B. Longato• Giovanna Fiorito• Humberto M. Spindola• Jéssica Giroto• Karin Maia Monteiro• Larissa Shiozawa• Lucas Lopes• Mariana Cecchetto• Mary Ann Foglio• Michelle Pedroza Jorge• Paula A. Monteiro• Paula P. de Paiva• Rafael Rosolen T. Zafred• Sirlene Valério Tinti• Vanessa Helena S. Souza

Page 34: Modelos para avaliação experimental da atividade anticâncer

GraciasObrigadoThank you João Ernesto de Carvalho

[email protected]