Eucalyptus nitens antitumoral activity: a biochemical approach to assess the redox cellular state on tumor and non-tumor breast cells

Abstract

Cancer incidence is increasing worldwide and it is estimated that, by 2030, the number of new cases will be 22.2 milllion. The most common cancer among women is breast cancer and, in particularly, triple negative breast cancer (no ER, PR and HER2 expression) has poor prognosis. New emerging therapies are being developed but chemotherapy is still the standard treatment, having low effiency and with associated toxicity to normal tissues. Eucalyptus nitens can be a source of natural compounds with anticancer and antioxidant activities, namely ursolic (UA) and betulinic (BA) acids. Studies with these triterpenoids showed their capacity to induce cell death and inhibit proliferation in breast cancer cells with low toxicity in normal cells. In the present study, the ability E. nitens outer bark extract, UA, BA, and the combination of both (UB), to induce cell death in human breast cancer cells (MDA-MB-231) were tested. For that, the effect of these treatments on tumor and non-tumor breast cells was evaluated with resazurin, MTT, trypan bue and acridine orange and propidium iodide double staining. Our data showed higher cytotoxicity in MDA-MB-231 cells when treated with E. nitens outer bark extract, UA and BA. However, the combination of pure acids had contradictory results. The effect of triterpenoids acids in intracellular ROS levels was tested by DCF-DA assay but the results were inconclusive. In this study, we also analyzed different experimental approaches on the capability of forming spheroids using MCF-10A and MDA-MB- 231 cell lines. The distinct spheroid formation capabilities of different cell lines stress the need for standardization of spheroid generation protocols for better testing of novel anticancer drugs. Interestingly, it was possible to observe that incubation with E. nitens outer bark extract strongly affected spheroid integrity. Overall, the results suggest that E. nitens outer bark extract is a potential natural source of bioactive compounds for the development of chemopreventive agents, to inhibit or slow down the progression of breast cancer, although the mechanisms are yet to be fully elucidated.

Estima-se que, em 2020, o número de novos casos de cancro atinja 22.2 milhões, a nível mundial. O cancro de mama triplo negativo (células não expressam ER, PR e HER2) tem um prognóstico particularmente negativo. Apesar das novas soluções terapêuticas em desenvolvimento, a quimioterapia continua a ser o tratamento de referência, com baixa eficácia e com efeitos nefastos nos tecidos saudáveis. Eucalyptus nitens é uma possível fonte de compostos anticancerígenos e antioxidantes, nomeadamente o àcido ursólico (UA) e àcido betulínico (BA). Estes àcidos triterpenóides podem induzir morte celular e inibir a proliferação de células de cancro da mama, com baixa toxicidade em células normais. Neste trabalho testou-se a capacidade do extrato da casca externa de E. nitens, UA, BA e da sua combinação (UB), na viabilidade de células humanas de cancro de mama (MDA-MB-231) em comparação com células normais (MCF-10A), com diferentes metodologias: resazurina, MTT, azul tripano e marcação dupla com laranja de acridina e iodeto de propídío. Verificou-se maior citotoxidade em células MDA-MB-231 à incubação com extrato da casca externa de E. nitens, UA e BA. No entanto, UB teve resultados contraditórios. O efeito dos àcidos triterpenóides nos níveis intracelulares de ROS foi avaliado com a sonda DCF-DA, com resultados inconclusivos. Foram igualmente testados diferentes protocolos para formar esferóides com ambas as linhas celulares, sendo possível observar que a incubação com o extrato da casca externa de E. nitens afetou marcadamente a integridade dos esferóides. Estes resultados sugerem que o extrato da casca externa do E. nitens é uma potencial fonte natural de agentes quimiopreventivos, inibindo ou desacelerando a progressão do cancro da mama, embora os mecanismos de ação não sejam ainda totalmente conhecidos.