In vitro evaluation of the therapeutical effects of alternative and repurposed drugs in gastric cancer

Abstract

O cancro gástrico é considerado uma das doenças mais complexas do mundo, classificando se como o quinto cancro mais incidente em 2020 e como a terceira principal causa de mortalidade por cancro. A prevenção cirúrgica e a radio/quimioterapia são as principais abordagens usadas no combate à doença, sendo urgente explorar e descobrir medicamentos inovadores e eficazes para tratar melhor esta patologia. O reaproveitamento de fármacos, associado à sua combinação com medicamentos antineoplásicos, tem conquistado o interesse entre a comunidade científica surgindo como uma nova estratégia terapêutica. O principal objetivo deste trabalho consistiu na avaliação dos efeitos terapêuticos de fármacos reaproveitados no cancro gástrico, usando um modelo de combinação potencialmente sinérgico. Para atingir essa meta, começamos por caracterizar as quatro linhas celulares que foram utilizadas. Desta maneira, foram realizados ensaios de wound healing assay, unidade formadora de colónias, β-galactosidase, imunocitoquímica e a análise citogenética na linha gástrica normal (GES-1) e em três linhas tumorais gástricas (AGS, MKN28 e MKN45). Após a caracterização das linhas celulares, foi iniciado o principal objetivo do trabalho. O fármaco 5- fluorouracil (5-FU) foi utilizado como referência, uma vez que é um agente antineoplásico amplamente utilizado no tratamento do cancro gástrico. Os fármacos reaproveitados foram a Natamicina (NAT), Nitazoxanida (NTZ) e Benztropina (BZT). O ensaio para estudar a viabilidade celular baseou-se na técnica de brometo de [3-(4,5-dimetiltiazol-2yl)-2,5-difenil tetrazolium] (MTT), com exposição das células aos fármacos durante 24 e 48 horas. O fármaco NTZ demonstrou ser ativo em todas as linhas celulares, exibindo os melhores resultados. De seguida e com base nos resultados dos ensaios realizados previamente, procedeu-se à combinação de fármacos, no modelo de grupo de referência+reaproveitado, combinando o 5- FU e NTZ nas linhas GES-1 e MKN28, onde haviam demonstrado maior atividade. Com base nos resultados obtidos, foi possível concluir que a combinação do NTZ com o 5-FU, potencia a ação do fármaco antineoplásico, sendo uma alternativa viável de tratamento futuro. Os resultados obtidos neste projeto permitem ainda concluir que a linha celular gástrica considerada normal tinha adquirido mutações e transformou-se em maligna.

Gastric cancer is considered one of the most complex diseases in the world, ranking as the fifth most incident cancer in 2020 and the third leading cause of cancer mortality. Surgical prevention and radio/chemotherapy are the main approaches used to combat the disease. Drug repurposing associated with their combination with antineoplastic drugs, has been gained interest among the scientific community, emerging as a new therapeutic strategy. The main objective of this study was to evaluate the therapeutic effects of repurposed drugs in gastric cancer, using a potentially synergistic combination model. To achieve this goal, we began by characterising the four cell lines that were used. In this way, wound healing assay, colony forming unit (CFUs), β-galactosidase, immunocytochemistry and cytogenetic analysis were performed in GES-1, AGS, MKN28 and MKN45. After the characterisation of the cell lines, the main objective of the study was initiated. The reference drug 5-fluororacil (5-FU) was used because it is an antineoplastic drug widely used in the treatment of gastric cancer. The repurposed drugs were Natamycin (NAT), Nitazoxanide (NTZ) and Benztropine (BZT). The assay to study cell viability was based on the [3-(4,5- dimethylthiazol-2yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide] (MTT) technique, with exposure of the cells to the drugs for 24 and 48 hours. The NTZ drug proved to be active in all cell lines, thus displaying the best results. Next, based on the results of the assays previously performed, the combination of drugs was carried out, in the reference+repurposed group model, combining 5- FU and NTZ in the GES-1 and MKN28 lines, where they had shown the greatest activity. Based on the results obtained from the combinations of drugs, it was possible to conclude that the combination of NTZ with the reference drug 5-FU potentiates the action of the antineoplastic drug, being a viable alternative for future treatment. The results obtained in this project also allow us to conclude that the gastric cell line considered normal had acquired mutations and had undergone malignant transformation.