O EFEITO DO COMPOSTO 3 BROMOPIRUVATO NA VIABILIDADE E NO

METABOLISMO CELULAR

Ana Rocha1*_{, Flávia Barbosa}1*_{, Marta}

Gonçalves1*

1_{Instituto Universitário de Ciências da Saúde}

(IUCS), CESPU, CRL, Gandra, Portugal. *Email: [email protected]; [email protected];

[email protected]

Introdução: O efeito do composto 3-

Bromopiruvato (3-BP) tem sido alvo de vários estudos laboratoriais, sobretudo na área da terapia antitumoral, porque apresenta atividade antigicolítica, por inibir a glicólise. O estudo da viabilidade celular é realizado através de métodos de screening como o SRB – permite avaliar, de forma rápida e fiável, a atividade citostática e/ou citotóxica de um composto. Por outro lado, permite também obter o valor do IC50 – concentração do

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composto que conduz a uma redução de 50% do crescimento celular – que, por sua vez, é útil para o estudo do metabolismo celular.(1) As células tumorais, como apresentam elevadas taxas de glicólise (independentemente da presença de oxigénio), elevado consumo de glicose e elevada produção de lactato - o Efeito de Warburg. Este efeito consiste num aumento da atividade glicolítica nas células tumorais com uma rápida produção de energia e uma produção aumentada de lactato mesmo em condições aeróbicas. Esta ativação do consumo de glicose e, consequentemente da glicólise, traz vantagens para a proliferação destas células.(2) .

Objetivos: O objetivo é avaliar o efeito do

composto na viabilidade celular, conhecendo a concentração a partir da qual apresenta atividade citotóxica para que, posteriormente, seja estudada a atividade do mesmo no metabolismo celular de uma linha celular tumoral.

Materiais e Métodos: Para avaliar o efeito do

composto 3-BP, assim como avaliar o metabolismo celular, foram utilizadas 2 linhas celulares: uma normal – MRC-5 (fibroblastos pulmonares humanos), e outra tumoral – A549 (carcinoma pulmonar humano). Todos os ensaios foram feitos numa câmara de fluxo laminar, em condições de assepsia. (1,2)

Para os estudos da viabilidade celular utilizou-se o método de screening SRB. As células foram submetidas a diferentes concentrações do composto (0, 25, 50, 100, 200 e 400 µM) e, posteriormente, foi determinado a viabilidade celular a cada concentração, após 24h de exposição.(1) Para os estudos do metabolismo celular, quantificou-se as concentrações de lactato produzido e de glicose consumido, em mg/dL, de linhas celulares normais, tumorais e tumorais com tratamento antiglicolítico (a 40 µM), utilizando um kit comercial. (2) Para cada condição experimental utilizaram-se um milhão de células.(1,2)

Resultados: Os estudos experimentais

demonstram que o composto 3-BP apresenta atividade citotóxica. Segundo o método SRB, ocorre diminuição do número de células vivas

em todas as concentrações utilizadas comparativamente ao grupo controlo – conjunto de células não submetidas à ação do composto. Verificou-se também que o valor do IC50 era de 40 µM.(1)

De forma a avaliar o efeito do composto no metabolismo, as células tumorais foram submetidas à ação antiglicolítica do composto. Ao ser inibida a via através da qual consomem a glicose, ficam incapacitadas produzir energia , consequentemente, ficam incapazes de proliferar. Assim, observou-se que a linha celular tratada apresentou menor consumo de glicose e menor produção de lactato, aproximando-se dos valores obtidos na linha celular normal.(2)

Conclusão: A utilização do composto 3-BP

mostra eficácia na cessação da proliferação de linhas celulares tumorais. Ao inibir a glicólise – principal fonte de obtenção de energia por parte destas células – provoca a sua morte, mostrando, por isso, o seu efeito citotóxico. Estes estudos validam a premissa de que o composto ao apresentar atividade antiglicolítica e, consequente, atividade citotóxica, inibe a proliferação celular e, por isso, contribui para a terapia anticancerígena.(1,2)

Referências

1. Queirós O, Barbosa J, Cunha A, Faria J. Estudos de viabilidade celular após exposição a xenobióticos. Em: Caderno de procedimentos para aulas laboratoriais. IUCS/CESPU. Gandra; 2019.

2. Queirós O, Barbosa J, Cunha A, Faria J. Metabolismo da célula tumoral: Efeito de Warburg. Em: Caderno de procedimentos para praticas laboratoriais. IUCS/CESPU. Gandra; 2019.

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1-BENZYLPIPERAZINE: A SYNTHETIC “HERBAL HIGH”

Patrícia Gonçalves1*

1_{Faculty of Medicine, University of Porto,}

Porto, Portugal.

*Email: [email protected]

Introduction: Piperazine-derived drugs, the

most common being 1-benzylpiperazine (BZP) and 1-(3,4-methylenedi- oxybenzyl)piperazine (MDBP), are designer drugs with psychostimulant properties similar to those of amphetamines and 3,4- methylenedioxymethamphetamine (MDMA). Despite its synthetic origin, BZP was initially called and marketed over the Internet and by sellers as a “natural” product naming BZP as “pepper extract” or “herbal high”, been misunderstood by the common public as a harmless substance [3,5].

BZP emerged on the market of recreational drugs in the early 2000’s becoming increasingly popular in the party and festival scene, particularly in New Zealand, where it was considered a legal, cheap and easy to purchase substitute for stimulant and hallucinogenic drugs [3,5]_{. Before BZP legal}

restrictions, in only one year, around 5 million BZP pills were sold only in New Zealand. Because of the high prevalence of use in this country, the majority of epidemiological, pharmacological and toxicological data derives from New Zealand’s records from 2000 to 2008 [2]_.

Aims: BZP is still a widely used recreational

drug, despite its illegal status and known severe side effects. In this review we aim to summarize the present knowledge about BZP’s history, pharmacology, metabolism, toxicology, formulation and main routes of administration.

Material and methods: We conducted a

literature overview, identifying relevant studies, appraising their quality. MEDLINE (PubMed) and SCOPUS databases, where used. Search was conducted using the terms “benzylpiperazine”; “1-benzylpiperazine”;

“N-benzylpiperazine” and “BZP”. A research was also carried on the European Monitoring Centre for Drugs and Drug Addiction (EMCDDA) website for valid updated information.

Results: Despite the comparatively long

history of this designer drug, first synthetized in the 1940’s, there are still some doubts on its mechanisms of action and the causes of its adverse effects [4]_{. Studies, mainly in cell}

culture or animal models, have showed that BZP stimulates the release and inhibits the reuptake of dopamine (DA), serotonin (5-HT) and noradrenaline (NA) [1,2]_{. Nevertheless BZP}

has only around 10 % of the potency of D- amphetamine. It has also been proven, mainly in in vitro studies, the capacity to activate pro-apoptotic pathways, which explains to some extent its hepatotoxicity and neurotoxicity [4,5]_{. The main route of}

administration is per os in pill, capsule or tablet and BZP is also an important adulterant or additive to other known drugs of abuse such as MDMA and amphetamine. Important to note that until the present day there is no human or veterinary pharmaceutical use of BZP in any country, and so its synthesis is exclusive made in illegal drug laboratories [1,3]_.

Conclusions: Following a risk assessment in

2007, a Council Decision of 2008 introduced controls on BZP in the European Union, and this recreational drug became illegal, not only here but in a lot of other countries, like the United States, New Zealand and Canada [1]_.

Similar to what occurs for other drugs like amphetamines, in vitro and in vivo studies have demonstrated that BZP interferes with monoaminergic neurotransmission, both inhibiting the reuptake and stimulating the release of DA, 5-HT and NA, predominating the effects on dopaminergic neurotransmission, which lead us to think about its potential to induce addiction, as dopamine is the main neurotransmitter on the reward system and limbic system in the central nervous system. There is limited information about long-term effects of sporadic or continuous use of BZP. Although, until this date there is no record of deaths because of BZP overdose there have been

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cases of death with the presence of BZP and other drugs of abuse, the implication of BZP administration in those cases is yet to be explained [1,2,3]_.

References:

1. European Monitoring Centre for Drugs and Drug Addiction (EMCDDA). BZP and other piperazines drug profile. 2019. http://www.emcdda.europa.eu/publicati ons/drug-profiles/bzp

2. Katz DP, Deruiter J, Bhattacharya D, Ahuja M, Bhattacharya S, Clark CR, Suppiramaniam V, Dhanasekaran M. Benzylpiperazine: “A messy drug”. Drug and Alcohol Dependence 164: 1–7. 2016 3. Monteiro MS, Bastos ML, Pinho PG,

Carvalho M. Update on 1-benzylpiperazine (BZP) party pills. Arch Toxicol 87:929–947, 2013

4. Persona K, Polus A, Góralska J, Gruca A, Dembinska-Kiéc A, Piekoszewski W. An In Vitro Study of the Neurotoxic Effects of N- Benzylpiperazine: A Designer Drug of Abuse. Neurotox Res 29:558–568. 2016 5. Silva DD, Silva MJ, Moreira P, Martins MJ,

Valente MJ, Carvalho F, Bastos ML, Carmo H. In vitro hepatotoxicity of ‘Legal X’: the combination of 1-benzylpiperazine (BZP) and 1-(m-trifluoromethylphenyl) piperazine (TFMPP) triggers oxidative stress, mitochondrial impairment and apoptosis. Arch Toxicol 91(3):1413-1430. 2017

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EFEITO DE UM AGENTE ANTI GLICOLÍTICO,