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Lignina: Um Potencial Aliado no Tratamento do Câncer

Pesquisas mostram que a lignina pode atacar células cancerígenas sem prejudicar as saudáveis.

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A Lignina é um composto natural encontrado nas paredes celulares das plantas. Ela é o segundo biopolímero mais comum do mundo, depois da celulose, e representa cerca de 5-35% da estrutura das plantas. A lignina tem vários papéis importantes nas plantas, como deixar as paredes celulares mais fortes, ajudar no transporte de água e nutrientes e fornecer proteção contra pragas e doenças.

Curiosamente, a lignina não é só importante para as plantas. Pesquisadores descobriram que a lignina pode ajudar a combater o câncer em animais. Alguns estudos mostram que partículas pequenas feitas de lignina, conhecidas como nanopartículas de lignina, podem ser usadas para transportar medicamentos no tratamento do câncer de colo, sem que as Células Cancerígenas fiquem resistentes aos medicamentos.

Além disso, os pesquisadores descobriram que certos complexos de lignina derivados de pinhas podem ter efeitos anticâncer em tipos específicos de células cancerígenas. E ainda, um tipo de lignina rica em enzimas mostrou ter a capacidade de ativar células imunológicas no corpo, potencialmente ajudando a combater Tumores. Mas, a maneira exata de como a lignina atua no nível celular ainda não está totalmente clara.

Extraindo Lignina para Estudo

Para entender melhor como a lignina funciona e seu potencial no combate ao câncer, os pesquisadores encontraram formas de extrair lignina de diferentes tipos de madeira usando um método chamado solvolise ácida por micro-ondas. Esse método permite que os cientistas quebrem a lignina sem que ela se ligue de volta de formas indesejadas.

Os pesquisadores usaram uma combinação de solventes orgânicos como tolueno, etanol e água para extrair a lignina, o que ajuda a isolar pedaços menores de lignina que podem ser estudados mais facilmente. A lignina extraída pode ter tamanhos e propriedades diferentes, tornando-a adequada para testes contra células cancerígenas.

Testando os Efeitos da Lignina nas Células Cancerígenas

Os pesquisadores realizaram uma série de experimentos usando a lignina extraída para ver como ela afetava diferentes tipos de células cancerígenas. Eles descobriram que as preparações de lignina poderiam reduzir significativamente a sobrevivência das células cancerígenas em testes laboratoriais. Esses testes incluíram diferentes tipos de células cancerígenas, como células de câncer de pulmão e fibrossarcoma.

Na análise, os pesquisadores descobriram que os tratamentos com lignina funcionavam causando um processo conhecido como Apoptose, que é uma forma de morte celular programada. Ao contrário das células normais e saudáveis, as células cancerígenas costumam resistir a morrer. Ao induzir a apoptose, as preparações de lignina poderiam ajudar a matar efetivamente as células cancerígenas.

Comparando Células Cancerígenas com Células Normais

Nos experimentos, os pesquisadores também testaram os efeitos da lignina em células normais, chamadas fibroblastos dérmicos humanos. Eles descobriram que as células normais eram muito menos afetadas pelos tratamentos com lignina em comparação com as células cancerígenas. Isso significa que a lignina poderia servir como um tratamento que ataca células cancerígenas enquanto poupa as saudáveis.

Os pesquisadores usaram vários métodos para avaliar quantas células estavam vivas após o tratamento com lignina, incluindo uma técnica que mede o metabolismo celular. Eles determinaram a concentração em que a lignina se torna eficaz em matar células cancerígenas, conhecida como valor CC50.

Mecanismos por trás da Morte Celular Induzida pela Lignina

Para entender como a lignina faz as células cancerígenas morrerem, os pesquisadores analisaram caminhos específicos que controlam a morte celular. Eles descobriram que os tratamentos com lignina aumentavam a expressão de certas proteínas envolvidas no processo de morte celular, como TNF-α e Fas. Isso sugere que a lignina ativa o que é chamado de via extrínseca de apoptose.

Além da via extrínseca, os pesquisadores também exploraram a via intrínseca, que envolve mudanças dentro da própria célula. Eles não encontraram diferenças significativas em algumas proteínas relacionadas à via intrínseca, indicando que o efeito da lignina pode acontecer principalmente através da via extrínseca.

Efeitos da Lignina no Crescimento Tumoral em Camundongos

Para investigar mais os efeitos anticâncer da lignina, os pesquisadores realizaram testes em camundongos com câncer. Eles injetaram os camundongos com células tumorais e então os trataram com preparações de lignina. Os resultados mostraram que uma preparação de lignina em particular reduziu significativamente o tamanho e o peso dos tumores em comparação com o grupo controle que não recebeu tratamento.

Essas descobertas sugerem que a lignina pode ter potencial como um tratamento anticâncer em organismos vivos. Importante, os camundongos tratados não mostraram perda de peso significativa ou danos no fígado, indicando que a lignina pode ser uma opção segura para o tratamento do câncer.

Analisando Amostras de Tumores

Após remover os tumores dos camundongos, os pesquisadores examinaram as amostras em busca de sinais de morte celular. Eles descobriram que os tumores tratados com lignina mostraram um nível mais alto de uma proteína chamada caspase 3, que é um indicador de apoptose. Isso sugere que o tratamento com lignina promoveu a morte de células cancerosas em tecido vivo também.

O estudo também observou que o tratamento com lignina estava ligado a uma redução na formação de vasos sanguíneos nos tumores. Esse aspecto é crucial porque os tumores precisam de um suprimento de sangue para crescer e se espalhar. Ao inibir a angiogênese, a lignina pode ajudar a "fomear" os tumores de nutrientes.

Conclusão e Direções Futuras

A pesquisa indica que a lignina pode efetivamente induzir a morte celular em células cancerígenas, enquanto deixa as células normais menos afetadas. Os efeitos estão ligados a mudanças em caminhos específicos envolvidos na regulação da morte celular.

Além disso, os resultados promissores observados em camundongos fornecem uma base para uma investigação mais profunda sobre a lignina como um potencial tratamento contra o câncer. Ainda há perguntas a serem respondidas sobre a gama completa de mecanismos moleculares envolvidos e como a lignina poderia ser melhor utilizada em combinação com terapias existentes contra o câncer.

À medida que os estudos continuam, a lignina poderia representar um recurso valioso na busca por novos tratamentos anticâncer eficazes e seguros. Esta pesquisa abre portas para mais exploração sobre como materiais sustentáveis como a lignina podem ser utilizados na medicina, potencialmente levando a soluções inovadoras para o cuidado do câncer.

Futuras pesquisas precisarão se concentrar em entender como a lignina interage com vários tipos de tumores, seus efeitos a longo prazo e as melhores formas de administrá-la para fins terapêuticos. Os insights obtidos do estudo da lignina poderiam não apenas aprofundar nosso conhecimento sobre a biologia das plantas, mas contribuir significativamente para os avanços nas estratégias de tratamento do câncer.

Fonte original

Título: Lignin isolated by microwave-assisted acid-catalyzed solvolysis induced cell death on mammalian tumor cells by modulating apoptotic pathways

Resumo: Lignin, the most abundant renewable aromatic polymer, has been shown to suppress the growth of mammalian tumor cells. Despite being a textbook example, there is little information on the biological activity of lignin in relation to its molecular structure or the molecular mechanisms by which lignin suppresses tumor cells in mammalian species. Here, we prepared Microwave-assisted Acid-catalyzed Solvolysis Lignin (MASL) and assessed its effects on human and mouse tumor cells. Our data showed MASL significantly reduced viability of tumor cells by modulating apoptotic pathways. MASL treatment upregulated TNF-, Fas, and FasL expression levels, while suppressing anti-apoptotic NF-{kappa}B and mTOR pathways in tumor cells. In-vivo experiments were also performed using tumor-bearing mice to confirm the anti-tumor effects of MASL. An administration of MASL significantly suppressed tumor growth in mice in association with elevation of caspase 3 expression. These findings strongly suggest the potential usefulness of low molecular weight lignin as an effective therapeutic against malignancies.

Autores: Osam Mazda, R. Kashimoto, E. Ohgitani, Y. Makimura, T. Miyazaki, C. Kimura, M. Shin-Ya, H. Nishimura, G. Pezzotti, T. Watanabe

Última atualização: 2024-01-23 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.20.576161

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.20.576161.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

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