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Myrtenal-induced V-ATPase inhibition - A toxicity mechanism behind tumor cell death and suppressed migration and invasion in melanoma.
Martins, Brunna Xavier; Arruda, Raul Ferraz; Costa, Gildeíde Aparecida; Jerdy, Hassan; de Souza, Sávio Bastos; Santos, Julianna Maria; de Freitas, William Rodrigues; Kanashiro, Milton Masahiko; de Carvalho, Eulógio Carlos Queiroz; Sant'Anna, Nadir Francisca; Antunes, Fernanda; Martinez-Zaguilan, Raul; Souad, Sennoune; Okorokova-Façanha, Anna Lvovna; Façanha, Arnoldo Rocha.
  • Martins BX; Laboratório de Biologia Celular e Tecidual, Centro de Biociências e Biotecnologia, Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Campos dos Goytacazes, Rio de Janeiro, Brazil.
  • Arruda RF; Laboratório de Biologia Celular e Tecidual, Centro de Biociências e Biotecnologia, Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Campos dos Goytacazes, Rio de Janeiro, Brazil.
  • Costa GA; Laboratório de Biologia Celular e Tecidual, Centro de Biociências e Biotecnologia, Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Campos dos Goytacazes, Rio de Janeiro, Brazil.
  • Jerdy H; Hospital Veterinário/Laboratório de Morfologia e Patologia Animal, Centro de Ciências e Tecnologias Agropecuárias, Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Campos dos Goytacazes, Rio de Janeiro, Brazil.
  • de Souza SB; Laboratório de Biologia Celular e Tecidual, Centro de Biociências e Biotecnologia, Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Campos dos Goytacazes, Rio de Janeiro, Brazil.
  • Santos JM; Laboratório de Biologia Celular e Tecidual, Centro de Biociências e Biotecnologia, Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Campos dos Goytacazes, Rio de Janeiro, Brazil.
  • de Freitas WR; Laboratório de Biologia de Reconhecer, Centro de Biociências e Biotecnologia, Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Campos dos Goytacazes, Rio de Janeiro, Brazil.
  • Kanashiro MM; Laboratório de Biologia de Reconhecer, Centro de Biociências e Biotecnologia, Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Campos dos Goytacazes, Rio de Janeiro, Brazil.
  • de Carvalho ECQ; Hospital Veterinário/Laboratório de Morfologia e Patologia Animal, Centro de Ciências e Tecnologias Agropecuárias, Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Campos dos Goytacazes, Rio de Janeiro, Brazil.
  • Sant'Anna NF; Laboratório de Biologia Celular e Tecidual, Centro de Biociências e Biotecnologia, Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Campos dos Goytacazes, Rio de Janeiro, Brazil.
  • Antunes F; Hospital Veterinário/Laboratório de Morfologia e Patologia Animal, Centro de Ciências e Tecnologias Agropecuárias, Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Campos dos Goytacazes, Rio de Janeiro, Brazil; Unidade de Experimentação Animal (UEA), Universidade Estadual do Norte Fluminense
  • Martinez-Zaguilan R; Texas Tech University, Department of Physiology, Health Sciences Center, Lubbock, TX, USA.
  • Souad S; Texas Tech University, Department of Physiology, Health Sciences Center, Lubbock, TX, USA.
  • Okorokova-Façanha AL; Unidade de Experimentação Animal (UEA), Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Campos dos Goytacazes, Rio de Janeiro, Brazil; Laboratório de Bioquímica e Fisiologia de Microrganismos, Centro de Biociências e Biotecnologia, Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Ca
  • Façanha AR; Laboratório de Biologia Celular e Tecidual, Centro de Biociências e Biotecnologia, Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Campos dos Goytacazes, Rio de Janeiro, Brazil; Unidade de Experimentação Animal (UEA), Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Campos dos Goyta
Biochim Biophys Acta Gen Subj ; 1863(1): 1-12, 2019 01.
Article en En | MEDLINE | ID: mdl-30279148
ABSTRACT

BACKGROUND:

Metastatic tumor cells have acidic extracellular pH and differential electrochemical H+ gradients generated across their cell membranes by V-type H+-ATPases. This study shows that inhibition of the V-ATPases by the plant-derived monoterpene Myrtenal results in tumor cell death and decreased metastatic dissemination in mice.

METHODS:

The Myrtenal anticancer toxicity was evaluated in vitro using murine (B16F0 and B16F10) and human (SkMel-5) melanoma cell lines, and in in vivo mouse metastatic dissemination model. Proton flux and extracellular acidification were directly evaluated at the surface of living cells using a non-invasive selective ion electrode approach.

RESULTS:

The inhibition of V-ATPases by 100 µM Myrtenal disrupted the electrochemical H+ gradient across the cell membranes, strongly induced cell death (4-5 fold), and decreased tumor cells migration and invasion in vitro. Myrtenal (15 mg/kg) also significantly reduced metastasis induced by B16F10 in vivo, further reinforcing that V-ATPase is a molecular target to halt the progression of cancers.

CONCLUSIONS:

These data revealed the therapeutic potential of Myrtenal as inhibitor of melanoma progression proposing a mechanism of action by which once inhibited by this monoterpene the proton pumps fail to activate cancer-related differential electrochemical gradients and H+ fluxes across the tumor cell membranes, disrupting pH signatures inherent in tumor progression, resulting in reprogrammed cell death and metastasis inhibition. GENERAL

SIGNIFICANCE:

The work represents a new mechanistic strategy for contention of melanoma, the most aggressive and deadly form of cutaneous neoplasm, and highlights Myrtenal, other related monoterpenes and derivatives as promising proton pump inhibitors with high chemotherapeutic potential.
Asunto(s)
Palabras clave

Texto completo: 1 Banco de datos: MEDLINE Asunto principal: Neoplasias Cutáneas / Terpenos / ATPasas de Translocación de Protón Vacuolares / Melanoma / Antineoplásicos Límite: Animals / Humans / Male Idioma: En Año: 2019 Tipo del documento: Article

Texto completo: 1 Banco de datos: MEDLINE Asunto principal: Neoplasias Cutáneas / Terpenos / ATPasas de Translocación de Protón Vacuolares / Melanoma / Antineoplásicos Límite: Animals / Humans / Male Idioma: En Año: 2019 Tipo del documento: Article