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Cytotoxicity of AMANTADIG – a semisynthetic digitoxigenin derivative – alone and in combination with docetaxel in human hormone-refractory prostate cancer cells and its effect on Na+/K+-ATPase inhibition - 20/09/18

Doi : 10.1016/j.biopha.2018.08.028 
Izabella Thaís Silva a, d, Jennifer Munkert b, Elke Nolte c, Naira Fernanda Zanchett Schneider d, Sayonarah Carvalho Rocha e, Ana Carolina Pacheco Ramos e, Wolfgang Kreis b, Fernão Castro Braga a, Rodrigo Maia de Pádua a, Alex G. Taranto f, Vanessa Cortes e, Leandro Augusto Barbosa e, Sven Wach c, Helge Taubert c, Cláudia Maria Oliveira Simões d,
a Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil 
b Department of Biology, Chair of Pharmaceutical Biology, Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany 
c Department of Urology and Pediatric Urology, University Hospital Erlangen, Erlangen, Germany 
d Departamento de Ciências Farmacêuticas, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, Brazil 
e Laboratório de Bioquímica Celular, Faculdade de Bioquímica, Universidade Federal de São João del Rei, Campus Centro-Oeste Dona Lindu, Divinópolis, Brazil 
f Laboratório de Química Farmacêutica Medicinal, Universidade Federal de São João del Rei, Campus Centro-Oeste Dona Lindu, Divinópolis, Brazil 

Corresponding author at: LVA, CIF, CCS, Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Florianópolis, 88040-900, SC, Brazil.LVACIFCCSUniversidade Federal de Santa Catarina (UFSC)FlorianópolisSC88040-900Brazil

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Highlights

Combination of AMANTADIG and docetaxel showed synergistic effects in prostate cancer.
Combination of AMANTADIG and docetaxel induced G2/M arrest in prostate cancer cells.
Combination of AMANTADIG and docetaxel substantially reduced survivin expression.
AMANTADIG inhibited Na+/K+-ATPase activity of PC3 and pig kidney cells.

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Abstract

Cardiac glycosides (CGs) are natural compounds used to treat congestive heart failure. They have garnered attention as a potential cancer treatment option, especially because they bind to Na+/K+-ATPase as a target and activate intracellular signaling pathways leading to a variety of cellular responses. In this study we evaluated AMANTADIG, a semisynthetic cardenolide derivative, for its cytotoxic activity in two human androgen-insensitive prostate carcinoma cell lines, and the potential synergistic effects with docetaxel. AMANTADIG induced cytotoxic effects in both cell lines, and a combination with docetaxel showed a moderate and strong synergism in DU145 and PC-3 cells, respectively, at concentrations considerably lower than their IC50 values. Cell cycle analyses showed that AMANTADIG and its synergistic combination induced G2/M arrest of DU145 and PC-3 cells by modulating Cyclin B1, CDK1, p21 and, mainly, survivin expression, a promising target in cancer therapy. Furthermore, AMANTADIG presented reduced toxicity toward non-cancerous cell type (PBMC), and computational docking studies disclosed high-affinity binding to the Na+/K+-ATPase α subunit, a result that was experimentally confirmed by Na+/K+-ATPase inhibition assays. Hence, AMANTADIG inhibited Na+/K+-ATPase activity in PC-3 cells, as well as in purified pig kidney at nanomolar range. Altogether, these data highlight the potent effects of AMANTADIG in combination with docetaxel and offer important insights for the development of more effective and selective therapies against prostate cancer.

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Keywords : Prostate cancer, AMANTADIG, Docetaxel, Synergistic effects, Na+K+-ATPase, Docking studies


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Vol 107

P. 464-474 - novembre 2018 Retour au numéro
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