Early pharmacological profilling of bioactive natural products and their analogues

Abstract

Bioprospection has a very important role in the discovery of compounds with antitumor activity. A large number of the actual anticancer drugs has a natural origin. Due to the high biodiversity around the world, which leads to new chemical structures (with new targets) and the general multi-faceted mechanisms, makes necessary the use of phenotypic profiling to discover and define the target of these compounds. Phenotypic drug discovery requires the use of different assays to narrow down the possible mechanism of action such as the evaluation of cell migration and phenotypic changes in the cell. In this study, we carried out an optimization of in vitro wound healing assay and tested a panel of natural extracts of Hypericum genus to evaluate cell migration. We determined that in lung cancer cells A549, a serum concentration of 1% is suitable to evaluate cell migration. We observed differential effect of the extracts on migration with a considerable inhibition in cell migration by the hydroalcoholic extract of H. grandifolium. In addition, we designed a preliminary model based on Fourier’s Transform to use Nanolive’s CX-A imaging and analysis system for target prediction. The designed model was able to preliminary cluster microtubule affecting drugs with similar mechanism of action to those of vinblastine and colchicine.

La bioprospección juega un papel muy importante en el descubrimiento de compuestos con actividad antitumoral. Muchos de los compuestos quimioterápicos actuales están relacionados con productos naturales. Debido a la alta biodiversidad alrededor del mundo que supone la aparición de nuevas estructuras químicas (con nuevas dianas) y a la general actividad multifacética de los compuestos naturales, es necesario el estudio del perfil fenotípico de fármacos para descubrir estos compuestos y definir su diana. El descubrimiento fenotípico de fármacos requiere del uso de diferentes ensayos para acotar el posible mecanismo de acción, por ejemplo, la evaluación de la migración celular o cambios fenotípicos en la célula. En este trabajo realizamos la optimización del ensayo de herida in vitro y evaluamos el efecto de diferentes extractos vegetales del género Hypericum. Determinamos que la línea celular A549 con 1% de suero es el modelo óptimo para evaluar la migración. Observamos efectos diferenciales de los extractos sobre la migración con una inhibición considerable por el extracto hidroalcohólico de H. grandifolium. Además, diseñamos un modelo preliminar basado en la transformada de Fourier para usar el sistema de imagen y análisis CX-A de Nanolive para predecir dianas. El modelo bioinformático diseñado fue capaz de agrupar compuestos con mecanismo de acción similar contra los microtúbulos (vinblastina y colchicina)