Angiogênese é o termo utilizado para descrever o crescimento de novos vasos sanguíneos a partir dos já existentes. Vários estudos demonstraram a densidade microvascular (DMV) como um fator prognóstico nas leucemias, em particular, leucemia promielocítica aguda (LPA). Este subtipo de leucemia corresponde a cerca de 20 a 25% das leucemias mielóides agudas nos países latino-americanos e apresenta características clínicas, morfológicas e biológicas peculiares. A halofuginona (HF), originalmente descrita como um agente antifúngico apresenta capacidade de inibir o crescimento tumoral e formação de vasos em modelos animais de tumores sólidos. Estudos realizados por nosso grupo demonstraram que a HF inibiu a secreção do VEGF e a proliferação de linhagens celulares de LPA. Desta forma, o presente trabalho teve por objetivo determinar o potencial antiproliferativo e antiangiogênico da HF em um modelo experimental in vivo da LPA e avaliar os mecanismos subjacentes a sua ação. Primeiramente, a análise do ciclo celular em células NB4 tratadas com HF apresentou significativa diminuição da proliferação celular (2,093 ± 0,304 vs. 41,21 ± 3,25), juntamente com um aumento significativo da apoptose (12,53 ± 1,53 vs. 21,95 ± 0,79; p=0,0007). Por meio da técnica de Real Time Array foi possível identificar dois grupos de genes associados a apoptose celular diferencialmente expressos em células tratadas com HF: TNF, TNFRSF9, TNFTSF10B, CD40, FAS, CASP10, CASP8 e CASP3, sugerindo que a HF induz a via extrínseca de apoptose. A análise in vivo da HF foi realizada em camundongos NOD/SCID previamente irradiados e transplantados com células leucêmicas PML-RAR murinas. Camundongos tratados com HF, por 21 dias após o transplante não apresentaram remissão molecular, determinada pela amplificação do gene PML-RARA por PCR, porém foi observada menor infiltração leucêmica em relação aos camundongos não tratados (Leucócitos: 4,2 ± 3,89 vs. 20,6 ± 21,9; p<0.0001); Hemoglobina: 12,0 ± 1,40 vs. 9,6 ± 1,67; p<0.0001; e Plaquetas: 932,0 ± 122,5 vs. 552,0 ± 83,2; p<0.001 respectivamente) e um menor peso relativo do baço (0,006 vs. 0,012, p=0,0415). Ademais, a contagem diferencial e imunofenotipagem da medula óssea evidenciaram menor porcentagem de células mielóides imaturas (16,88 ± 6,27 vs. 44,06 ± 27,06). A HF também foi capaz de inibir a fosforilação de SMAD2 e consequentemente bloquear a via do TGF- em células NB4. No entanto, animais leucêmicos apresentaram menor nível sérico de TGF- em relação aos saudáveis e tratados (475,58 vs. 1.378,45/1.146,82 pg/mL; p<0,0001), sugerindo que o blasto leucêmico produz esta citocina e a diminuição de células leucêmicas resultou em diminuição dos níveis séricos de TGF-. A HF não aumentou a sobrevida dos animais leucêmicos e a elevação das enzimas hepáticas sugeriu que o tratamento foi hepatotóxico. Por fim, com relação à angiogênese, a análise da expressão gênica mostrou que o tratamento com HF inibiu a expressão de VEGF e EGF e o estudo por imunohistoquímica de seções da medula óssea evidenciou menor expressão VEGF (30 vs. 80%, p=0,0227), porém não houve diminuição da DMV. O conjunto desses resultados mostrou que a angiogênese é um importante alvo terapêutico na LPA, e que apesar da toxicidade, a HF apresenta potencial antileucêmico, tanto por conta de seus efeitos antiproliferativos e próapoptóticos, quanto por sua capacidade de inibir a produção de fatores próangiogênicos.

Angiogenesis is the term used to describe the growth of new blood vessels from the existing ones. Several studies have demonstrated the microvascular density (MVD) as a prognostic factor in leukemia, particularly acute promyelocytic leukemia (APL). This subtype of leukemia corresponds to 20-25% of acute myeloid leukemia in Latin America and presents clinical, morphological and biological peculiar characteristics. The halofuginone (HF) originally described as an antifungal agent has ability to inhibit tumor growth and vessel formation in animal models of solid tumors. Our group demonstrated that HF inhibits the VEGF secretion and cell proliferation in APL cell lineages. Thus, this study aimed to determine the antiproliferative and antiangiogenic potential of HF in an experimental model of APL in vivo and evaluate the mechanisms underlying its action. First, the cell cycle analysis in NB4 cells treated with HF showed a significant decrease in cell proliferation (2.093 ± 0.304 vs. 41.21 ± 3.25), along with a significant increase in apoptosis (12.53 ± 1.53 vs . 21.95 ± 0.79, p = 0.0007). Through Real Time Array it was possible to identify two groups of apoptosis associated genes differentially expressed in HF treated cells: TNF, TNFRSF9, TNFTSF10B, CD40, FAS, CASP10, CASP8 and CASP3, suggesting that HF induces apoptosis by extrinsic pathway. In vivo analysis of HF was performed in irradiated NOD/SCID mice transplanted with murine PML-RAR leukemic cells. Mice treated with HF for 21 days after transplantation showed no molecular remission as determined by amplification of PML-RARA gene by PCR, however minor leukemic infiltration was observed compared to untreated mice (leukocytes: 4.2 ± 3.89 vs . 20.6 ± 21.9, p <0.0001), hemoglobin: 12.0 ± 1.40 vs. 9.6 ± 1.67, p <0.0001, and Platelets: 932.0 ± 122.5 vs. 552.0 ± 83.2, p <0.001 respectively) and a lower relative weight of spleen (0.006 vs. 0.012, p = 0.0415). Furthermore, the differential count and immunophenotyping of bone marrow showed a lower percentage of immature myeloid cells (16.88 ± 6.27 vs. 44.06 ± 27.06). The HF was also able to inhibit the SMAD2 phosphorylation and consequently block the TGF- pathway in NB4 cells. However, leukemic animals presented lower serum TGF- compared to the healthy and treated (475.58 vs. 1378.45/1146.82 pg / mL, p <0.0001), suggesting that the leukemic blasts produces this cytokines and the decrease in leukemic cells resulted in decreased serum levels of TGF-. The HF did not increase the survival of leukemic animals and elevated liver enzymes suggested that the treatment was hepatotoxic. Finally, regarding angiogenesis, gene expression analysis showed that the HF treatment inhibited the expression of VEGF and EGF and the study by immunohistochemistry of sections of bone marrow showed less VEGF expression (30 vs. 80%, p = 0 0227), but there was no decrease in the MVD. Taken together, these results showed that angiogenesis is an important therapeutic target in APL, and despite the toxicity, HF has antileukemic potential, for both the antiproliferative and proapoptotic effects, and also for its ability to inhibit the production of proangiogenic factors.