Assessment of antitumor and antibacterial potential of Vipera latastei venom

Abstract

Currently, cancer and the emergence of multi-resistant microorganisms represent a real threat to human health and therefore there is an urgent need for solutions that will be of added value in combating these problems. Thus, several studies have focused on the search for compounds that may constitute new therapeutic agents. Viperidae family presents a characteristic hemotoxic venom. Although it may be lethal or cause considerable damage to humans, venom is also a source rich in components with high therapeutic potential. In order to evaluate the bioactivity of Vipera latastei venom, the main objectives of this work were: a) to provide an overview of the venom and toxins produced by species belonging to the Viperidae family, reviewing its antimicrobial and antitumor potential, b) to evaluate the antitumor potential of V. latastei crude venom against melanoma cells, and c) to evaluate the antibacterial potential of the same venom. Through an extensive literature review, it was evidenced that venoms of vipers present a promising antitumor and antibacterial properties, and these activities are mainly associated to five of these families – SV-LAAO, Disintegrins, PLA2, SVMPs and C-type lectins. Several of these compounds are reported here, highlighting their therapeutic potential and mentioning some of the possible mechanisms of action. Furthermore, the composition of the venoms can be variable among species, which may contribute to the discovery of more compounds, and help in understanding the already known mechanisms of action. Regarding antitumor potential of the V. latastei crude venom, it was observed a significant decrease in cell viability of human melanoma MNT-1 and Human Keratinocyte HaCaT cells in a dose-dependent manner. However, this cytotoxic activity was not selective for tumor cells. Additionally, the venom induced changes in the cell cycle dynamics of the tumor cells. Nonetheless, no significant changes in the cell cycle of non-tumor keratinocytes (HaCaT) were observed. Furthermore, we also observed an increase in ROS generation, especially in tumor cells exposed to the venom. Regarding antibacterial activity, the venom inhibited the growth of all pathogenic bacteria tested in this study, revealing an interesting antibacterial activity. In general, this dissertation supports the idea that snake venoms are a promising source of new compounds of therapeutic interest, presenting the first studies on the bioactivity of V. latastei venom.

Atualmente, o cancro e a emergência de microrganismos multi-resistentes representam uma verdadeira ameaça à saúde humana e, por isso mesmo, são necessárias soluções urgentes que sejam uma mais valia no combate a estes problemas. Neste sentido, vários estudos têm-se focado na procura de compostos que possam vir a constituir novos agentes terapêuticos. A família Viperidae apresenta um veneno caracteristicamente hemotóxico, que embora possa ser letal ou resultar em danos consideráveis para os humanos, constitui igualmente uma fonte rica em componentes de elevado potencial terapêutico. Desta forma, procurando avaliar a bioatividade do veneno de Vipera latastei, este trabalho teve como principais objetivos: a) fornecer uma visão global relativamente ao veneno e toxinas produzidas por espécies pertencentes à família Viperidae, revendo o seu potencial antimicrobiano e antitumoral, b) avaliar o potencial antitumoral do veneno em bruto de V. latastei relativamente a células de melanoma, e c) avaliar o potencial antibacteriano do veneno da mesma espécie. Através de uma extensa revisão bibliográfica foi evidenciado que os venenos de víbora apresentam um potencial antitumoral e antibacteriano promissor e que estas atividades estão associadas sobretudo a cinco famílias de proteínas – SVLAAO, Desintegrinas, PLA2, SVMPs e lectinas do tipo C. Vários destes compostos são aqui reportados, destacando-se o seu potencial terapêutico e referindo alguns dos possíveis mecanismos de ação. Concluiu-se ainda que a composição dos venenos pode ser bastante variável entre espécies, o que pode contribuir para a descoberta de um maior número de compostos e ajudar na compreensão dos mecanismos de ação já conhecidos. Relativamente ao potencial antitumoral, foi observado uma diminuição significativa da viabilidade celular das células de melanoma (MNT-1) e de queratinócitos (HaCaT) com o aumento da concentração do veneno em bruto de V. latastei. Contudo, esta atividade citotóxica não foi seletiva para as células tumorais. Adicionalmente, o veneno induziu alterações na dinâmica do ciclo celular das células tumorais, não se tendo observado alterações significativas nos queratinócitos não tumorais (HaCaT). Foi ainda observado um aumento da formação de ROS, sobretudo nas células tumorais expostas ao veneno. Relativamente à atividade antibacteriana, verificou-se que o veneno inibiu o crescimento de todas as bactérias patogénicas testadas neste estudo, revelando uma interessante atividade antibacteriana. De uma forma geral, esta dissertação suporta a ideia de que os venenos de serpente são uma fonte promissora de novos compostos com interesse terapêutico, apresentando os primeiros estudos relativos à bioatividade do veneno de V.latastei.