Exploring the anticancer potential of pyrazolo[1,2-a]benzo[1,2,3,4] tetrazin-3-one derivatives: The effect on apoptosis induction, cell cycle and proliferation

In order to investigate their anticancer potential, four new pyrazolo[1,2-a]benzo[1,2,3,4]-tetrazinone derivatives, designed through the chemometric protocol VLAK, and three of the most active compounds of the previous series have been evaluated on some cellular events including proliferation, apoptosis induction, and cell cycle. The NCI one dose (10 mu M) screening revealed that the 8,9-di-methyl derivative showed activity against Leukemia (CCRF-CEM) and Colon cancer cell line (COLO 205), reaching 81% and 45% of growth inhibition (GI), respectively. Replacement of the two methyl groups with two chlorine atoms maintained the activity toward Leukemia cell (CCRF-CEM, GI 77%) and selectively enhanced the activity against COLO 205 attaining a LD50 in the mu M range and against SW-620 a GI of 77%. Interestingly, an appreciable growth inhibition of 47% against therapeutically "refractory" Non-Small Cell Lung Cancer (NCI-H522) was observed. Moreover, the apoptosis induction, based on mitochondrial membrane depolarization, was found in the range EC50 3-5 mu M on HeLa cell, evidencing a well defined relationship with the related in vitro cell growth inhibitory assays (MTT) performed against other selected tumor cell lines not included in the NCI tumor panel (HeLa, cervix; H292, lung; LAN-5, CNS; CaCo-2, colon; 16HBE, normal human cell lung) and against MCF-7 tumor cell line (breast). Only for the most active compounds, further cell cycle tests on HeLa displayed a cell arrest on S phase. Thus, a promising new class of anticancer candidates, acting as valuable apoptotic inductors, is proposed. (C) 2013 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.

Allo scopo di investigarne le potenzialità antitumorali, 4 nuovi derivati del sistema triciclico pyrazolo[1,2-a]benzo[1,2,3,4]tetrazin-3-one progettati mediante un protocollo chemiometrico VLAK (virtual lock and key) assieme a tre composti di una precedente serie risultati particolarmente attivi, sono stati qui sottoposti ad alcuni test chiave quali l'induzione di apoptosi, l' interferenza sul ciclo cellulare in rapporto all'attività antiproliferativa. Dai risultati del "one dose" (10 uM) NCI screening è emerso che il derivato 8,9-dimetilico ha mostrato marcata attività nei confronti della leucemia (CCRF-CEM) e tumore del colon (COLO 205) raggiungendo 81n e 45 % di inibizione di crescita, rispettivamente. La sostituzione dei gruppi metilici con atomi di cloro mantiene l'attività sulle cellule leucemiche (77% IC) e selettivamente potenzia l'attività sulle cellule tumorali del colon (COL205) raggiungendo una LD50 nel range uM e una GI 77% sulle cellule SW620. Di particolare interesse, risulta la comparsa di una apprezzabile inibizione di crescita del 47% nei confronti di cellule tumorali polmonari (NCI-H522), note per la loro refrattarietà terapeutica. Inoltre, su tutti i derivati testati, l'induzione di apoptosi, valutata sulla depolarizzazione della membrana mitocondriale di cellule HeLa, si è piazzata tra 3 e 5 uM di concentrazione evidenziando una ben definita correlazione con i test antiproliferativi (MTT) condotti su altri linee tumorali, non incluse nel panel del NCI (HeLa, cervix; H292, lung; LAN-5, CNS; CaCo-2, colon; 16HBE, normal human cell lung) e MCF-7 tumore al seno. Limitatamente ai composti risultati più attivi, sono stati valutati gli effetti sul ciclo cellulare di cellule HeLa con l'osservazione dell'arresto del ciclo nella fase S. Così, una nuova promettente classe di nuovi candidati antitumorali agendo da induttori di apoptosi e interferendo nel ciclo cellulare vengono proposti.