XIX CONGRESSO BRASILEIRO DE FÍSICA MÉDICA
17 A 20 DE AGOSTO DE 2014
GOIÂNIA – GO
DISTRIBUIÇÃO INTRACELULAR E FOTOCITOTOXICIDADE
DA NITROFURANTOÍNA EM CULTURA CELULAR
NEOPLÁSICA
Lucimara P.F. Aggarwal1, Gustavo G. Parra1, Roberto S. da Silva2,3 e Iouri Borissevitch1
1
Departamento de Física, Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto,
Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, SP, Brasil.
2
Departamento de Física e Química, Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto,
Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, SP, Brasil.
3
Departamento de Química, Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto,
Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, SP, Brasil.
Resumo: Neste trabalho foi avaliada a dinâmica de distribuição e localização intracelular da
nitrofurantoína (NFT) em células de melanoma murino B16F10. A acumulação da NFT nas células
atinge a saturação após 12 horas de incubação. Este parâmetro está relacionado ao elevado grau de
fototoxicidade da NFT induzido pela sua irradiação com luz UV (λ = 385 nm). As imagens da
distribuição intracelular da NFT obtidas por microscopia de fluorescência indicam que ela se localiza
preferencialmente na região das mitocôndrias.
Palavras-chave: nitrofurantoína, fotoquimioterapia, melanoma murino, localização intracelular,
microscopia de fluorescência.
Abstract: In this work was evaluated the intracellular distribution of Nitrofurantoin (NFT) in cells of
murine melanoma B16F10. The uptake of NFT in these cells reaches the saturation after 12 hours.
This parameter is in agreement with the high photocytotoxicity of NFT induced by UV light irradiation
(λ = 385 nm). The images of NFT intracellular distribution obtained by fluorescence microscopy show
its preferential localization in the region of mitochondrias.
Keywords: nitrofurantoin, photochemotherapy, murine melanoma, intracellular localization,
fluorescence microscopy.
Introdução: A Nitrofurantoína (NFT, figura 1) é um derivado de nitrofurano utilizada como agente
bactericida no tratamento de infecções do trato urinário [1]. Recentemente constatamos que ela
possui uma alta fotocitotoxicidade contra células neoplásicas induzida por irradiação com luz UV [2].
O mecanismo de ação da NFT em células neoplásicas provavelmente está relacionado à
produção de óxido nítrico (NO) no meio intracelular, o qual foi detectado durante a irradiação da NFT.
As espécies radicalares possuem um curto tempo de vida devido a sua alta reatividade em meio
biológico [3]. Por isso é de grande relevância conhecer os parâmetros que definem a distribuição e a
localização intracelular dos compostos fotoativos (fotossensibilizador, FS), uma vez que os
mecanismos de morte celular (necrose e apoptose) são fortemente modulados pelo dano a estruturas
celulares específicas como, por exemplo, membrana celular externa e mitocôndrias.
A NFT absorve luz na região espectral <600 nm, o que limitaria sua utilização apenas no
tratamento de lesões superficiais. Entretanto a NFT possui alta probabilidade de absorção de dois
fótons [4] o que permite excitá-la com luz de >600 nm. Além disso, o aumento do comprimento da
cadeia de conjugação  presente na estrutura da NFT permite deslocar sua absorção para região de
maiores , possibilitando a síntese deste composto com características espectrais mais adequadas.
O interesse em utilizar FS que podem produzir espécies citotóxicas sob irradiação com luz
UV-visível foi estimulado pelo sucesso obtido no tratamento de câncer com Fotoquimioterapia sob a
forma de Terapia Fotodinâmica (do termo inglês Photodynamic Therapy – PDT). Entretanto, a PDT
possui algumas limitações intrínsecas como, por exemplo, a formação de oxigênio singleto, espécie
produzida pela transferência de energia do estado excitado do FS ao oxigênio molecular. Em alguns
tumores a concentração de oxigênio é reduzida, o que diminui a eficiência desta terapia. Além disso,
há possibilidade do FS e do oxigênio singleto dissipar a energia de excitação através de processos
não radiativos que competem com a ação fototóxica. Estes fatos estimulam a busca de mecanismos
alternativos da Fotoquimioterapia, baseados na produção de espécies reativas não excitadas como
os radicais livres (ânion superóxido, óxido nítrico, radical hidroxila, etc). Neste trabalho foram
avaliados os processos de internalização, distribuição e localização intracelular da NFT e sua relação
com a citotoxicidade deste fármaco em células de melanoma murino B16F10.
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Figura 1. Estrutura molecular da Nitrofurantoína.
Método: As análises da acumulação da NFT em cultura celular foram realizadas por espectroscopia
de absorção ótica e fluorescência. As células B16F10 foram incubadas durante 4, 6, 12 e 24 horas
com 50 µM de NFT em meio de cultura RPMI contendo soro fetal bovino (10%). Após o período de
incubação o meio de cultura foi removido e as células foram lavadas 2 vezes com PBS. A lise celular
foi realizada com a utilização de uma solução NaOH+SDS1% e os espectros de absorção e
fluorescência da solução contendo células+NFT foram medidos. A distribuição intracelular da NFT foi
obtida através de imagens de microscopia de fluorescência após incubação das células com NFT em
RPMI nas concentrações de 20, 40 e 60 µM, utilizando o Microscópio Nikon Eclipse Ti. Foram
utilizados marcadores de organelas celulares tais como Hoechst (núcleo) e Rodamina 123
(mitocôndrias) a fim de comparar os perfis de sua emissão nas células àquele obtido para a NFT. Os
testes padronizados de citotoxicidade foram realizados na presença de luz, com doses de irradiação
2
de 2, 6 e 12 J/cm , utilizando uma placa de 96 LEDs com emissão em 385 nm. Os controles adotados
foram poços contendo células tratadas com FS sem serem expostas à luz, poços contendo células
sem FS e sem serem expostas à luz, poços contendo células sem FS e expostas à luz. O efeito
citotóxico percentual (ECT%) foi obtido de acordo com a equação (1) pela análise da absorbância em
492 nm, utilizando o teste colorimétrico MTT e leitor de placas Thermoplate.
 Abs amostra 
ECT (%)  1 
 *100
 Abs controle 
(1)
Resultados: Foi observado que a acumulação máxima da NFT em células de melanona murino
ocorre após 12 horas de incubação deste fármaco nas células. Os testes de citotoxicidade da NFT no
escuro e na presença de luz demonstraram uma maior eficácia deste composto na destruição de
células tumorais após 24 horas de incubação numa concentração 20 - 40µM. Isso indica que as
caraterísticas temporais da acumulação intracelular da NFT estão relacionadas ao efeito
fotocitotóxico deste composto. As imagens da distribuição intracelular da NFT mostram que ela se
localiza preferencialmente numa região associada às mitocôndrias, evitando o espaço nuclear.
Discussão e Conclusões: O efeito fotocitotóxico da NFT em células B16F10 provavelmente está
relacionado à liberação de NO. A quantidade de fármaco internalizada aumenta com o aumento no
período de incubação, o que aumenta a produção de NO intracelular. A morte celular foi maximizada
quando foram utilizadas concentrações de NFT acima de 20 µM. Portanto, uma alta acumulação
deste fármaco em células neoplásicas é o fator primordial para a obtenção do efeito citotóxico. A
localização da NFT na região equivalente às mitocôndrias pode indicar o favorecimento da morte
celular por apoptose. O NO possui caráter tanto tumorigênico como tumoricida. O último é favorecido
quando existe uma alta concentração de NO no ambiente celular [5]. Desta forma, pode-se concluir
que a NFT pode atuar como um eficiente agente fototóxico na destruição de células neoplásicas cujo
mecanismo de ação envolve a formação de espécies radicalares (NO, principalmente). Estes
resultados indicam que a fotoativação da NFT pode servir como método alternativo para o tratamento
de neoplasias, o que faz deste composto um potencial FS para utilização em Fotoquimioterapia.
Agradecimentos: À CAPES e FAPESP pelo suporte financeiro.
Referências:
1. Cunha BA. New uses for older antibiotics: nitrofurantoin, amikacin, colistin, polymyxin B, doxycycline and
minocycline revisited. The Medical Clinics of North America, 2006, 90: 1089-1107.
2. Aggarwal LPF, Parra GG, da Silva RS, Borissevitch IE. Light induced cytotoxicity of nitrofurantoin in murine
melanoma. In XXXVII Encontro Nacional de Física da Matéria Condensada, 2014, Costa do Sauípe, Bahia,
Brazil.
3. Oschner M. Photophysical and photobiological processes in the photodynamic therapy of tumours. J.
Photochem. Photobiol. B:Biol., 1997,39(1), 1-18.
4. De Boni L, Correa DS et al. Experimental and theoretical study of two-photon absorption in nitrofuran
derivatives: Promising compounds for photochemotherapy. J. Chem. Phys. 2011, 134: 014509-1.
5. Wink DA, Ridnour LA et al. The reemergence of nitric oxide and cancer. Nitric Oxide, 2008, 19(2): 65-67.