Avaliação da toxicidade do peptídeo GVL-1 conjugado com o Transativador de transcrição do HIV (TAT) em zebrafish (Danio rerio)

O desenvolvimento de novos agentes anticâncer permanece como um desafio significativo, especialmente devido à elevada toxicidade sistêmica associada às terapias convencionais e à limitação na seletividade dos compostos. Nesse contexto, a leucemia destaca-se como uma neoplasia de alta relevância clínica, reforçando a necessidade de estratégias terapêuticas mais seguras e eficazes. Entre as abordagens emergentes, os peptídeos bioativos têm sido amplamente investigados devido ao seu potencial de interação com alvos celulares específicos e capacidade de modulação de processos biológicos relacionados à progressão tumoral. O modelo zebrafish (Danio rerio) tem se destacado como uma ferramenta eficiente para triagem toxicológica in vivo em estágios iniciais do desenvolvimento de fármacos, permitindo a avaliação integrada de múltiplos parâmetros em um organismo vertebrado, com alta reprodutibilidade e relevância translacional. Inicialmente, foi realizada a triagem de mais de 28 compostos inovadores com potencial anticâncer utilizando o Fish Embryo Acute Toxicity Test (FET), com o objetivo de avaliar seus perfis toxicológicos. A partir dessa etapa, os peptídeos GVL 1 e o peptídeo penetrante de célula TAT foram selecionados para aprofundamento, considerando seu potencial biológico e características estruturais relevantes. O TAT, derivado da proteína transativadora do HIV-1, destaca-se por sua capacidade de promover internalização intracelular de moléculas bioativas, sendo amplamente utilizado como vetor de entrega. Nesse contexto, o peptídeo GVL1 foi conjugado ao TAT com o objetivo de integrar atividade biológica e capacidade de permeação celular em um único sistema molecular. Dessa forma, o presente estudo teve como objetivo avaliar o impacto da conjugação entre GVL-1 e TAT sobre o perfil toxicológico in vivo. Para isso, embriões de zebrafish foram expostos aos peptídeos isolados GVL-1, TAT e ao bioconjugado GVL-1+TAT por até 120 horas, sendo avaliados quanto à sobrevivência, cardiotoxicidade, neurotoxicidade, teratogenicidade e alterações morfométricas. Os resultados demonstraram que os peptídeos precursores apresentaram toxicidade moderada, enquanto o bioconjugado não apresentou letalidade nem alterações significativas nas concentrações testadas. Esses achados indicam que a estratégia de conjugação foi capaz de modular a toxicidade, promovendo um perfil biológico mais seguro. Assim, o presente estudo evidencia o potencial da conjugação com CPPs como abordagem promissora para o desenvolvimento de compostos com melhor equilíbrio entre eficácia e segurança, além de reforçar o zebrafish como modelo eficiente para triagem e validação pré-clínica inicial de candidatos terapêuticos anticâncer.

Resumo (inglês)

The development of new anticancer agents remains a significant challenge, particularly due to the high systemic toxicity associated with conventional therapies and the limited selectivity of these compounds. In this context, leukemia stands out as a neoplasm of high clinical relevance, underscoring the need for safer and more effective therapeutic strategies. Among emerging approaches, bioactive peptides have been extensively investigated due to their potential to interact with specific cellular targets and their ability to modulate biological processes related to tumor progression. The zebrafish (Danio rerio) model has emerged as an efficient tool for in vivo toxicological screening in the early stages of drug development, allowing for the integrated assessment of multiple parameters in a vertebrate organism, with high reproducibility and translational relevance. Initially, more than 28 innovative compounds with anticancer potential were screened using the Fish Embryo Acute Toxicity Test (FET) to evaluate their toxicological profiles. Following this stage, the GVL-1 peptides and the cell-penetrating peptide TAT were selected for further investigation, considering their biological potential and relevant structural characteristics. TAT, derived from the HIV-1 transactivator protein, is notable for its ability to promote intracellular internalization of bioactive molecules and is widely used as a delivery vector. In this context, the GVL-1 peptide was conjugated to TAT with the aim of integrating biological activity and cell-penetrating capacity into a single molecular system. Thus, the present study aimed to evaluate the impact of the GVL-1/TAT conjugation on the in vivo toxicological profile. To this end, zebrafish embryos were exposed to the isolated peptides GVL-1, TAT, and the GVL-1+TAT bioconjugate for up to 120 hours and evaluated for survival, cardiotoxicity, neurotoxicity, teratogenicity, and morphometric changes. The results demonstrated that the precursor peptides exhibited moderate toxicity, while the bioconjugate showed no lethality or significant changes at the tested concentrations. These findings indicate that the conjugation strategy was able to modulate toxicity, promoting a safer biological profile. Thus, the present study highlights the potential of conjugation with CPPs as a promising approach for the development of compounds with a better balance between efficacy and safety, in addition to reinforcing zebrafish as an efficient model for screening and initial preclinical validation of anticancer therapeutic candidates.

Palavras-chave

Agentes antineoplásicos , Cardiotoxicidade , Câncer , Toxicologia , Zebrafish

Idioma

Português

Citação

FERNANDES, L. N. A. Avaliação da toxicidade do peptídeo GVL-1 conjugado com o Transativador de transcrição do HIV (TAT) em zebrafish (Danio rerio). 2026. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia) – Instituto de Química, Universidade Estadual Paulista, Araraquara, 2026.