Objetivo: A leucemia promielocítica aguda (LPA) está associada à translocação t(15;17), que resulta na formação do oncogene híbrido PML-RARα, alvo de quimioterapia baseada em ácido all -trans retinóico (ATRA). A quimiorresistência é observada em 20 a 30% dos pacientes tratados e representa um desafio clínico, aumentando a importância do desenvolvimento de opções terapêuticas complementares. Os ciclopenta[b]indóis são compostos presentes em vários compostos naturais e sintéticos biologicamente ativos, sendo diretamente responsáveis por seus efeitos biológicos. Neste sentido, o presente estudo tem por objetivo investigar os efeitos de novos ciclopenta[b]indóis sintéticos sob o fenótipo leucêmico, utilizando modelos celulares de LPA sensíveis (NB4) e resistentes (NB4-R2) ao ATRA. Materiais e métodos: Células NB4 e NB4-R2 foram expostas a três derivados sintéticos da classe dos ciclopenta[b]indóis a diferentes concentrações e tempos. A viabilidade celular foi avaliada por ensaio de MTT (methylthiazoletetrazolium), clonogenicidade por ensaio de formação de colônias, apoptose por coloração com anexina-V/7AAD e citometria de fluxo, e a análise de ciclo celular por coloração com iodeto de propídio e citometria de fluxo. A morfologia celular foi avaliada por coloração H&E e microscopia óptica e os níveis intracelulares de polimerização de microtúbulos foram avaliados através do ensaio de polimerização da tubulina in vivo. Marcadores moleculares de proliferação (STMN1), apoptose (PARP1) e dano ao DNA (p-H2AX) foram investigados por Western Blot. As análises estatísticas foram realizadas pelo teste ANOVA e pós-teste de Bonferroni. Resultados: Dentre os três ciclopenta[b]indóis sintéticos testados, o composto 2 apresentou maior potencial citotóxico e foi melhor caracterizado. Em células NB4 e NB4-R2, o composto 2 exibiu atividade citotóxica dependente do tempo em concentrações na faixa de μM, diminuiu significativamente a clonogenicidade após 24 horas de exposição, induziu apoptose e causou aumento significativo de células em subG1 e interrupção do ciclo celular nas fases S/G2/M após 48 horas de tratamento (p < 0,05). A análise morfológica indicou mitoses aberrantes, o que corrobora os achados do ciclo celular. No cenário molecular, o composto 2 reduziu a expressão e a atividade de STMN1 e induziu a fosforilação de H2AX e a clivagem de PARP1, indicando redução da proliferação celular, dano ao DNA e apoptose. Além disso, no ensaio de polimerização de tubulina in vivo, as células NB4 e NB4-R2 mostraram uma grande redução nos níveis de tubulina polimerizada após a exposição ao composto 2, o que indica a tubulina como alvo, apoiando resultados anteriores do grupo que indicaram que esse composto se liga e inibe a dinâmica dos microtúbulos. Discussão e conclusão: Nossos resultados indicam que o composto 2 perturba a dinâmica dos microtúbulos, o que reduz a viabilidade celular pela interrupção do ciclo celular e por danos ao DNA que, por fim, causa apoptose. Desta forma, um derivado inédito da classe dos ciclopenta[b]indóis sintéticos apresentou atividade antileucêmica atuando na dinâmica dos microtúbulos, identificando-se como um potencial novo agente antineoplásico para o tratamento de LPA resistente ao ATRA. Apoio: FAPESP, CAPES e CNPq.