As células tumorais prosperam como consequência da capacidade de resistir aos mecanismos de morte celular e de evasão da vigilância imunológica. Nós propomos que, em cânceres que possuem o supressor de tumor p53 selvagem, a remediação de ambas dessas defesas pode ser promovida pela transferência genica combinada de vetores adenovirais portadores dos transgenes de p19Arf (proteína supressora de tumor, parceira funcional de p53) e de interferon-beta (IFNbeta, citocina imunomoduladora). De fato, em resultados anteriores, notamos que a transdução combinada (p19Arf/IFNbeta), mas não os tratamentos individuais, em células de melanoma murino B16F10 resulta em aumento massivo de morte celular. Porém a capacidade destas células em processo de morte de desencadear imunidade antitumoral não foi analisada. Nesta tese e em estudos complementares, buscamos investigar os mecanismos moleculares de morte celular envolvidos na resposta imune estimulada por p19Arf/IFNbeta e explorar sua aplicação como imunoterapia do câncer. Inicialmente, em modelo de vacinação profilática, revelamos que o tratamento combinado em células B16F10 promove a expressão de IL-15, ULBP1, dos receptores de morte FAS/APO1 e KILLER/DR5, assim como uma resposta de células natural killer que rejeitam estas células tratadas quando inoculadas em camundongos imunocompetentes singênicos. Após desafio tumoral no flanco oposto, a progressão desses tumores foi fortemente reduzida devido ao engajamento de linfócitos T CD4+ e CD8+, que apresentaram produção aumentada das citocinas IFN-? e TNF-alfa e medeiam proteção antitumoral de longo prazo. Em seguida, explorando um contexto de imunização diferente, a transferência de gênica in situ foi realizada em carcinoma heterotópico de pulmão e exibiu proteção significativa contra um desafio tumoral secundário, apenas quando o tumor primário foi tratado com p19Arf/IFNbeta. Análise de transcriptoma destes tumores indicou uma assinatura quimiotáxica de neutrófilos e linfócitos T CD8+ através das quimiocinas CCL3, CXCL3 e da IL-1beta. Em apoio destas observações, análises mecanicistas in vitro revelaram que células tratadas com p19Arf/IFNbeta ativam programas apoptóticos de p53 e antivirais de IFNbeta, enquanto sucumbem a um processo de morte por necroptose que também libera moléculas de morte celular imunogênica (MCI), calreticulina, ATP e HMGB1. No entanto, procurando potencializar ainda mais o benefício terapêutico dos nossos vetores, exploramos sua associação com o quimioterápico imunogênico doxorrubicina (Dox), que também é indutor de MCI. E nesta associação, percebemos que a Dox aumenta não apenas os níveis de morte celular, mas também a imunogenicidade das células tratadas, proporcionando em um modelo de vacina terapêutica, um controle tumoral superior em camundongos que já portavam antes da vacinação tumores B16F10 ou MCA205. Além disso, a associação in situ destas terapias restaurou a eficácia de uma dose sub-terapêutica de Dox, que em contraste com sua dose terapêutica, não prejudica a função cardíaca. Finalmente, também exploramos a associação com o bloqueio dos pontos de controle imunológicos PD-1 ou CTLA-4, que no modelo de vacina terapêutica, sua associação induziu maior rejeição completa de tumores B16F10. Em conclusão, aqui apresentamos evidências sobre a capacidade da combinação p19Arf/IFNbeta de induzir morte celular e estimulação imunológica. E ressaltamos seu potencial como uma estratégia de imunoterapia do câncer / Cancer cells thrive as a consequence of resisting cell death mechanisms and escaping from immune surveillance. We propose that, in cancers that harbor the wild-type tumor suppressor p53, remediation of both of these defenses can be achieved by harnessing the adenoviral vector mediated gene transfer of p19Arf (tumor suppressor protein, p53 functional partner) together with interferon-beta (IFNbeta, immunomodulatory cytokine). Indeed, in our initial observations, it was noticed that combined-transduction (p19Arf/IFNbeta), but not the individual treatments, of B16F10 mouse melanoma cells results in massive cell death levels. Yet, the capability of these dying cells to unleash antitumor immunity was not investigated. Here in this thesis and in complementary studies, we sought to investigate the molecular mechanisms of cell death involved in the p19Arf/IFNbeta immune stimulation and explore its potential as a mediator of cancer immunotherapy. First, in a prophylactic B16F10 vaccine model, we revealed that the dual treatment led to the up-regulation of IL-15, ULBP1, FAS/APO1 and KILLER/DR5 death receptors, plus a natural killer cell response that completely rejects treated cells when inoculated in syngeneic immunocompetent mice. Whereas, upon a contralateral tumor challenge, progression was strongly reduced by engaging both CD4+ and CD8+ T cells, which displayed augmented production of IFN-? and TNF-alpha cytokines and provided long term antitumor protection. Next, exploring different immunization context, in situ gene transfer in a heterotopic lung carcinoma exhibited significant protection against a secondary tumor challenge only when the primary tumor was treated with p19Arf/IFNbeta. Transcriptome analysis of these treated tumors indicated a chemotaxic signature of neutrophils and CD8+ T cells with the involvement of CCL3, CXCL3 chemokines and IL-1beta. Moreover, in support of this evidence, mechanistic in vitro studies revealed that p19Arf/IFNbeta treated cells reactivate p53 apoptotic and IFNbeta antiviral programs, while succumbing to a necroptosis cell death processes that also releases immunogenic cell death (ICD) molecules, calreticulin, ATP and HMGB1. Yet, aiming to potentiate therapeutic benefit of our vectors, we explored their association with doxorubicin (Dox) immunogenic chemotherapy, which is also an inducer of ICD. And in this setting, this association with Dox enhances not only cell death levels but also immunogenicity of treated cells, providing superior tumor control in a therapeutic vaccine model, where mice were already bearing B16F10 tumors or MCA205 sarcomas before vaccination. Moreover, associated use of these therapies in situ rescued efficacy of a sub-therapeutic dose of Dox, which in contrast to its therapeutic dose, does not impair cardiac function. Finally, we also evaluated the association with PD-1 or CTLA-4 checkpoint blockade immunotherapy, which in the therapeutic vaccine model induced full tumor rejection in a greater number of mice. In sum, here we provide compelling evidence for the ability of the p19Arf/IFNbeta combined gene transfer to promote cell death and immunogenic stimuli and underscored its potential to be applied as a cancer immunotherapy strategy

OLIVEIRA, Jefferson Soares de. Caracterização bioquímica e atividade citotóxica in vitro e antitumoral in vivo de proteínas do látex de Calotropis procera. 2011. 149 f. : Tese (Doutorado em Bioquímica) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2011. / Submitted by Eric Santiago (erichhcl@gmail.com) on 2016-07-20T14:23:08Z No. of bitstreams: 1 2011_tese_jsoliveira.pdf: 3281739 bytes, checksum: 7e9d2e21ed1c7ab719fb84e18c80c57c (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-08-02T20:35:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_tese_jsoliveira.pdf: 3281739 bytes, checksum: 7e9d2e21ed1c7ab719fb84e18c80c57c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-02T20:35:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_tese_jsoliveira.pdf: 3281739 bytes, checksum: 7e9d2e21ed1c7ab719fb84e18c80c57c (MD5) Previous issue date: 2011 / Latex of Calotropis procera was described as a source of pharmacologically active proteins such as anti-inflammatory and analgesic activities. This study evaluated the cytotoxic activity in vitro of proteins (LP) recovered from the latex of the medicinal plant C. procera against human cancer cells and the in vivo growth inhibition of Sarcoma 180. LP exhibited significant cytotoxicity for cell lines with IC50 values ranging from 0.11 to 1.36 µg/ml for tested cell lines (HL-60, SF295, HCT-8 and MDA-MB-435). There were no visible effects on the viability or morphology of healthy mononuclear cells exposed to PL (10 µg / ml) for 72 h, showing that PL was selective for malignant cells. Fractionation of PL by ion exchange chromatography (pH 5.0) gave rise to three new protein fractions (PI, PII and PIII) and almost all cytotoxicity present in PL was retained in fraction PI. The cytotoxic effects of PL and PI were diminished when pre-treated with pronase or 2-mercaptoethanol, reinforcing the protein nature of active molecules. PI was absent on cysteine protease activity, indicating that this enzyme abundantly found in PL is not involved in cytotoxicity. Mechanistic studies of LP cytotoxicity using HL-60 cells revealed that PL induces apoptosis probably due to changes in DNA topology since PL interfered in the activity of topoisomerase I. The cytotoxic activity present in PI seems to be performed by the synergic action of different proteins. This hypothesis is suggested since PI subjected to gel filtration chromatography produced distinct protein peaks that shared cytotoxic activity, although with lower extent than PI. Studies on growth inhibition of Sarcoma 180 showed that animals treated with PL by oral (10 or 20 mg/kg) or intraperitoneal (2 or 5 mg/kg) rout reduced tumor growth significantly (up 51.83%, po) and increased life span of transplanted animals for up to four days. The inhibitory activity of tumor growth was lost when the LP was subjected to proteolysis, acidic treatment or collected in iodoacetamide. On the other hand, LP maintained its in vivo activity after heat treatment, suggesting that thermo stable proteins are involved in the suppression of tumor growth. Biochemical parameters such as the enzymatic activity of aspartate aminotransferase (AST) and alanine aminotransferase (ALT) and the content of urea in serum were not affected in animals treated with LP. Treatment of animals with LP induced increasing of leukocyte numbers and protected from leukopenia induced by 5-FU administration. In addition, no significant changes in the histopathology of liver of animals treated with oral LP were seen. In vivo antitumor activity was retained in the PII and this activity was observed even when animals received a single dose of PII. It seems that the in vivo action of latex proteins is related to an immunestimulant event and not to the cytotoxic action of protein on cells Sarcoma 180. PII-3, recovered after PII fractionation on ion exchange column at pH 6.0, retained the tumor growth inhibition activity found in PII. PII-3 was shown to possess cysteine proteinase and papain inhibitor activities; however is not completely clear weather this molecules are involved in the antitumor activity. This study confirms the pharmacological potential of latex proteins from C. procera to control the development of tumor cells. / O látex de Calotropis procera foi descrito como uma fonte de proteínas farmacologicamente ativas como atividade antiinflamatória e analgésica. O presente trabalho avaliou a atividade citotóxica in vitro das proteínas (PL) recuperadas do látex da planta medicinal C. procera contra células de câncer humano e a inibição do crescimento do Sarcoma 180 transplantado em camundongos. PL apresentou significante citotoxicidade para as linhagens celulares com valores de IC50 variando entre 0,11 a 1,36 µg/ml para as linhagens celulares testadas (HL-60, SF295, HCT-8 e MDA-MB-435). Não foram observados efeitos visíveis sobre a viabilidade ou a morfologia de células mononucleares saudáveis expostas a PL (10 µg / ml) por 72 h, mostrando que PL apresentou seletividade para células tumorais. O fracionamento de PL por cromatografia de troca iônica (pH 5,0) deu origem a três novas frações (PI, PII e PIII) e quase toda citotoxicidade presente em PL ficou retida na fração PI. Os efeitos citotóxicos de PL e PI foram diminuídos quando previamente tratados com pronase, ou 2-mercaptoetanol, sugerindo uma natureza protéica de moléculas ativas. PI não apresentou atividade de proteinase cisteínica, indicando que esta enzima, encontrada em abundância em PL, não está envolvida na citotoxicidade. Estudos do mecanismo da ação citotóxica de PL utilizando células HL-60 revelou que PL induz apoptose celular provavelmente devido a alterações na topologia de DNA, já que PL interferiu na atividade de topoisomerase I. A atividade citotóxica presente em PI parece ser desempenhada pela ação combinada de diferentes proteínas uma vez que PI submetida à cromatografia de filtração em gel gerou picos protéicos distintos que compartilharam atividade citotóxica, embora com menor potência que PI. Estudo de inibição do crescimento do Sarcoma 180 revelou que animais tratados com PL por via oral (10 or 20 mg/kg) ou intraperitoneal (2 or 5 mg/kg) reduziram de modo significativo o crescimento do tumor (em até 51,83%; v.o.) e prolongou o tempo de sobrevivência dos animais transplantados por até quatro dias. A atividade inibitória do crescimento do tumor foi perdida quando a fração PL foi submetida à proteólise, tratamento ácido ou com iodoacetamida. No entanto, PL conservou a sua atividade in vivo após o tratamento térmico, sugerindo que proteínas termoestáveis estão envolvidas na supressão do crescimento tumoral. Os parâmetros bioquímicos, como a atividade enzimática da aspartato aminotransferase (AST) e alanina aminotransferase (ALT) e o teor de uréia no soro, não foram afetados nos animais tratados com PL. PL induziu aumento no número de leucócitos de animais tratados e ainda eliminou completamente a leucopenia induzida pela administração do 5-FU. Em adição, não foram observadas mudanças na histopatologia do fígado de animais tratados com PL por via oral. Atividade antitumoral in vivo ficou retida no PII e esta atividade foi observada mesmo quando animais transplantados receberam uma única dose de PII sugerindo que a ação in vivo de proteínas do látex está relacionada a um evento imunoestimunate de proteínas e não à ação citotóxica sobre as células do Sarcoma 180. PII-3, obtido após fracionamento de PII em coluna de troca iônica em pH 6,0 reteve a atividade de inibição do crescimento tumoral de PII. Esta fração possui atividade de proteinase cisteínica e atividade de inibidor de papaína, porém não é completamente claro o envolvimento dessas moléculas na atividade in vivo. Este estudo confirma o potencial farmacológico das proteínas do látex de C. procera para controlar o desenvolvimento de células tumorais.

Submitted by MARCIA ROVADOSCHI (marciar@unifra.br) on 2018-08-16T19:48:44Z No. of bitstreams: 2 Dissertacao_LuizHenriqueRauberRodrigues.pdf: 17209406 bytes, checksum: f1f5406222de4f0c348643f546a9a971 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-16T19:48:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertacao_LuizHenriqueRauberRodrigues.pdf: 17209406 bytes, checksum: f1f5406222de4f0c348643f546a9a971 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2015-03-30 / Dysplasia such as cancer can be identified by expression patterns involving mechanisms genome maintenance pathways (GMM). Activation pathways involved in the cell cycle (CC), in the DNA damage response (DDR) and apoptosis (APO), significantly contribute to tumor development. In previous studies, it was found that the precancerous activation process there is an anticancer barrier which is responsible for prevention of tumor progression. The identification of more expressed genes during activation of the anti-cancer barrier, with interactions associated GMM, is a complementary study of the way to evolution of cancer. In this work, the objective was investigate the anti-cancer barrier activation in pre-cancer and cancer, in tissues of adrenal gland, colon, pancreas and thyroid follicles, using networks of interaction between proteins. To describe this barrier was proposed modeling the interaction networks between proteins GMM routes with Cytoscape software. The results obtained with the most important genes in expression and quantity of interactions were compared with the results of previous publications and reconfirmed the relevance of genes CDKN1A, CHEK1, ATR, P53, MRE11A, BRCA1 and XRCC4. Through analysis allowed the identification of other genes, complementary to previous studies, as SKP2, CCNO, FADD, RAD50, NBN, BIRC3, CDK2 and XRCC6. These genes are associated with and complement activation studies of anti-cancer barrier. These considerations emphasize that it is important to observe all systemic biological context, soaking, as in nanoscience where the study makes sense to take into account the interactions. Analyses of interactions enable the development of future work, for example, treatment with drugs nanocapsules, activating or inhibitory acting proteins such as interlocking routes GMM, or nanosensors to monitor the development of cancer. / Displasias como o câncer podem ser identificadas por padrões de expressão envolvendo vias de mecanismos de manutenção do genoma (GMM). A ativação de vias GMM envolvidas em ciclo celular (CC), resposta ao dano no DNA (DDR) e apoptose (APO) contribuem significativamente para o desenvolvimento tumoral. Em estudos anteriores, verificou-se que em processos pré-cancerosos há ativação de uma barreira anti-câncer que é responsável pela prevenção da progressão tumoral. A identificação dos genes mais expressos durante a ativação da barreira anti-câncer, associadas as interações nas vias GMM, tornam-se uma complementariedade ao estudo da evolução do câncer. Neste trabalho, o objetivo foi investigar a ativação da barreira anti-câncer, em pré-câncer e em câncer, presentes em tecidos da glândula adrenal, cólon, pâncreas e folículos da tireoide, usando redes de interação entre proteínas. Para descrever esta barreira foi proposta a modelagem das redes de interação entre as proteínas das vias GMM usando o software Cytoscape. Os resultados obtidos com os genes mais destacados em expressão e quantidade de interações foram comparados com os resultados de publicações anteriores e reconfirmaram a relevância dos genes CDKN1A, CHEK1, ATR, TP53, MRE11A, XRCC4 e BRCA1. A análise por vias permitiu a identificação de outros genes complementares aos trabalhos anteriores como os genes SKP2, CCNO, FADD, RAD50, NBN, BIRC3, CDK2 e XRCC6. Estes genes estão associados e complementam os estudos sobre a ativação da barreira anti-câncer. Estas considerações realçam que é importante observar todo o contexto biológico sistêmico, imersivo, assim como ocorre na nanociência, onde o estudo tem sentido se levar em consideração as interações. As análises sobre as interações permitirão o desenvolvimento de trabalhos futuros, por exemplo, tratamentos com fármacos nanoencapsulados, atuando de forma ativadora ou inibidora de proteínas interconectadas nestas vias GMM, ou nanosensores, para o acompanhamento da evolução do câncer.

As células tumorais prosperam como consequência da capacidade de resistir aos mecanismos de morte celular e de evasão da vigilância imunológica. Nós propomos que, em cânceres que possuem o supressor de tumor p53 selvagem, a remediação de ambas dessas defesas pode ser promovida pela transferência genica combinada de vetores adenovirais portadores dos transgenes de p19Arf (proteína supressora de tumor, parceira funcional de p53) e de interferon-beta (IFNbeta, citocina imunomoduladora). De fato, em resultados anteriores, notamos que a transdução combinada (p19Arf/IFNbeta), mas não os tratamentos individuais, em células de melanoma murino B16F10 resulta em aumento massivo de morte celular. Porém a capacidade destas células em processo de morte de desencadear imunidade antitumoral não foi analisada. Nesta tese e em estudos complementares, buscamos investigar os mecanismos moleculares de morte celular envolvidos na resposta imune estimulada por p19Arf/IFNbeta e explorar sua aplicação como imunoterapia do câncer. Inicialmente, em modelo de vacinação profilática, revelamos que o tratamento combinado em células B16F10 promove a expressão de IL-15, ULBP1, dos receptores de morte FAS/APO1 e KILLER/DR5, assim como uma resposta de células natural killer que rejeitam estas células tratadas quando inoculadas em camundongos imunocompetentes singênicos. Após desafio tumoral no flanco oposto, a progressão desses tumores foi fortemente reduzida devido ao engajamento de linfócitos T CD4+ e CD8+, que apresentaram produção aumentada das citocinas IFN-? e TNF-alfa e medeiam proteção antitumoral de longo prazo. Em seguida, explorando um contexto de imunização diferente, a transferência de gênica in situ foi realizada em carcinoma heterotópico de pulmão e exibiu proteção significativa contra um desafio tumoral secundário, apenas quando o tumor primário foi tratado com p19Arf/IFNbeta. Análise de transcriptoma destes tumores indicou uma assinatura quimiotáxica de neutrófilos e linfócitos T CD8+ através das quimiocinas CCL3, CXCL3 e da IL-1beta. Em apoio destas observações, análises mecanicistas in vitro revelaram que células tratadas com p19Arf/IFNbeta ativam programas apoptóticos de p53 e antivirais de IFNbeta, enquanto sucumbem a um processo de morte por necroptose que também libera moléculas de morte celular imunogênica (MCI), calreticulina, ATP e HMGB1. No entanto, procurando potencializar ainda mais o benefício terapêutico dos nossos vetores, exploramos sua associação com o quimioterápico imunogênico doxorrubicina (Dox), que também é indutor de MCI. E nesta associação, percebemos que a Dox aumenta não apenas os níveis de morte celular, mas também a imunogenicidade das células tratadas, proporcionando em um modelo de vacina terapêutica, um controle tumoral superior em camundongos que já portavam antes da vacinação tumores B16F10 ou MCA205. Além disso, a associação in situ destas terapias restaurou a eficácia de uma dose sub-terapêutica de Dox, que em contraste com sua dose terapêutica, não prejudica a função cardíaca. Finalmente, também exploramos a associação com o bloqueio dos pontos de controle imunológicos PD-1 ou CTLA-4, que no modelo de vacina terapêutica, sua associação induziu maior rejeição completa de tumores B16F10. Em conclusão, aqui apresentamos evidências sobre a capacidade da combinação p19Arf/IFNbeta de induzir morte celular e estimulação imunológica. E ressaltamos seu potencial como uma estratégia de imunoterapia do câncer / Cancer cells thrive as a consequence of resisting cell death mechanisms and escaping from immune surveillance. We propose that, in cancers that harbor the wild-type tumor suppressor p53, remediation of both of these defenses can be achieved by harnessing the adenoviral vector mediated gene transfer of p19Arf (tumor suppressor protein, p53 functional partner) together with interferon-beta (IFNbeta, immunomodulatory cytokine). Indeed, in our initial observations, it was noticed that combined-transduction (p19Arf/IFNbeta), but not the individual treatments, of B16F10 mouse melanoma cells results in massive cell death levels. Yet, the capability of these dying cells to unleash antitumor immunity was not investigated. Here in this thesis and in complementary studies, we sought to investigate the molecular mechanisms of cell death involved in the p19Arf/IFNbeta immune stimulation and explore its potential as a mediator of cancer immunotherapy. First, in a prophylactic B16F10 vaccine model, we revealed that the dual treatment led to the up-regulation of IL-15, ULBP1, FAS/APO1 and KILLER/DR5 death receptors, plus a natural killer cell response that completely rejects treated cells when inoculated in syngeneic immunocompetent mice. Whereas, upon a contralateral tumor challenge, progression was strongly reduced by engaging both CD4+ and CD8+ T cells, which displayed augmented production of IFN-? and TNF-alpha cytokines and provided long term antitumor protection. Next, exploring different immunization context, in situ gene transfer in a heterotopic lung carcinoma exhibited significant protection against a secondary tumor challenge only when the primary tumor was treated with p19Arf/IFNbeta. Transcriptome analysis of these treated tumors indicated a chemotaxic signature of neutrophils and CD8+ T cells with the involvement of CCL3, CXCL3 chemokines and IL-1beta. Moreover, in support of this evidence, mechanistic in vitro studies revealed that p19Arf/IFNbeta treated cells reactivate p53 apoptotic and IFNbeta antiviral programs, while succumbing to a necroptosis cell death processes that also releases immunogenic cell death (ICD) molecules, calreticulin, ATP and HMGB1. Yet, aiming to potentiate therapeutic benefit of our vectors, we explored their association with doxorubicin (Dox) immunogenic chemotherapy, which is also an inducer of ICD. And in this setting, this association with Dox enhances not only cell death levels but also immunogenicity of treated cells, providing superior tumor control in a therapeutic vaccine model, where mice were already bearing B16F10 tumors or MCA205 sarcomas before vaccination. Moreover, associated use of these therapies in situ rescued efficacy of a sub-therapeutic dose of Dox, which in contrast to its therapeutic dose, does not impair cardiac function. Finally, we also evaluated the association with PD-1 or CTLA-4 checkpoint blockade immunotherapy, which in the therapeutic vaccine model induced full tumor rejection in a greater number of mice. In sum, here we provide compelling evidence for the ability of the p19Arf/IFNbeta combined gene transfer to promote cell death and immunogenic stimuli and underscored its potential to be applied as a cancer immunotherapy strategy

Orientadores: João Ernesto de Carvalho, Mary Ann Foglio / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-26T00:15:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Longato_GiovannaBarbarini_D.pdf: 11931836 bytes, checksum: 6a9508b3296a68bdd39eb4630f1e89de (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O câncer é a segunda causa de morte da população nos países desenvolvidos e em desenvolvimento. Caracteriza-se pelo desenvolvimento de células instáveis que tendem a não responder aos estímulos internos e externos que controlam a proliferação, diferenciação e morte celular. O crescente entendimento da biologia tumoral tem fornecido alvos moleculares para a triagem orientada de quimioterápicos e de agentes quimiopreventivos, geralmente de origem natural ou sintetizados com base em produtos naturais. A partir do extrato bruto diclorometânico das folhas de Piper regnellii foram isolados dois compostos, o eupomatenóide-5 e o apiol. O eupomatenóide-5 é uma neolignana cuja potencial atividade anticâncer foi demonstrada in vitro (cultura de células tumorais humanas) e in vivo (tumor sólido de Ehrlich) em trabalhos anteriores publicados pelo nosso grupo. Dentre as linhagens mais sensíveis, MCF-7 (mama) e 786-0 (rim) foram selecionadas para dar continuidade aos estudos de mecanismo de ação deste composto. Os resultados obtidos no presente estudo sugerem que o eupomatenóide-5 possui ação multialvo, uma vez que demonstraram claramente que existe um mecanismo de ação diferente para cada linhagem celular. Sugere-se que o efeito antiproliferativo do eupomatenóide-5 esteja associado com indução de apoptose em linhagem MCF-7 e necrose programada em linhagem 786-0. O apiol, outro composto isolado, é um fenilpropanóide com conhecida ação bloqueadora dos canais de cálcio. Sabe-se que a inibição de canais de cálcio tem relação com a reversão da resistência a múltiplas drogas (MDR) e, por este motivo, o efeito do apiol sobre a glicoproteína-P, uma das principais proteínas moduladoras dessa resistência, foi avaliado; entretanto o apiol não inibiu sua ação. Por outro lado, neste estudo foi possível evidenciar que embora tenha apresentado atividade citostática baixa para as linhagens tumorais, ele potencializou a atividade específica dos quimioterápicos doxorrubicina e vincristina quando associado a estes em linhagens tumorais com e sem fenótipo de resistência, sugerindo um efeito sinérgico. Além disso, o apiol potencializou a atividade antiproliferativa do eupomatenóide-5 e essa associação reduziu a quantidade de células tumorais de Ehrlich em modelo in vivo, sem sinais de toxicidade evidentes. Os resultados encorajam o aprofundamento desses estudos para a determinação dos mecanismos de ação envolvidos nas atividades anticâncer do eupomatenóide-5 e de reversão da MDR do apiol / Abstract: Cancer is the second leading cause of mortality worldwide. The loss of normal cell growth control is the main event in the development of cancer and includes specific steps known as cell proliferation, differentiation and apoptosis. Natural compounds are good source of new anticancer agents, being the investigation into cell death mechanisms involved in this activity a significant endeavor. From the crude dichloromethane extract of Piper regnellii leaves two compounds were obtained: eupomatenoid-5 and apiole. Eupomatenoid-5 is a neolignan whose in vitro (tumor cell line culture) and in vivo (Ehrlich solid tumor) anticancer activity was previously reported by our group. Among the cancer cell lines most sensible to eupomatenoid-5 treatment, MCF-7 (breast) and 786-0 (kidney) were chosen to continue the cell death mechanism of action studies. The results obtained suggest that eupomatenoid-5 is a multiple-target compound. Our findings support the possibility that eupomatenoid-5 might be acting in both cell death via: apoptosis in MCF-7 cell line and programmed necroptosis in 786-0 cell line. Apiole, the other compound isolated, is a phenylpropanoid and a calcium channel blocker. Recent pharmacological studies have reported the ability of several calcium channel blockers to reverse the multidrug resistance (MDR) and, therefore, the effect of apiole on P-glycoprotein (P-gp), the main protein involved in MDR, was evaluated. Apiole did not inhibit P-gp and, moreover, presented low cytotoxic activity for the most tumor cell lines. Nonetheless, the combined therapy with chemotherapies (doxorubicin and vincristine) was efficient in potentializing their antiproliferative action in tumor cell lines with or without resistance phenotype, suggesting synergic effect. Furthermore, apiole potentiated the antiproliferative activity of eupomatenoid-5 and this association reduced the in vivo tumor cell quantity with no side effects. The results encourage further studies to be developed with the aim to determine the mechanisms of action involved in the anticancer activity of eupomatenoid-5 and in the MDR reversion by apiole / Doutorado

Dados recentes do nosso laboratório demonstram que somente a co-transdução, não a tradução individual, com vetores adenovirais portadores de Interferon-beta (IFN?) (citocina imuno modulatória) e p19Arf (parceira funcional da proteína supressora de tumor p53) resulta na morte celular massiva do melanoma murino B16F10. A capacidade desse tratamento combinado de induzir uma resposta imune antitumoral ainda não foi avaliada. Dessa maneira, o objetivo do presente trabalho foi investigar se células B16F0 tratadas por essa combinação são capazes de induzir uma resposta imune antitumoral em um modelo de vacinação profilático de melanoma. Para isso, essas células foram co-transduzidas com os vetores AdPGp19 e AdPGIFN? e 48 horas depois, inoculadas como agente vacinal no flanco esquerdo (sítio da vacina) de camundongos C57BL/6 imunocompetentes. Sete dias após a última vacinação, esses animais foram desafiados com células B16F10 naïve no flanco direito (sítio do desafio). A progressão tumoral do desafio foi significativamente reduzida, mesmo quando o desafio tumoral foi feito 73 dias após da vacinação. Porém, como os animais imunizados desenvolveram tumores no sítio da vacina, condições para o uso dessas células tratadas foram avaliadas, revelando que: o número de células e de aplicações usadas durante a vacinação tem influência no aparecimento desse tumores, e que apenas com o tratamento combinado os camundongos permanecem livres de tumor. A influência do sistema imune para este resultado foi revelada após protocolo de imunussupressão. Em seguida, o papel da p19Arf e do IFN? na proteção antitumoral da combinação foi estudado. In vitro, os efeitos antitumorais da combinação parecem ser mais influentes da reposição de p19Arf do que da expressão de IFN?, mas já in vivo, na presença do sistema imune, foram mais dependentes do IFN?. Com a combinação estes efeitos mostraram-se mais pronunciados, induzindo uma proteção antitumoral e maior sobrevida aos animais vacinados. Estes resultados indicam que a combinação p19Arf e IFN? pode ser aplicada como um agente imunoterápico e sugerem que a associação entre morte celular e imuno estimulação pode beneficiar o tratamento contra o câncer / Previously, we have shown in a mouse melanoma model of in situ gene therapy that co-transduction, but not individual application, with adenovirus vectors expressing the Interferon-beta (IFN?) (immune modulatory cytokine) and p19Arf (functional partner of the p53 tumor suppressor) transgenes results in massive cell death and reduced tumor progression. However, the capability of this combined treatment to stimulate an antitumor immune response has not been evaluated. Therefore, the aim of this work was to investigate, trough a prophylactic vaccine model, if B16F10 cells treated by the p19Arf and IFN? combination could induce such immune response. To do so, these cells were co-transduced by the AdPGp19 e AdPGIFN? adenoviral vectors and 48 hours after, inoculated as a vaccine agent in the left flank (vaccine site) of immune competent C57BL/6 mice. Seven days after the last vaccine, a tumor challenge was done with naïve B16F10 cells in the right flank (challenge site). Tumor progression was markedly reduced, even when challenge was done 73 days after the vaccination. However, since these animals developed tumors where the vaccine was applied, more appropriate conditions for the use of these treated cells were pursued, thus revealing that: the number of cells and inoculations can dictate tumor development, and also, that only with the combined treatment was tumor formation abolished. The influence of the immune system for this result was revelead by performing an immune supression protocol. Next, the roles of p19Arf and of IFN? were studied. In vitro, the antitumor effects were stronger upon the introduction of p19Arf than IFN?, but in vivo, in the presence of the immune system, the effects were more IFN? dependent. In fact, these effects were more pronouced with the combined treatment, inducing protection against tumor formation and progression and increasing survival in the vaccinated animals. Taken together, these results demonstrate the application of cells treated by the p19Arf e IFN? combination as an effective vaccine agent and also indicates that the association between cell death and immune stimulation may benefit the treatment of cancer

O objetivo deste estudo foi descrever e mapear a toxicidade local e sistêmica da aplicação da vacina de DNA HSP 65 do Mycobacterium leprae em pacientes com formas avançadas de carcinoma epidermóide de cabeça e pescoço e definir qual a dose máxima tolerada. Trata-se de um estudo prospectivo, randomizado, aberto, sem grupo controle, de fase 1, com utilização de uma nova vacina para o tratamento de dezoito pacientes com carcinoma epidermóide avançado de cabeça e pescoço, sem opção terapêutica curativa, índice de Karnofsky maior que 70%, sem outra doença sistêmica grave. Propôs-se 3 grupos de 6 indivíduos, cada grupo recebendo diferente dose da vacina, respectivamente 150ug; 600ug e 1200ug por dose. A administração desta foi feita em 3 injeções com intervalo de 21 dias. Durante 90 dias os pacientes eram rigorosamente avaliados clinico e laboratorialmente quanto à ocorrência de eventos adversos (EA). A pesquisa de EA foi baseada no Common Terminology Criteria for Adverse Events (CTCAE) elaborado pelo National Cancer Institute (NCI). No primeiro grupo (150ug) um paciente morreu por sangramento abundante de úlcera tumoral antes do fim do protocolo. Todos os pacientes referiram aumento da dor; três tiveram maior edema e dois piora da astenia; três tiveram infecções de pele e/ou tecido subcutâneo da cabeça e pescoço e um infecção do trato respiratório superior. No 2º grupo (600ug) três pacientes faleceram antes dos 90 dias de protocolo por causas não relacionadas ao tratamento, descritas a seguir: complicações de gastrostomia, rápida progressão tumoral e hemorragia fatal e carcinomatose pulmonar. Neste grupo um paciente não teve EA; cinco tiveram piora da dor; quatro aumento do edema; dois maior astenia; três celulite de face e dois apresentaram sinusite aguda. Como neste grupo observou-se toxicidade classificada como relacionada ao tratamento graus 3 e 4 em mais de um terço dos pacientes decidiu-se escalonar para baixo a dose no 3º grupo para 400ug. No último grupo três pacientes morreram por progressão tumoral rápida, sem completar o protocolo, então incluiu-se três novos indivíduos. Todos tiveram maior dor; três aumento do edema; três piora da astenia; um caso de erisipela; três com infecção pulmonar e um com sinusite aguda; um paciente apresentou linfonodomegalia peri-tumoral após receber a vacina. Concluiu-se que a administração desta vacina neste grupo de pacientes é segura na dose de 400ug e tem como principal toxicidade aumento dos sinais inflamatórios na lesão tumoral e maior ocorrência de infecções locais e respiratórias. / This study goal was to describe and graduate the local and systemic toxicity of intratumoral injections of HSP (Heat Shock Protein) 65 DNA vaccine in advanced-stage head and neck squamous cell carcinoma (SCCHN) patients and to define the highest well tolerated dose for them. This is a prospective, non-randomized, uncontrolled, phase 1 study, using a new vaccine to treat eighteen patients with advanced-stage SCCHN patients without any option for curative treatment, Karnofsky performance status greater than 70% and no organ failure. The patients were divided into 3 groups of 6 patients each one, receiving different vaccine doses, 150ug; 600ug e 1200ug per dose, respectively. They received three injections with a 21 days interval. The patients were rigorously evaluated into their clinical and laboratory aspects looking for adverse events (AE) during 90 days. Toxic effects were monitored according to National Cancer Institute Common Terminology Criteria for Adverse Events (CTCAE). In the first group (150ug) one patient died due to an ulcerate lesion extensive bleeding before the protocol end. All the patients referred pain increase; tree had greater edema; two had strong fatigue; tree presented with cutaneous infections of head and neck and one with an acute sinusitis. In the second group (600ug) three patients died before the 90th day protocol, all considered unrelated to treatment, following described: gastrostomy complications, a fatal bleeding after rapid progression of the tumor and pulmonary carcinomatosis. In this group one patient didn\'t have adverse events; five had pain worsening; four had increase of edema; two had greater fatigue; tree had facial cellulitis and two had acute sinusitis. Due to grade 3 and 4 adverse events occurred in more than one third of patients of this group we decided to lower the dose of the third group to 400ug. In the last group three patients also died before protocol completion, all due to cancer progression, so we had to include three more patients in this group. All of them presented greater pain; tree had increasing of edema; tree had fatigue worsening; tree had pulmonary infections; one had acute sinusitis and lymphoadenomegalia besides the tumor lesion. We concluded that intratumoral injections of M.leprae HSP 65 DNA in advanced-stage SCCHN patients is safe at the dose of 400ug/injection and cause tumor flare adverse events and an increase rate of local and respiratory infections.

Dados recentes do nosso laboratório demonstram que somente a co-transdução, não a tradução individual, com vetores adenovirais portadores de Interferon-beta (IFN?) (citocina imuno modulatória) e p19Arf (parceira funcional da proteína supressora de tumor p53) resulta na morte celular massiva do melanoma murino B16F10. A capacidade desse tratamento combinado de induzir uma resposta imune antitumoral ainda não foi avaliada. Dessa maneira, o objetivo do presente trabalho foi investigar se células B16F0 tratadas por essa combinação são capazes de induzir uma resposta imune antitumoral em um modelo de vacinação profilático de melanoma. Para isso, essas células foram co-transduzidas com os vetores AdPGp19 e AdPGIFN? e 48 horas depois, inoculadas como agente vacinal no flanco esquerdo (sítio da vacina) de camundongos C57BL/6 imunocompetentes. Sete dias após a última vacinação, esses animais foram desafiados com células B16F10 naïve no flanco direito (sítio do desafio). A progressão tumoral do desafio foi significativamente reduzida, mesmo quando o desafio tumoral foi feito 73 dias após da vacinação. Porém, como os animais imunizados desenvolveram tumores no sítio da vacina, condições para o uso dessas células tratadas foram avaliadas, revelando que: o número de células e de aplicações usadas durante a vacinação tem influência no aparecimento desse tumores, e que apenas com o tratamento combinado os camundongos permanecem livres de tumor. A influência do sistema imune para este resultado foi revelada após protocolo de imunussupressão. Em seguida, o papel da p19Arf e do IFN? na proteção antitumoral da combinação foi estudado. In vitro, os efeitos antitumorais da combinação parecem ser mais influentes da reposição de p19Arf do que da expressão de IFN?, mas já in vivo, na presença do sistema imune, foram mais dependentes do IFN?. Com a combinação estes efeitos mostraram-se mais pronunciados, induzindo uma proteção antitumoral e maior sobrevida aos animais vacinados. Estes resultados indicam que a combinação p19Arf e IFN? pode ser aplicada como um agente imunoterápico e sugerem que a associação entre morte celular e imuno estimulação pode beneficiar o tratamento contra o câncer / Previously, we have shown in a mouse melanoma model of in situ gene therapy that co-transduction, but not individual application, with adenovirus vectors expressing the Interferon-beta (IFN?) (immune modulatory cytokine) and p19Arf (functional partner of the p53 tumor suppressor) transgenes results in massive cell death and reduced tumor progression. However, the capability of this combined treatment to stimulate an antitumor immune response has not been evaluated. Therefore, the aim of this work was to investigate, trough a prophylactic vaccine model, if B16F10 cells treated by the p19Arf and IFN? combination could induce such immune response. To do so, these cells were co-transduced by the AdPGp19 e AdPGIFN? adenoviral vectors and 48 hours after, inoculated as a vaccine agent in the left flank (vaccine site) of immune competent C57BL/6 mice. Seven days after the last vaccine, a tumor challenge was done with naïve B16F10 cells in the right flank (challenge site). Tumor progression was markedly reduced, even when challenge was done 73 days after the vaccination. However, since these animals developed tumors where the vaccine was applied, more appropriate conditions for the use of these treated cells were pursued, thus revealing that: the number of cells and inoculations can dictate tumor development, and also, that only with the combined treatment was tumor formation abolished. The influence of the immune system for this result was revelead by performing an immune supression protocol. Next, the roles of p19Arf and of IFN? were studied. In vitro, the antitumor effects were stronger upon the introduction of p19Arf than IFN?, but in vivo, in the presence of the immune system, the effects were more IFN? dependent. In fact, these effects were more pronouced with the combined treatment, inducing protection against tumor formation and progression and increasing survival in the vaccinated animals. Taken together, these results demonstrate the application of cells treated by the p19Arf e IFN? combination as an effective vaccine agent and also indicates that the association between cell death and immune stimulation may benefit the treatment of cancer

Cancer is a disease that kills the world and it is estimated that in 2030 the incidence of this disease in the world reach 21.4 million new cases with 13.2 million deaths. Due to the resistance, non-selectivity and high cytotoxicity, many of the current drugs produce side effects such as bone marrow depression, sterility, risk of non-lymphocytic leukemia, among others. Thus it is necessary to the development of new anticancer drugs that have less harmful effects. Thus, six new compounds were synthesized, four acridínicos derivative, a derivative of bis (cloroetila) and palladium (II) complex acridínico, whose acronyms, respectively (Acri)2N, AcriPro, ACDMA, ACBr2MAN, (Most)2N and ACDMAPd. All these compounds derived from Schiff base had satisfactory yields and characterized by NMR techniques (1H, 13C, COSY, J solved) spectroscopy in the infrared, mass spectrometry and elemental analysis. The strains used human tumor cells were HT-29 (human colon cancer), MCF-7 (human breast cancer), Hep-2 (human larynx carcinoma), NCI-H292 (carcinoma human pulmonary mucoepidermoid) and HL -60 (acute promyelocytic leukemia) and derivatives AcriPro, ACDMA, (Most)2N and ACDMAPd showed the best results of IC50 for the HL-60 cells. / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O câncer é uma das doenças que mais mata no mundo e estima-se que em 2030 a incidência no mundo desta doença alcance 21,4 milhões de novos casos com 13,2 milhões de mortes. Devido à resistência, a não seletividade e a alta citotoxicidade, grande parte dos fármacos atuais produzem efeitos indesejáveis tais como: depressão na medula óssea, esterilidade, risco de leucemia não linfocítica, entre outros. Desta forma faz-se necessário o desenvolvimento de novos fármacos antitumorais que possuam menos efeitos agressivos. Assim, foram sintetizados seis novos compostos, sendo quatro derivados acridínicos, um derivado bis(cloroetila) e um complexo de paládio(II) acridínico, que tem como acrônimos, respectivamente, (Acri)2N, AcriPro, ACDMA, ACBr2MAN, (Most)2N e ACDMAPd. Todos esses compostos derivados de base de Schiff tiveram rendimentos satisfatórios e foram caracterizados pelas técnicas de RMN (1H, 13C, COSY, J resolvido), espectroscopia na região do infravermelho, espectrometria de massas e Análise Elementar. As linhagens de células tumorais humanas utilizadas foram HT-29 (câncer de cólon humano), MCF-7 (câncer de mama humano), HEp-2 (carcinoma de laringe humana), NCI-H292 (carcinoma mucoepidermoide de pulmão humano) e HL-60 (leucemia promielocitica aguda) e os derivados AcriPro, ACDMA, ACDMAPd e (Most)2N apresentaram os melhores resultados de CI50 para a células HL-60.

GONÇALVES, Nidyedja Goyanna Gomes. Ação da lectina de Dioclea altissima sobre células tumorais: Citotoxidade e Perfil Proteômico da Linhagem PC3M. 2012. 106 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2012. / Submitted by Eric Santiago (erichhcl@gmail.com) on 2016-06-27T12:21:35Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_ngggoncalves.pdf: 5791111 bytes, checksum: 5bb7d007364d7c5364b8faa3b419bf9c (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-08-02T20:07:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_ngggoncalves.pdf: 5791111 bytes, checksum: 5bb7d007364d7c5364b8faa3b419bf9c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-02T20:07:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_ngggoncalves.pdf: 5791111 bytes, checksum: 5bb7d007364d7c5364b8faa3b419bf9c (MD5) Previous issue date: 2012 / Recently, plant lectins have attracted great interest due to their several biological activities of which stands out the antitumoral action in vivo and in vitro that in general result in inhibition of cell growth and induction of cell death by apoptosis. In the present study, it was investigated the effect of the Dioclea altissima (DAL) lectin, a legume alfa-D-mannose ligand lectin on A549 (lung cancer), OVCAR-8 (ovarian cancer) and PC3M (prostate cancer) and normal line PBMC (cell blood tissue). DAL was isolated and purified by affinity chromatography on a Sephadex G-50 column and its cytotoxicity was evaluated by MTT assay. DAL was selectively cytotoxic to cancer cells A549, PC3M after 48 and 72 hours of incubation, and OVCAR-8 after 72 hours of treatment with DAL (CI50 values between 23.0 e 55.7 μg/mL). Moreover, it was observed cell agglutination from 24 hours of incubation. Comet assay revealed DAL does not cause direct DNA damage. The line PC3M was selected for proteomic analysis by mass spectrometry (nanoUPLC® nanoESI-MSE) to present the best evidence of sensitivity to DAL. PC3M line was treated with various concentrations of DAL during 24, 48 e 72 hours, it was identified a total of 837 proteins, 140 (24h), 321 (48h) e 376 (72h). The study of differential protein expression of the DAL-treated PC3M cells compared to control demonstrated apoptotic effect generated, mainly, via ER stressed-dependent. / Nas últimas décadas, as lectinas vegetais têm atraído grande interesse devido às suas diversas atividades biológicas das quais se destaca a ação antitumoral in vivo e in vitro que, em geral, causa a inibição do crescimento celular e a indução da morte celular por apoptose. No presente estudo, foi investigado o efeito da lectina de Dioclea altissima (DAL), uma lectina de leguminosa, alfa-D-manose ligante, sobre as linhagens tumorais A549 (carcinoma pulmonar), OVCAR-8 (carcinoma de ovário) e PC3M (carcinoma de próstata) e linhagem normal CMSP (células do tecido sanguíneo). DAL foi isolada e purificada por cromatografia de afinidade em coluna de Sephadex G-50 e sua citotoxicidade foi avaliada através do ensaio do MTT. DAL foi seletivamente citotóxica para as células cancerígenas A549, PC3M, após 48 e 72 horas de incubação, e para OVCAR-8, após 72 horas de tratamento apresentando valores de CI50 entre 23,0 e 55,7 μg/mL, promovendo aglutinação celular a partir de 24 horas de incubação. DAL não se mostrou citotóxica para células normais. O teste do cometa revelou que DAL não causa dano direto ao DNA. A linhagem PC3M foi selecionada para análise proteômica por espectrometria de massas (nanoUPLC® nanoESI-MSE) por apresentar maior sensibilidade à DAL. Após tratamento das células com diversas concentrações de DAL, por 24, 48 e 72 horas, foi identificado um total de 837 proteínas válidas, 140 (24h), 321 (48h) e 376 (72h). O estudo das proteínas diferencialmente expressas das células tratadas com a lectina em relação ao controle definiu o efeito citotóxico de DAL em PC3M como apoptótico gerado, principalmente, via estresse do retículo endoplasmático.