Submitted by Alessandra Portugal (alessandradf@ioc.fiocruz.br) on 2013-09-24T15:23:18Z No. of bitstreams: 1 Bruno Jorge de Andrade Silva - Dissertação.pdf: 1851059 bytes, checksum: 06d67aad491cb40940d3c20bf2ff6bbd (MD5) / Made available in DSpace on 2013-09-24T15:23:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bruno Jorge de Andrade Silva - Dissertação.pdf: 1851059 bytes, checksum: 06d67aad491cb40940d3c20bf2ff6bbd (MD5) Previous issue date: 2012 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / A hanseníase é uma doença infecciosa crônica que pode se manifestar em diferentes formas clínicas e há evidências de que o estabelecimento das diferentes formas clínicas seja direcionado por mecanismos inatos da resposta imune. Os macrófagos de pacientes tuberculóides (BT) e lepromatosos (LL) parecem ter um comportamento diferente em relação à bactéria. Enquanto nos pacientes LL são encontrados macrófagos altamente parasitados, em BT poucos ou raros bacilos são encontrados. O IFNγ é capaz de ativar diversos mecanismos microbicidas nos macrófagos, entre eles a autofagia. Estudos de microscopia eletrônica demonstraram a presença de fagossomos com dupla membrana em macrófagos expostos ao M. leprae, o que sugere um possível envolvimento da autofagia na modulação da resposta. No presente estudo foi avaliado o papel da autofagia na resposta imune ao M. leprae através de estudos utilizando a linhagem monocítica THP- 1, monócitos de indivíduos saudáveis e macrófagos de pacientes LL e BT. A análise ultraestrutural de lesões de pele de pacientes LL e BT mostrou haver um número maior de autofagossomos em células de lesão de paciente BT quando comparado aos de LL e tecido normal. A análise por imunoperoxidase ou Western blotting revelou uma maior expressão tecidual do marcador de autofagossomos LC3 nos pacientes BT, quando comparados aos LL. Adicionalmente, foi observado um aumento na expressão de LC3 em macrófagos obtidos ex vivo de paciente BT, na presença ou não de IFNγ. A estimulação com o M. leprae foi capaz de induzir a autofagia nos macrófagos THP-1, mas não de forma dose dependente. O tratamento com IFNγ em células previamente estimuladas com o M. leprae foi capaz de aumentar a expressão de LC3 em relação aos estímulos sozinhos, ou ao controle, em monócitos e macrófagos THP-1. O pré-tratamento com os inibidores autofágicos wortmanina ou 3-metiladenina foi capaz de reduzir a expressão de LC3 induzida por IFNγ. O IFNγ promoveu a co-localização M. leprae-LC3 nos macrófagos, mas não na presença da wortmanina. Em adição, na presença de ambos IFNγ e M. leprae, houve uma maior expressão de Atg3, a enzima responsável pela lipidação de LC3. A indução de autofagia com IFNγ foi capaz de aumentar a secreção das citocinas próinflamatórias IL-6, IL-12p40 e TNF em macrófagos THP-1. O IFNγ, em células previamente estimuladas com o M. leprae, foi capaz de aumentar a secreção de IL-15 em relação aos estímulos sozinhos ou ao controle, mas não a secreção de IL-10. O bloqueio da autofagia com 3-metiladenina levou à redução dos níveis de IL-15 em resposta ao estímulo com IFNγ e M. leprae, mas também não afetou a produção de IL-10. Adicionalmente, o tratamento com IFNγ foi capaz de reduzir o percentual de associação do M. leprae aos macrófagos THP-1. Em conjunto, esses dados indicam que em macrófagos estimulados com M. leprae, a citocina IFN induz a produção de citocinas pró-inflamatórias, entre elas a IL-15, que contribuem para o aumento da atividade microbicida da célula hospedeira através da indução de autofagia. Tais achados podem contribuir para a maior compreensão dos mecanismos associados à imunopatogênese da hanseníase. / Leprosy is a chronic infectious disease that can present different clinical forms and there is evidence that the establishment of different clinical forms is driven by host innate mechanisms. Macrophages from tuberculoid (BT) and lepromatous (LL) patients seem to have a different behavior in relation to the bacteria. While in LL patients there are highly infected macrophages, in BT rare or few bacilli are found. IFNγ can activate various microbicidal mechanisms in macrophages, including autophagy. Electron microscopy studies showed the presence of phagosomes with double membrane in macrophages exposed to M. leprae, suggesting a possible involvement of autophagy in the immunomodulatory response. In the present study we evaluated the role of autophagy in the immune response to M. leprae through studies using the THP-1 monocytic cell line and monocytes from healthy subjects and LL and BT macrophages. Ultrastructural analysis of skin lesions of LL and BT patients showed a higher number of autophagosomes in cells from skin lesions of BT patient compared to LL patient or normal tissue. Immunoperoxidase or Western blotting analysis revealed a greater tissue expression of the autophagosome marker LC3 in BT patients when compared with LL. Additionally, there was an increase on LC3-punctae expression in ex vivo macrophages from BT patient, in the presence or absence of IFNγ. M. leprae stimulation induced autophagy in THP-1 macrophages but not in a dose dependent manner. IFNγ treatment in M. leprae-stimulated cells increased LC3-punctae expression compared with stimuli alone or non-stimulated monocytes and THP-1 macrophages. The pre-treatment with autophagic inhibitors wortmannin or 3-methyladenine was able to reduce IFNγ-induced LC3 expression. IFNγ treatment promotes M. leprae-LC3 colocalization in THP-1 macrophages, but did not in the presence of wortmannin. In addition, in the presence of both IFNγ and M. leprae, there was a higher expression of Atg3, the enzyme responsible for LC3 lipidation. Autophagy induction with IFNγ increased the secretion of proinflammatory cytokines IL-6, IL-12p40 and TNF in THP-1 macrophages. IFNγ treatment in M. lepraestimulated cells was able to increase IL-15 secretion in relation to non-stimulated cells, but not IL-10. Autophagic blockage by 3-methyladenine led to decreased IL-15 levels in response to stimulation with IFNγ and M. leprae, but did not affect the IL-10 production. In addition, IFNγ treatment led to reduction on macrophage-M. leprae association. Together, these data indicate that in M. leprae-stimulated macrophages, IFNγ induces the production of proinflammatory cytokines including IL-15, which contribute to host cell increase in microbicidal activity by autophagy induction. These findings may contribute to a better understanding of the mechanisms associated with leprosy immunopathogenesis.

MOURA, Andrea Felinto. Bioprospecção de compostos isolados de Combretum fruticosum com potencial antiproliferativo em células tumorais in vitro. 2015. 93 f. Dissertação (Mestrado em Farmacologia) - Universidade Federal do Ceará. Faculdade de Medicina, Fortaleza, 2015. / Submitted by denise santos (denise.santos@ufc.br) on 2015-04-10T13:48:06Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_afmoura.pdf: 6953565 bytes, checksum: 6f2070977fb0341e1279b7a9f7cdf7b1 (MD5) / Approved for entry into archive by denise santos(denise.santos@ufc.br) on 2015-04-10T13:49:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_afmoura.pdf: 6953565 bytes, checksum: 6f2070977fb0341e1279b7a9f7cdf7b1 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-10T13:49:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_afmoura.pdf: 6953565 bytes, checksum: 6f2070977fb0341e1279b7a9f7cdf7b1 (MD5) Previous issue date: 2015 / The use of substances from natural products has grown over the years, being the basis of therapeutic products. Lignans are molecules with large pharmaceutical use, which has aroused interest in search of new drugs to treat diseases. Much interest has been focused on their effectiveness as an antineoplastic agent. Thus, the aim of this study was to evaluate the in vitro anticancer potencial of compounds isolated from ethanolic extract of Combretum fruticosum, as well as, to study the possible mechanisms of action of a dibenzylbutyrolactone type lignan, trachelogenin, in colorectal cancer cells. The fractionation of the ethanolic extract of C. fruticosum resulted in the isolation of seven compounds: three triterpenes, two mixtures of β-sitosterol and stigmasterol steroids and two lignans Among them, the lignan, trachelogenin showed higher cytotoxic activity, with IC50 values ranging from 0.8 to 32.4 µM in glioblastoma (SF-295) and leukemic (HL-60) cells, respectively. While in normal cells (3T3-L1 and PBMC cells) the IC50 values were greater than 64.3 µM. The antiproliferative profile of different times of incubation was performed in SF-295 and HCT-116 cells. The cytotoxic effect on SF-295 cells was only observed after 72 hours of incubation, whereas in HCT-116 cells, this effect was observed after 48 hours, and it was enhanced after 72 hours of incubation. Before these results, analyzing cell cycle profile, membrane integrity, phosphatidylserine externalization and expression of proteins related to cell death by apoptosis in HCT-116 cells, it was not observed significantly changed, suggesting that the antiproliferative effect of this lignan is not related to mechanisms of cell death such as apoptosis and/or necrosis. Autophagy seems to be one of the cell death mechanisms involved in the antiproliferative effect of trachelogenin, because we observed an increase on number and size of acidic vesicular organelles (AVO) as well as the expression of proteins recruited during autophagy (LC3 A and B-II and Beclin-1) in cells treated with trachelogenin, although this seems not to be the only process involved. Therefore, we conclude that trachelogenin showed potent antitumor activity in vitro, and this effect may be related to the induction of autophagy. However, further tests should be conducted to confirm these proposals and to evaluate its mechanism of action and the therapeutic potential of this molecule better. / A utilização de substâncias derivadas de produtos naturais tem crescido com o passar dos anos, formando a base dos produtos terapêuticos. As lignanas são moléculas com amplo uso farmacêutico, o que tem despertado interesse na pesquisa e busca de novos fármacos no tratamento de doenças. Muito interesse tem sido focado na sua eficácia como agente antineoplásico. Com isso, o objetivo desse trabalho foi avaliar o potencial anticâncer in vitro de compostos isolados a partir do extrato etanólico dos talos da Combretum fruticosum, bem como, estudar os possíveis mecanismos de ação da trachelogenina, uma lignana do tipo dibezilbutirolactona, em células de câncer colorretal (HCT-116). O fracionamento do extrato etanólico da C. fruticosum resultou no isolamento de sete compostos: três triterpenos, duas misturas dos esteroides β-sitosterol e estigmasterol e duas lignanas. Dentre eles, a trachelogenina mostrou maior atividade citotóxica, apresentando valores de CI50 que variaram de 0,8 a 32,4 µM em células tumorais de glioblastoma (SF-295) e leucêmicas (HL-60), respectivamente, após 72 horas de incubação. Enquanto que, para células não tumorais (3T3-L1 e CMSP) esses valores foram maiores que 64,3 µM. O perfil antiproliferativo em diferentes períodos de incubação foi realizado em células SF-295 e HCT-116. O efeito citotóxico em células SF-295 foi observado apenas após 72 horas de incubação, enquanto que, em células HCT-116, esse efeito foi observado após 48 horas, sendo intensificados após 72 horas de incubação. Diante desses resultados, em células HCT-116, a análise do perfil do ciclo celular, integridade de membrana, externalização da fosfatidilserina e expressão de proteínas relacionadas ao processo de morte celular por apoptose não apresentou alterações significativas, sugerindo que o efeito antiproliferativo desta lignana não está relacionado com processos de morte por apoptose e/ou necrose. A autofagia parece estar envolvida no mecanismo antiproliferativo da trachelogenina, visto que foi possível verificar um aumento do número e do tamanho de organelas vesiculares ácidas (AVOs) bem como um aumento da expressão de proteínas recrutadas durante a autofagia (LC3 A e B II e Beclina-1) nas células tratadas com a trachelogenina, embora não pareça ser o único processo envolvido. Logo, podemos concluir que a trachelogenina apresentou potente atividade anticâncer in vitro, e este efeito pode estar relacionado com a indução da autofagia. No entanto, outros testes devem ser realizados para confirmar as propostas acima apresentadas e para uma melhor avaliação do mecanismo de ação e do potencial terapêutico desta molécula.

ARAÚJO, Ana Jérsia. Mecanismos envolvidos na indução de morte celular por desacetilnemorona em células de câncer colorretal. 2013. 129 f. Tese (Doutorado em Farmacologia) – Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by denise santos (denise.santos@ufc.br) on 2016-03-22T16:35:15Z No. of bitstreams: 1 2013_tese_aja.pdf: 5440301 bytes, checksum: e6364890039a36bd81719cb69ceef277 (MD5) / Approved for entry into archive by denise santos(denise.santos@ufc.br) on 2016-03-23T13:07:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_tese_aja.pdf: 5440301 bytes, checksum: e6364890039a36bd81719cb69ceef277 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-23T13:07:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_tese_aja.pdf: 5440301 bytes, checksum: e6364890039a36bd81719cb69ceef277 (MD5) Previous issue date: 2013 / The desacetylnemorone (HCRH) is an abietane diterpene with para-quinone ring in its structure, and then classified as a tanshinone that are often described by their broad spectrum of biological activities. The diterpene HCRH was isolated and identified for the first time in 1971 from roots of plants of the genus Salvia, however its biological activity has not been yet fully characterized. The aim of this study was to evaluate the anticancer potential of desacetylnemorone isolated from the roots of the plant Hyptis carvalhoi. The present study evaluated the cytotoxic potential of the diterpene HCRH in several tumor and normal cell lines using the MTT assay and its possible mechanism of action. After 72 hours of incubation, the tested compound showed IC50 values ranging from 3.91 to 32.01 µM in colon tumor (HCT-116) and leukemic (HL-60) cells, respectively. While for normal cells IC50 values ranged from 35.68 µM in V-79 to higher than 72 µM in 3T3-L1 and PBMC cells. In colon tumor cells (HCT-116), the diterpene showed antiproliferative potential of time-dependent manner, leading to increased number of cells in the G0/G1 phase of the cell cycle and a substantial decrease in DNA synthesis. These effects were accompanied by changes in the levels of cyclins and CDKs, in addition to the increase in the levels of proteins p21waf1/cip1 and p27kip1, independent of p53 activation. Among the initial events induced by diterpene HCRH are the generation of reactive oxygen species (ROS) and the induction of DNA damage with subsequent activation of death pathways. Thus, we can suggest that desacetylnemorone has potent antiproliferative activity associated with ROS generation leading to DNA damage, which prevents cell cycle progression and drive cells to the process of death by apoptosis and autophagy. / A desacetilnemorona (HCRH) é um diterpeno abietano com anel para-quinona em sua estrutura, sendo então classificada como tanshinona que são frequentemente descritas pelo seu amplo espectro de atividades biológicas. O diterpeno HCRH foi isolado e identificado pela primeira vez em 1971 a partir das raízes de plantas do gênero Salvia, no entanto sua atividade biológica ainda não havia sido descrita previamente. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial anticâncer da desacetilnemorona isolada das raízes da planta Hyptis carvalhoi. O presente estudo avaliou o potencial citotóxico do diterpeno HCRH em várias linhagens de células tumorais e normais pelo teste do MTT e seu possível mecanismo de ação. Após 72 horas de incubação, o composto testado apresentou valores de CI50 que variaram de 3,91 a 32,01 µM em células tumorais de cólon (HCT-116) e leucêmicas (HL-60), respectivamente. Enquanto que para células normais esses valores foram de 35,68 µM para a linhagem V-79 e maiores que 72 µM para linhagens 3T3-L1 e CMSP. Em células tumorais de cólon (HCT-116), o diterpeno mostrou potencial antiproliferativo de maneira tempo-dependente, induzindo aumento do número de células na fase G0/G1 do ciclo celular e uma diminuição expressiva da síntese de DNA. Esses efeitos foram acompanhados por alterações nos níveis de ciclinas e CDKs, além do aumento nos níveis das proteínas p21waf1/cip1 e p27kip1, independente da ativação de p53. Dentre os eventos iniciais induzidos pelo diterpeno HCRH estão a geração de espécies reativas de oxigênio (EROs) e a indução de dano ao DNA, com posterior ativação das vias de morte. Com isso podemos sugerir que a desacetilnemorona apresenta potente atividade antiproliferativa que provavelmente se inicia com a geração de EROs levando ao dano de DNA, o que impede a progressão do ciclo celular e encaminha as células aos processos de morte por apoptose e autofagia.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Bioquímica, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-09-05T04:10:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348186.pdf: 2585353 bytes, checksum: 5430fc248541baa48a5dca4cff84f6cf (MD5) Previous issue date: 2017 / A frutose é um monossacarídeo presente naturalmente em alimentos como frutas, cana-de-açúcar, beterraba, mel, entre outros. Por ter sabor mais doce que a glicose e a sacarose, a indústria alimentícia utiliza a frutose como um de seus principais adoçantes, fazendo com que o consumo de frutose tenha aumentado de forma alarmante nas últimas décadas. O consumo de bebidas adoçadas contendo grandes quantidades de frutose, principalmente refrigerantes, é considerado um dos principais fatores associados ao desenvolvimento de síndrome metabólica e diabetes. Além disso, por ser uma molécula mais reativa que a glicose, o consumo de frutose está associado ao aumento na formação de metabólitos intermediários tóxicos, dentre os quais, o metilglioxal (MGO). O MGO parece estar associado ao desenvolvimento e a progressão de diabetes e doença de Alzheimer, uma vez que indivíduos portadores dessas patologias apresentam concentrações aumentadas de MGO no plasma e no líquido cefalorraquidiano. Além disso, dados prévios do nosso grupo e da literatura já demonstraram que o MGO prejudica os sistemas antioxidantes da glioxalase (Glo1/Glo2) e da tiorredoxina (Trx/TRxR), levando a degradação das proteínas tiorredoxina e glioxalase 2. Porém, estes efeitos foram investigados somente em linhagens celulares, e não há dados com o uso de sistemas mais complexos, como estudos in vitro com tecidos ou in vivo. Além disso, o efeito do MGO sobre a enzima antioxidante GR ainda é desconhecido e, visto que a GR apresenta estrutura muito similar a TrxR, e também por possuir cisteínas reativas, é possível que o MGO também afete a atividade e expressão da GR. Dessa forma, no presente trabalho objetivou-se investigar os efeitos do consumo crônico de frutose in vivo sobre o perfil metabólico e os parâmetros comportamentais de camundongos. Além disso, foram investigados em modelos in vitro de fatias hipocampais os efeitos do MGO sobre os sistemas da glioxalase, da tiorredoxina e da glutationa redutase. E ainda, investigou-se em modelo de células neurais HT22, se as diminuições dos níveis de Trx1 e Glo2, induzidos pelo MGO, poderiam ser mediados por degradação proteassomal ou autofágica, bem como se esses efeitos são mediados pela indução da ativação da proteína cinase ativada por AMP (AMPK). Os dados obtidos demonstram que o consumo de frutose em camundongos causa diminuição do consumo alimentar, aumento do consumo calórico e do peso corporal, aumento de colesterol total e da fração LDL, aumento dos níveis de glutationa e da atividade da Glo1 no fígado, aumento da atividade da glutationa peroxidase no córtex pré-frontal, bem como induz aumento da atividade locomotora. Com relação ao MGO, foi demonstrado que o tratamento in vitro de fatias de hipocampo com MGO compromete a atividade e o imunoconteúdo de GR em fatias hipocampais, diminui os níveis de glutationa (GSH) e induz uma rápida e robusta resposta das proteínas GR, Glo1, Glo2, Gr e TrxR1. Além disso, nossos dados demonstram que existe um claro efeito sinérgico entre e toxicidade induzida pelo MGO e a inibição da GR e da TrxR, sugerindo a toxicidade induzida pelo MGO é mediada pela depleção de antioxidantes celulares. Com relação aos estudos in vitro com células HT22, foi demonstrado que o MGO induz autofagia via ativação de AMPK, e que a Trx1 e a Glo2 são degradadas através da autofagia. Dessa maneira, a partir dos dados apresentados neste estudo, conclui-se que o consumo de frutose está relacionado a alterações no perfil lipídico e causa alterações comportamentais relacionadas ao aumento da locomoção. Além disso, nossos dados reforçam a hipótese de que alterações no ambiente redox podem ser o principal mecanismo de toxicidade induzido pelo MGO através de sua ação sobre os sistemas redutores de tiol GSH/GR e Trx/TrxR, bem como a indução da degradação proteica através da ativação de autofagia, mediada via AMPK. <br> / Abstract : Fructose is a monosaccharide naturally present in foods such as fruits, sugarcane, beets, honey, among others. Because it tastes sweeter than glucose and sucrose, the food industry uses fructose as one of its main sweeteners, causing fructose consumption to rise alarmingly in the last decades. The consumption of sweetened beverages containing large amounts of fructose, mainly soft drinks, is considered one of the main factors associated with the development of metabolic syndrome and diabetes. In addition, because fructose is a more reactive molecule than glucose, the consumption of fructose is associated with an increase in the formation of toxic intermediate metabolites, among them methylglyoxal (MGO). MGO appears to be associated with the development and progression of diabetes and Alzheimer's disease, since individuals with these conditions have increased concentrations of MGO in the plasma and cerebrospinal fluid. Furthermore, previous data from our group and the literature have demonstrated that MGO seems to impair the antioxidant systems of glyoxalase (Glo1/Glo2) and thioredoxin (Trx/TRxR), leading to the degradation of the proteins thioredoxin and glioxalase 2. However, these effects were investigated only in cell lines, and there are no data with the use of more complex systems, such as in vitro studies with tissues or in vivo studies. Also, the effect of MGO on the antioxidant enzyme glutathione reductase (GR) is still unknown and, since GR has a structure very similar to TrxR, and also because it has reactive cysteines, it is possible that MGO also affects the activity and expression of GR. Thus, the present work aimed to investigate the effects of chronic consumption of fructose in vivo on the metabolic profile and behavioral parameters of mice. In addition, the effects of MGO on the glyoxalase, thioredoxin and glutathione reductase systems were investigated in in vitro models of hippocampal slices. Furthermore, it was investigated in a neural HT22 cell model if the MGO-induced decreases in the levels of Trx1 and Glo2 was mediated by proteassomal or autophagic degradation, as well as whether those effects were mediated by the induction of the AMP-activated protein kinase (AMPK) activation. The data obtained demonstrate that the consumption of fructose in mice causes a decrease in food consumption, an increase in caloric intake and body weight, increase in total cholesterol and LDL fraction, increase of glutathione (GSH) levels and Glo1 activity in the liver, increase in the activity of the glutathione peroxidase in the prefrontal cortex, as well as an increase in locomotor activity. With respect to MGO, we found that in vitro treatment of hippocampal slices with MGO has compromised the activity and immunocontent of GR, decreased GSH levels and induced a rapid and robust response of GR, Glo1, Glo2, and TrxR1. In addition, our data demonstrate that there is a clear synergistic effect between MGO-induced toxicity and inhibition of GR and TrxR, suggesting that MGO-induced toxicity is mediated by depletion of cellular antioxidants. With respect to in vitro studies with HT22 cells, it has been shown that MGO induces autophagy via AMPK activation, and that Trx1 and Glo2 are degraded through autophagy. Thus, from the data presented in this study, it is concluded that the consumption of fructose is related to changes in the lipid profile and causes behavioral changes related to increased locomotion. In addition, our data reinforce the hypothesis that changes in the redox environment may be the main mechanism of toxicity induced by MGO through its action on GSH / GR and Trx / TrxR thiol reducing systems, as well as the induction of protein degradation through autophagy activation, mediated through AMPK activation.

Gliomas malignos compreendem o subtipo mais comum e devastador de tumores primários do sistema nervoso central (SNC), sendo o Glioblastoma Multiforme (GBM) a forma mais agressiva e mortífera. Pacientes com este tipo de tumor apresentam um prognóstico de sobrevida que não ultrapassa os 18 meses, após o diagnóstico. Isso é decorrente do fato de que os GBMs possuem elevada resistência aos tratamentos de quimio e radioterapia, além de serem altamente infiltrativos e neurologicamente destrutivos. Um importante fator que contribui para essa resistência é a superexpressão da proteína XIAP (X-linked Inhibitor of Apoptosis), o mais potente inibidor de apoptose da família das IAPs. Este atua inibindo diretamente a ativação das Caspases 3, 7 e 9. P53 é considerada uma das mais potentes proteínas supressoras tumorais, uma vez que esta atua como reguladora central em diversas vias de sinalização de mecanismos celulares distintos, como a via de controle do ciclo celular, reparo ao DNA, apoptose, senescência, autofagia, entre outras. Isto justifica o fato de p53 estar frequentemente mutada, nos mais variados tipos de cânceres. Portanto, o objetivo do presente trabalho foi estudar os efeitos resultantes da interação entre a superexpressão da proteína supressora tumoral p53 e o silenciamento da proteína anti-apoptótica XIAP na proliferação, na sobrevivência de GBMs. Quando p53 foi superexpressa (P+) na linhagem de glioma U87 silenciada para XIAP (Xi), através de RNAi, a taxa de proliferação celular reduziu significativamente em relação às células com as intervenções isoladas (U87Xi e U87wtP+) ou em relação ao controle selvagem U87wt, ao longo de dez dias. O ensaio de citotoxicidade LDH revelou um aumento na desestabilização da membrana citoplasmática nas células com a manipulação gênica combinada (U87XiP+) em relação os controles U87Xi e U87wtP+. O ensaio com AnexinaV/PI demonstrou uma elevação na marcação de células U87XiP+ com os dois marcadores, indicando uma maior indução de morte celular em relação aos controles. Além disso, como consequência da modulação combinada de p53 e XIAP, os níveis das proteínas pró-apoptóticas Bax e PUMA aumentaram tanto na linhagem U87wt, quanto na linhagem U87Xi, ao superexpressar p53. Além disso, os níveis de p21 e da proteína anti-apoptótica Bcl-xL foram reduzidos na linhagem U87Xi em relação ao controle U87wt. Outra constatação importante foi o aumento dos níveis de caspase-3 na linhagem U87Xi em relação ao controle U87wt e um aumento ainda maior nas células com a intervenção combinada (U87XiP+). Todos estes dados convergem para o fato de que a combinação do silenciamento de XIAP e superexpressão de p53 é mais efetiva na redução da proliferação e indução de morte na linhagem de glioma U87, do que as manipulações gênicas realizadas de forma isoladas, além de sugerir uma possível via de integração entre XIAP e p53, tendo como ponto de conexão o controle dos níveis citoplasmáticos da proteína p21 tanto por p53, quanto por XIAP, mostrando que a modulação combinada de proteínas da via apoptótica é capaz de potencializar os efeitos produzidos pelas intervenções de forma isoladas, representando uma nova e promissora estratégia no desenvolvimento de novas terapias para o tratamento de Gliomas.

Autofagia é um processo de degradação fisiológico aumentado em diferentes condições de estresse, em que proteínas e organelas não funcionais são direcionadas ao lisossomo, onde são degradadas e os produtos da degradação reutilizados pela célula. Senescência é o processo em que as células param de dividir e entram em um estado de parada celular irreversível. Os dois processos, autofagia e senescência, podem ser induzidos na presença de dano no DNA, porém a maquinaria molecular que realiza a intermediação neste processo ainda é incerta. Temozolomida (TMZ) é um agente alquilante, usado para tratar pacientes com Glioblastoma, que induz dano no DNA. Lesões produzidas por TMZ ativam a resposta ao dano no DNA (DDR), uma sinalização complexa que medeia as respostas celulares, tais como a dinâmica do ciclo celular, autofagia, senescência e morte celular, ao dano genotóxico. Dada a importância desses mecanismos, esse trabalho objetiva avaliar o impacto da inibição da cinase Ataxia Telangiectasia mutada dependente de Rad3 (ATR), reguladora chave da DDR, na proliferação, autofagia e senescência em células de glioblastoma tratadas com TMZ. Para tal, nós utilizamos um inibidor farmacológico para ATR (VE-821), bem como shRNA para ATR com vetor lentiviral em células U87. A inibição farmacológica da proteína ATR não alterou o estado autofágico e de senescência em comparação com as células tratadas somente com TMZ. Esses resultados foram obtidos usando o método Laranja de Acridina (AO) e a ferramenta de Análise Morfométrica Nuclear (NMA). Na ausência de uma sinalização dependente de ATR, obtida pelas células shATR tratadas com TMZ, também não observamos alteração significativa em relação a esses processos. No entanto, nós observamos um acúmulo da proteína SQSTM1/p62, substrato da autofagia, nas células silenciadas para ATR. Esta alteração não se refletiu em aumento de foci intracelulares da proteína SQSTM1/p62. Em conclusão, ATR não parece participar diretamente da ativação da Autofagia e da Senescência induzidas por TMZ. / Autophagy is a catabolic process, that shows increased levels in stressful situations, whereby dysfunctional proteins and organelles are engulfed and targeted to lysosomes for degradation and recycled back to the cell. Senescence is the process by which cells stop dividing and enter a state of growth arrest. Both processes, autophagy and senescence, can be induced by DNA damage, however, the molecular machinery that mediates this process is still uncertain. Temozolomide (TMZ) is an alkylating agent, used to treat patients with Glioblastoma, that drives DNA damage. Lesions produced by TMZ activate the DNA damage response (DDR), a complex signalling pathway, that mediates cellular outcomes such as cell cycle distribution, autophagy, senescence and cellular death, to genotoxic damage. Given the importance of such mechanisms, this work aims to evaluate the impact of inhibiting the Ataxia telangiectasia and Rad3 related (ATR) kinase, key regulator of the DDR, on cellular proliferation, autophagy and senescence, on Glioblastoma (GBM) cells treated with TMZ. In order to do that, we used a pharmacological inhibitor for ATR (VE-821) as well as shRNA to ATR, in U87 cells using lentiviral vectors. The pharmacological inhibition of ATR did not alter the autophagic or senescence status in comparison with the cells treated with TMZ only. Such results were obtained by Acridine Orange (AO) assessment and Nuclear Morphometric Analysis (NMA) tool. In the absence of an ATR dependent signalling, assessed through shATR cells treated with TMZ, no significant alteration in relation to such processes was seen. However, we observed an accumulation of the SQSTM1/p62 protein, a selective autophagy substrate, on cells silenced for ATR. This accumulation did not reflect in increased intracellular foci formation of SQSTM1/p62 protein. In conclusion, ATR doesn't seem to play a direct role in the Autophagy and Senescence induced by TMZ.

Autofagia é o processo de degradação de componentes próprios celulares e parece modular senescência e apoptose induzidas por diferentes tipos de injúria, incluindo dano ao DNA. Populacionalmente, autofagia ocorre logo após o dano ao genoma, enquanto senescência é a resposta crônica das células que resistem à morte celular. Até o momento, nenhum trabalho demonstrou o papel da autofagia na senescência de fato, principalmente considerando uma análise integrada com morte celular e a ocorrência destes mecanismos a nível de células únicas. Inicialmente, desenvolvemos uma metodologia para avaliação do tamanho e forma de núcleos de células eucarióticas em cultura, a Análise Morfométrica Nuclear, a qual foi validada para análise de apoptose, senescência e irregularidades nucleares. O segundo objetivo foi avaliar o papel da autofagia na senescência e morte celular induzidas por dano ao DNA em células de glioblastoma, e os mecanismos moleculares por trás desta relação. Para isso, células expressando estavelmente o marcador de autofagia GFP-LC3 foram tratadas com o indutor de dano ao DNA Temozolomida (TMZ), droga de escolha contra glioblastomas, por 3h seguido do replaqueamento em meio livre de droga. TMZ induziu autofagia transiente e ativação de AMPK-ULK1 e p38 MAPK, acompanhado da supressão crônica da via PI3K/Akt/mTOR. O tratamento com TMZ induziu aumento de vários marcadores de senescência celular a longo prazo, cuja cinética foi analisada de maneira integrada e correlativa, bem como aumentou níveis de ROS, os quais mediaram, ao menos parcialmente, a indução de autofagia e senescência. Considerando a relação entre autofagia e senescência, observamos uma correlação negativa forte entre os mecanismos a nível populacional. Por outro lado, a nível de células únicas esta correlação não foi observada. Através do acompanhamento de células únicas nós observamos também uma redução orquestrada da autofagia independente da aquisição de fenótipo senescente. Esta redução ocorreu antes, durante ou após o aumento da área celular que caracteriza senescência celular, mostrando que a redução da autofagia não é necessária para aquisição do fenótipo senescente. Finalmente, a ativação da autofagia aumentou o efeito pró-senescente da TMZ, enquanto a supressão da autofagia induziu apoptose e reduziu a senescência, sugerindo que a autofagia protege as células da morte celular e permite a entrada das células em estado senescente após tratamento com TMZ. Neste sentido, também discutimos aqui a importância da análise completa e integrada das alterações em mecanismos de proliferação e morte celular induzidas pela inibição da autofagia. Em conclusão, autofagia e senescência parecem ser repostas induzidas por um mesmo sinal mas com cinéticas diferentes nas células expostas a dano ao DNA, estabelecendo uma correlação negativa a nível populacional que não se confirma a nível de células únicas. / Autophagy is the process of degradation of own cellular components and appears to modulate senescence and apoptosis induced by different types of injury, including DNA damage. At a population level, autophagy occurs soon after the damage to the genome, while senescence is chronic response of cells that resist to cell death. To date , no study has demonstrated the role of autophagy in senescence indeed, especially considering an integrated analysis with cell death and the occurrence of these mechanisms at the level of single cells. This thesis consists of two main objectives. Initially, we developed a method to evaluate the shape and size of nuclei of eukaryotic cells in culture, called Morphometric Analysis Nuclear, which was validated for the analysis of apoptosis, senescence and nuclear irregularities. The second objective was to evaluate the role of autophagy in senescence and cell death induced by DNA damage in glioblastoma cells, and the molecular mechanisms behind this relationship. For this, cells stably expressing the autophagy marker GFP- LC3 were treated for 3h with the DNA alkylating agent Temozolomide (TMZ), the drug of choice against glioblastomas, followed by replating in drug-free medium. TMZ induced autophagy and transient activation of AMPK-ULK1 axis and p38 MAPK, accompanied by chronic suppression of the PI3K/Akt/mTOR pathway. The treatment with TMZ induced an increase of several markers of cellular senescence at long term, whose kinetics was analyzed and integrated correlative manner. TMZ also increased ROS levels which mediated, at least in part, the induction of senescence and autophagy . Considering the relationship between autophagy and senescence, we observed a strong negative correlation between the mechanisms at the population level. On the other hand, at a single cell level this correlation was not observed. Through the monitoring of single cells we also observed an orchestrated reduction of autophagy, independently of the senescent phenotype acquisition. This reduction occured before, during or after increasing the cell area featuring cellular senescence, showing that the reduction of autophagy is not required for the acquisition of the senescent phenotype. Finally , activation of the autophagy increased pro- senescent effect of TMZ, while autophagy inhibition triggered apoptosis and reduced senescence, suggesting that autophagy protects cells from cell death and allows senescence entry after treatment with TMZ. In this sense, we also discuss here the importance of comprehensive and integrated analysis of changes in mechanisms of proliferation and cell death induced by autophagy inhibition. In conclusion , autophagy and senescence responses appear to be induced by the same signal but with different kinetics after DNA damage, establishing a negative correlation at a population level that is not confirmed at the level of single cells.

A autofagia tem sido alvo de extensas investigações nas pesquisas oncológicas devido ao seu papel dual na tumorigênese. Estudos recentes têm demonstrado que a autofagia pode ser ativada por agentes quimioterápicos e que esta ativação pode influenciar na resposta celular e afetar o resultado da terapia. Os papeis exercidos pela autofagia em resposta à quimioterapia são controversos e dependem do tipo e do contexto celular. Por um lado, a autofagia poderia atuar como um mecanismo de defesa na tentativa de evitar o estresse causado pelo dano ao DNA, porém, poderia também levar à morte celular dependendo da extensão do dano. A cisplatina é um agente quimioterápico amplamente utilizado no tratamento de diversos tipos de tumores, incluindo os cânceres de pulmão de células não-pequenas (NSCLC). Neste estudo foi investigado o papel da indução de autofagia pela cisplatina em células de câncer de pulmão H460. Para este fim, a cisplatina foi combinada com o indutor de autofagia rapamicina, o que resultou numa hiperestimulação da via autofágica, diminuindo consideravelmente a viabilidade celular. Além disso, foram utilizados os inibidores farmacológicos da autofagia 3-metiladenina e cloroquina. Em combinação com o tratamento da cisplatina, a inibição da autofagia pela 3-metiladenina não teve efeito na viabilidade celular. No entanto, o tratamento com cloroquina aumentou significativamente a viabilidade celular em relação ao tratamento isolado com a cisplatina. Em conjunto, estes resultados sugerem que a autofagia induzida pela cisplatina contribui para a eliminação das células de câncer de pulmão. / Autophagy has been the target of extensive investigation in oncology researches due to its dual role in tumorigenesis. Recent findings have demonstrated that autophagy can be activated by chemotherapeutical agents and that this activation may influence cellular responses and affect the results of therapy. The roles played by autophagy in response to chemotherapy are controversial and dependent on cell type and context. Autophagy could act as a defense mechanism in an attempt to avoid the stress caused by DNA damage, but it could also lead to cell death depending on damage extent. Cisplatin is one of the most effective chemotherapeutical agents used to treat several types of tumors including non-small cell lung cancer (NSCLC). In the present study we investigated the role of autophagy induction by cisplatin in H460 lung cancer cells. For this purpose, cisplatin was combined with the autophagy inducer rapamycin which resulted in autophagy overstimulation, considerably decreasing cell viability. Besides, the pharmacological inhibitors of autophagy 3-methyladenine and chloroquine were also used. Autophagy inhibition by 3-methyladenine had no effect on cell viability. However the treatment with chloroquine increased cell viability in comparison to cisplatin treatment only. Together these results suggest that autophagy induced by cisplatin contributes to lung cancer cells elimination.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Neurociências, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-27T04:02:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 339613.pdf: 3611153 bytes, checksum: 3f8c794d29b943c788477e63cfdb3f2e (MD5) Previous issue date: 2016 / Gliomas, tumores originados de células gliais (astrócitos, oligodendrócito ou epêndima), são os tumores cerebrais primários mais comuns. Lectinas são proteínas de reconhecimento e ligação específicos a carboidratos. O objetivo do presente trabalho foi analisar o possível efeito citotóxico das lectinas ConA, ConBr, ConM, CoxyL, ConGF, DSL (nativa e recombinante), DwL, DvioL, DmrL, DLL, DrfL e CTL, que são extraidas de plantas leguminosas, sobre células C6 de glioma de rato, um glioma com características astrocitárias. Após 24h de incubação com as respectivas lectinas e nas concentrações de 10, 30, 50 e 100µg/mL, foi observado que apenas a lectina CTL não provocou redução da viabilidade, avaliada através do teste de redução do MTT. Baseado na potência de ação citotóxica observada nesse screening as lectinas ConA, ConBr, DvioL e DSL recombinante foram escolhidas para realizar o mesmo teste do MTT, porém também nos tempos 1, 3, 6 e 12 horas, sendo então selecionadas as lectinas ConA e Dviol para investigação das possíveis vias de morte celular envolvidas. Dessa forma, através de ensaios de microscopia de fluorescência, citometria de fluxo e microscopia eletrônica conclui-se que o principal mecanismo responsável pelo efeito citotóxico de ConA e DvioL é a indução de morte celular autofágica, efeito obtido a partir das concentrações de 30µg/mL. Ao realizar ensaios com as lectinas desnaturadas, concluiu-se que o efeito biológico depende da estrutura terciária da lectina, porém, mais estudos sobre a importância do sítio de reconhecimento a carboidratos devem ser realizados, uma vez que os ensaios de bloqueio do sítio de ligação ao açúcar não mostraram claramente uma ação bloqueadora do efeito citotóxico de ConA e DvioL. Os resultados também mostraram que DvioL possui maior potência em relação a ConA na indução de morte autofágica. Este trabalho sugere DvioL com uma molécula com potencial para fututros estudos de terapia anti-tumoral.<br> / Abstract : Gliomas, tumors originating from glial cells (astrocytes, oligodendrocytes or ependymal) are the most common primary brain tumors. Lectins are proteins of specific recognition and binding to carbohydrates. The aim of this study was to analyze the possible cytotoxic effect of the lectins ConA, ConBr, ConM, CoxyL, ConGF, DSL (native and recombinant), DWL, DvioL, DmrL, DLL, DrfL and CTL, which are extracted from leguminous plants, on C6 rat glioma cells, which have astrocytes features. After 24 hours of incubation with the respective lectins and at concentrations of 10, 30, 50 and 100µg/mL, it was observed that only the CTL lectin did not cause reduction in viability as measured by MTT test. Based on the potency of cytotoxic activity observed in this screening, ConA, ConBr, DvioL and DSL recombinant lectins were chosen for the same MTT test after 1, 3, 6 and 12 hours incubation, and then ConA and Dviol lectins were selected for further investigation concerning the possible cell death pathways involved. Thus, by fluorescence microscopy, flow cytometry and electron microscopy assays, it was concluded that the main mechanism responsible for the cytotoxic effect of ConA and DvioL is the induction of autophagic cell death, the effect obtained from the concentration of 30µg/mL. When performing tests with denatured lectins, it was concluded that the biological effect depends on the tertiary structure of the lectin. However, further studies regarding the role of the carbohydrate recognition domain (CRD) deserve to be conducted, since the CRD blocking protocol did not completely abrogated the cytotoxic action of ConA and DvioL. The results also showed that DvioL have greater potency compared to the ConA to induce autophagic death. This study suggests DvioL as a potential molecule to undertake future studies for anti-tumor therapy.

Gliomas malignos compreendem o subtipo mais comum e devastador de tumores primários do sistema nervoso central (SNC), sendo o Glioblastoma Multiforme (GBM) a forma mais agressiva e mortífera. Pacientes com este tipo de tumor apresentam um prognóstico de sobrevida que não ultrapassa os 18 meses, após o diagnóstico. Isso é decorrente do fato de que os GBMs possuem elevada resistência aos tratamentos de quimio e radioterapia, além de serem altamente infiltrativos e neurologicamente destrutivos. Um importante fator que contribui para essa resistência é a superexpressão da proteína XIAP (X-linked Inhibitor of Apoptosis), o mais potente inibidor de apoptose da família das IAPs. Este atua inibindo diretamente a ativação das Caspases 3, 7 e 9. P53 é considerada uma das mais potentes proteínas supressoras tumorais, uma vez que esta atua como reguladora central em diversas vias de sinalização de mecanismos celulares distintos, como a via de controle do ciclo celular, reparo ao DNA, apoptose, senescência, autofagia, entre outras. Isto justifica o fato de p53 estar frequentemente mutada, nos mais variados tipos de cânceres. Portanto, o objetivo do presente trabalho foi estudar os efeitos resultantes da interação entre a superexpressão da proteína supressora tumoral p53 e o silenciamento da proteína anti-apoptótica XIAP na proliferação, na sobrevivência de GBMs. Quando p53 foi superexpressa (P+) na linhagem de glioma U87 silenciada para XIAP (Xi), através de RNAi, a taxa de proliferação celular reduziu significativamente em relação às células com as intervenções isoladas (U87Xi e U87wtP+) ou em relação ao controle selvagem U87wt, ao longo de dez dias. O ensaio de citotoxicidade LDH revelou um aumento na desestabilização da membrana citoplasmática nas células com a manipulação gênica combinada (U87XiP+) em relação os controles U87Xi e U87wtP+. O ensaio com AnexinaV/PI demonstrou uma elevação na marcação de células U87XiP+ com os dois marcadores, indicando uma maior indução de morte celular em relação aos controles. Além disso, como consequência da modulação combinada de p53 e XIAP, os níveis das proteínas pró-apoptóticas Bax e PUMA aumentaram tanto na linhagem U87wt, quanto na linhagem U87Xi, ao superexpressar p53. Além disso, os níveis de p21 e da proteína anti-apoptótica Bcl-xL foram reduzidos na linhagem U87Xi em relação ao controle U87wt. Outra constatação importante foi o aumento dos níveis de caspase-3 na linhagem U87Xi em relação ao controle U87wt e um aumento ainda maior nas células com a intervenção combinada (U87XiP+). Todos estes dados convergem para o fato de que a combinação do silenciamento de XIAP e superexpressão de p53 é mais efetiva na redução da proliferação e indução de morte na linhagem de glioma U87, do que as manipulações gênicas realizadas de forma isoladas, além de sugerir uma possível via de integração entre XIAP e p53, tendo como ponto de conexão o controle dos níveis citoplasmáticos da proteína p21 tanto por p53, quanto por XIAP, mostrando que a modulação combinada de proteínas da via apoptótica é capaz de potencializar os efeitos produzidos pelas intervenções de forma isoladas, representando uma nova e promissora estratégia no desenvolvimento de novas terapias para o tratamento de Gliomas.