Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / The disabling effects of central nervous system (CNS) tumors are out of proportion to their low incidence. Theyâre second only to stroke as neurologic mortality causes. Brain metastases are the commonest intracranial tumors in adults, almost 10 times more frequent than primary brain tumors. Their diagnosis and treatment have met significant advances, although much more research about drug resistance and new treatment modalities are needed. New and even better brain tumor animal models will help to evaluate novel drug regimens and adjuvant therapies for CNS neoplasms. In the present work, the author presents a simple and easily reproducible brain tumor model utilizing the tumor cell line W256 transplanted to Wistar rats. They tested a drug widely used for palliative treatment of tumoral brain edema (dexamethasone), for survival impact. They also have tested the effects of a drug newly proposed as multidrug resistance reversal agent (cyclosporin â CS). Wistar albino rats had stereotaxic intracranial tumor inoculation after the surgical installation of a permanent canulla on the area of interest (right subfrontal caudate). The brain tumor model, as a model of metastatic brain disease, was successful, with reproducible tumor growth (95%), low incidence of extracranial tumor implantation (21% local, no distant metastasis) and few evidence of surgical site infection (21%). The median survival of the animals was 12.5 days (control), 13 days (CS vehicle treated), 11 days (CS treated), 9.5 and 9 days (dexamethasone 0.3 and 3.0 mg/kg/day). These differences were not significant, although the survival rates on the 12th day post-inoculation have showed a significant survival decrease for the case of dexamethasone 3,0 mg/kg/day (p < 0.05), but not for CS treatment (Fischerâs Exact Test). The estimated tumor volume was 17.08  6.7 mm3 (control) and 12.61  3.6 mm3 (CS treatment, not significant, Studentâs t-test). The tumor volume in the 9th day post-inoculation was estimated in 67,25  19,8 mm3. The doubling time was 24.25 h. This model behaved as an undifferentiated tumor, with local invasiveness features compared with that of primary brain tumors. It fits well, in this way, for the study of tumor cell migration on CNS parenchyma. Phenomena like neuronal degeneration, neuron cell edema and death, and gliosis, as well as perivascular cell infiltrates, were seen frequently. One could find, also, neoangiogenesis, satellite tumor growth, and tumor cell migration in normal brain parenchyma. Besides heavy parenchymatous infiltration, it was also disclosed markedly tumor cell migration along white matter tracts, such as callosal fibers and infiltration in the Virchow-Robins perivascular space. The model presents as a dual brain tumor and leptomeningeal carcinomatosis model. It could be used for the study and treatment test in the scenario of these two pathologies. The intracerebral tumor growth induced peripheral blood neutrophil count elevation (ANOVA, p < 0.01), higher chance for neutrophilia (Fischerâs Exact Test, p < 0.01), higher chance for lymphopenia (Fischerâs Exact Test, p < 0.01) and brain weight increase (Studentâs t-test, p < 0.001) comparing to control. There was no significant change in any of the other hematologic, biochemical and biological parameters tested. CS treatment did not alter any of the tests, as compared to non-treated brain tumor animals. The only exception was the mean animal weight on the first week post-inoculation (ANOVA, p < 0.05). CS, in this way, was responsible for an early cachexia in the brain tumor inoculated animals. CS treatment of brain tumor animals did show non-significant effects indicating a volume (26%) and weight tumor decrease, and tumor infiltrating neutrophil increase (odds ratio - OR = 5.6). This indicates the necessity to further study morphologically and functionally the local inflammation in brain tumor inoculated animals, as well the effects of CS administration. In conclusion, the W256 intracerebral tumor model is simple, easily performed, reproducible and of great potential utility. In this model, tumor inoculation can lead to hematologic and biologic modifications in the experimental animals. CS could apparently lead to early tumor caquexia in this tumor model. However, CS treatment did not modify the survival chance of the brain tumor animals, in sharp contrast to dexamethasone 3.0mg/kg/day, a much-used drug in the treatment of brain tumors, which decreased the animal survival. / Os importantes efeitos incapacitantes dos tumores do sistema nervoso central (SNC) sÃo desproporcionais a sua baixa incidÃncia. Mesmo assim, entre as doenÃas neurolÃgicas, ficam atrÃs apenas dos acidentes vasculares do SNC como causa de morte. MetÃstases cerebrais constituem os tumores intracranianos mais comuns do adulto, ocorrendo atà 10 vezes mais freqÃentemente que tumores primÃrios. AvanÃos significativos ocorreram em seu diagnÃstico e tratamento, embora mais pesquisa sobre os fenÃmenos que diminuem o efeito de drogas em metÃstases cerebrais e tratamentos eficazes para estas patologias sejam cada vez mais necessÃrios. O desenvolvimento de melhores modelos animais de tumores do SNC serà necessÃrio para a avaliaÃÃo in vivo de novas formas de quimioterapia (QT) e terapia adjuvante para tumores cerebrais. No presente trabalho, o autor objetivou desenvolver um modelo de tumor cerebral simples e de fÃcil reproduÃÃo utilizando a linhagem W256, alÃm de testar o efeito na sobrevida animal de uma droga largamente usada para o tratamento de efeitos secundÃrios a edema cerebral (dexametasona). O autor tambÃm testou uma droga envolvida numa nova proposta de reversÃo de multirresistÃncia a drogas anti-neoplÃsicas em tumores cerebrais (ciclosporina â CS). Ratos albinos (Wistar) tiveram o tumor inoculado atravÃs de estereotaxia, apÃs a instalaÃÃo cirÃrgica de uma cÃnula no ponto escolhido (caudato subfrontal direito). O modelo de tumor implantado no cÃrebro de ratos, simulando uma metÃstase cerebral, mostrou-se bem sucedido e reprodutÃvel (95% de crescimento tumoral), com baixa incidÃncia de disseminaÃÃo tumoral extracraniana local (21%), baixa evidÃncia de infecÃÃo local (21%), ausÃncia de metÃstases à distÃncia e ausÃncia de sinais de infecÃÃo sistÃmica. Os animais sobreviveram uma mediana de 12,5 dias (grupo controle), 13 dias (tratados com veÃculo da CS), 11 dias (tratados com CS), 9,5 e 9 dias (dexametasona 0,3 e 3,0 mg/kg/dia, respectivamente). As diferenÃas entre estas medianas nÃo foram significantes (teste de Kruskal-Wallis), embora as diferenÃas entre as taxas de sobrevida no 12o dia apÃs a inoculaÃÃo tenham mostrado reduÃÃo significante no grupo que recebeu dexametasona 3,0 mg/kg/dia (p < 0,05), mas nÃo no grupo tratado com CS (teste de Fischer). O volume tumoral estimado (VTE) no sÃtimo dia pÃs-inoculaÃÃo (7DPI) foi de 17,08  6,7 mm3 no controle e 12,61 3,6 mm3 apÃs tratamento com CS, sem diferenÃa significante (teste t-Student). O VTE no 9DPI de animais do grupo Tumor foi de 67,25  19,8 mm3. O tempo de duplicaÃÃo foi de 24,25 h. O modelo comportou-se como um tumor de caracterÃsticas indiferenciadas, apresentando invasividade local comparada à de tumores primÃrios do SNC, prestando-se ao estudo da migraÃÃo de cÃlulas tumorais no SNC. Observaram-se fenÃmenos como degeneraÃÃo neuronal hidrÃpica, edema celular neuronal, sinais de morte celular neuronal e gliose, alÃm da presenÃa de infiltrados celulares tumorais e inflamatÃrios perivasculares. Observaram-se, tambÃm, neoformaÃÃo vascular, formaÃÃo de nÃdulos tumorais satÃlites ao tumor principal e migraÃÃo celular tumoral no parÃnquima cerebral normal. Observou-se, alÃm da infiltraÃÃo parenquimatosa, marcante migraÃÃo celular tumoral ao longo de tratos de substÃncia branca (corpo caloso) e ao longo dos espaÃos perivasculares de Virchow-Robins. O modelo apresenta-se como um misto de tumor cerebral intraparenquimatoso e carcinomatose leptomenÃngea, podendo ser utilizado para estudar o comportamento e testar formas de tratamento para ambas as patologias. O crescimento tumoral intracerebral induziu aumento do nÃmero de neutrÃfilos no sangue perifÃrico (ANOVA, p < 0,01), maior chance de apresentar neutrofilia (teste de Fischer, p < 0,01), maior chance de apresentar linfopenia (teste de Fischer, p < 0,01) e aumento do peso dos cÃrebros dos animais experimentais (teste t-Student, p < 0,001) em relaÃÃo ao controle. Nenhum dos outros valores hematolÃgicos, bioquÃmicos e biolÃgicos foi alterado de maneira significante. O tratamento de animais inoculados com tumor com a CS, nÃo alterou nenhuma das medidas hematolÃgicas, bioquÃmicas ou biolÃgicas em relaÃÃo aos animais inoculados com tumor e nÃo tratados, exceto o peso dos animais na primeira semana apÃs inoculaÃÃo tumoral (ANOVA, p < 0,05). A CS, dessa forma, induziu significantemente uma caquexia precoce nos animais inoculados com tumor cerebral. O tratamento com CS de animais inoculados com tumor mostrou tendÃncias nÃo significantes a diminuir volume (26%) e massa (7%) tumorais e aumentar nÃmero de neutrÃfilos infiltrantes de tumor (razÃo de chance - RC = 5,6) e necrose tumoral, indicando a necessidade de posteriores estudos para caracterizar morfolÃgica e funcionalmente a resposta inflamatÃria local em animais inoculados com tumor e a influÃncia da CS neste processo, alÃm do efeito da CS na angiogÃnese tumoral. Concluindo, o modelo de W256 intracerebral mostrou-se simples, de fÃcil execuÃÃo, reprodutÃvel e Ãtil. Neste modelo, a inoculaÃÃo tumoral induz modificaÃÃes hematolÃgicas e biolÃgicas nos animais. A CS pareceu exarcebar a caquexia tumoral neste modelo. A CS, todavia, nÃo alterou a chance de sobrevida de animais inoculados com tumor cerebral, ao contrÃrio da dexametasona 3,0 mg/kg/dia, que reduziu esta chance. A CS, assim, parece ser mais segura neste modelo tumoral que uma droga largamente utilizada para tratamento de pacientes com metÃstase cerebral.

Orientador: Maria Cristina Cintra Gomes Marcondes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-27T06:12:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Miyaguti_NataliaAngelodaSilva_M.pdf: 7149513 bytes, checksum: e738b40c2027a8507e7b5ae2e65321e8 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O Resumo poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The Abstract is available with the full electronic digital document / Mestrado / Fisiologia / Mestra em Biologia Funcional e Molecular

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O cÃncer de pulmÃo tem sido, na Ãltima dÃcada, a principal causa de morte por cÃncer no mundo, apesar do surgimento de novos quimioterÃpicos e das terapias alvo-direcionadas. Por isso, faz-se necessÃrio o entendimento das alteraÃÃes moleculares e biolÃgicas envolvidas nos processos de carcinogÃnese e crescimento tumoral, bem como o desenvolvimento de modelos experimentais adequados que permitam estudar o comportamento biolÃgico dos tumores de pulmÃo e o efeito de drogas antineoplÃsicas. O objetivo desse estudo foi desenvolver um modelo de tumor no pulmÃo em ratos imunocompetentes de execuÃÃo simples e fÃcil reprodutibilidade, e avaliar a atividade de drogas antitumorais. Cento e noventa e um ratos Wistar fÃmeas, peso mÃdio de 199Â23g, foram distribuÃdos ao acaso em trÃs etapas experimentais. Todos os animais foram anestesiados com tribromoetanol 2,5% (1 ml/100g de rato) intraperitonial (ip), traqueostomizados e intubados com cateter de polietileno 16G, seguindo-o por via intrabrÃnquica (ib) atà as porÃÃes inferiores do pulmÃo para inocular cÃlulas do tumor 256 de Walker. A 1a etapa (n=32) foi feita para estabelecer a tÃcnica do implante de cÃlulas por via ib e o Ãndice de pega tumoral, inoculando-se de 105 a 5Ã105 cÃlulas. A 2a etapa (n=16) para avaliar o volume tumoral no 5o dia do implante de 4Ã105 cÃlulas e correlacionar os achados da tomografia computadorizada de alta resoluÃÃo (TCAR) de tÃrax com os da necropsia. A 3a etapa (n=143) para a avaliar o efeito de drogas e validar o modelo, sendo dividida em duas fases. A 1a fase (n=72) para avaliar o volume tumoral no 5o ou 6o dia do implante de 4Ã105 cÃlulas do tumor, composta de cinco grupos: Grupo controle (Gc), NaCl 0,9% (1ml/gavagem); Grupo celecoxib (Gclx), 15, 30 e 60 mg/kg/dia/gavagem; Grupo talidomida (Gtld), 45 mg/kg/d/sc; Grupo gefitinib (Ggfb), 25 mg/kg/dia; Grupo talidominda + gefititinib (Gtld +gfb). A 2a fase (n=71) para avaliar a sobrevida dos animais, com seis grupos: Gc, Gclx (15, 30, 60), Gtld, Ggfb, Gtld + gfb, Grupo paclitaxel (Gpcl), 8 mg/kg ip. O Ãndice geral de pega do tumor com o implante 4Ã105 cÃlulas foi de 96% (149/155), sendo 90% na 1a etapa, 100% na 2a etapa e 96% na 3a etapa. A mortalidade cirÃrgica foi de 4,2% (8/191) e 21 animais foram excluÃdos do estudo por ausÃncia de tumor no pulmÃo, morte por infecÃÃo (abscesso pulmonar) e outras causas nÃo relacionadas com o tumor. Na 2a etapa, as medidas do tumor feitas na TCAR e comparadas com a necropsia foram semelhantes (r=0, 953, p<0,0001). Na 1a fase da 3a etapa, nÃo se observou diferenÃa no volume tumoral dos animais dos grupos tratados em relaÃÃo ao controle; e na 2a fase verificou-se aumento significante da sobrevida mediana dos animais tratados com TLD, GFB e PCL (13, 13 e 29 dias, respectivamente), em relaÃÃo ao controle (11dias), teste de Log Rank: p<0,001. Conclui-se que o modelo de tumor de pulmÃo por implantaÃÃo de cÃlulas tumorais por via intrabrÃnquica mostrou-se viÃvel, com alto Ãndice de pega e mortalidade cirÃrgica desprezÃvel, de execuÃÃo simples e fÃcil reprodutibilidade. A TCAR revelou-se um mÃtodo de imagem de alta acurÃcia no diagnÃstico, localizaÃÃo e mensuraÃÃo das lesÃes tumorais. O modelo mostrou-se eficaz na avaliaÃÃo de atividade antitumoral de drogas antineoplÃsicas como o paclitaxel, antiangiogÃnicas como a talidomida, e inibidores de tirosina quinase do EGFR como o gefitinib. / Lung cancer has been the main cause of death from cancer worldwide over the past decade in spite of the appearance of new chemotherapy drugs and targeted therapies. It is therefore necessary to clarify the molecular and biological changes involved in carcinogenesis and tumor growth and to develop experimental models for the study of the biology of lung tumors and the effects of antineoplastic drugs. The objective of the study was to develop a practical and easily reproducible lung tumor model using immunocompetent rats and to evaluate the activity of antineoplastic drugs. One hundred ninety-one female Wistar rats, with an average weight of 199Â23g, were randomly assigned to one of three experimental groups. All animals were anesthetized intraperitonially (ip) with 2.5% tribromoetanol (1ml/100g live weight), tracheostomized and intubated with a polyethylene catheter (16G) guided intrabronchially (ib) to the bottom of the lung for inoculation with Walker 256 tumor cells. Group 1 (n=32) established the ib cell implant technique and the tumor take rate with inoculation of 105 to 5Ã105 cells. Group 2 (n=16) evaluated tumor volume on the fifth day of implant with 4Ã105 cells and correlated chest findings from high-resolution computerized tomography (HRCT) and necropsy. Group 3 (n=143) evaluated the effect of antineoplastic drugs and validated the model in two stages. Stage 1 (n=72) evaluated tumor volume on the fifth day of implant with 4Ã105 cells, divided into 5 groups: control (CG), 0.9% NaCl (1ml/gavage); celecoxib (Gclx), 15, 30 and 60mg/kg/day/gavage; thalidomide (Gtld), 45mg/kg/d/sc; gefitinib (Ggfb), 25mg/kg/day/gavage; and thalidomide + gefitinib (Gtld + gfb). Stage 2 (n=71) evaluted the survival of the animals divided into six groups: Gc, Gclx, Gtld, Ggfb, Gtld + gfb, and Gpcl (paclitaxel) 8mg/kg ip. The overal take rate for implants of 4Ã105 cells was 96% (149/155), specifically 90% in the first experimental group, 100% in the second and 96% in the third. Surgical mortality was 4.2% (8/191); 21 animals were excluded due to absence of tumor in the lung, death from infection (pulmonary abscess) and other causes not related to the tumor. In Group 2, measures obtained with HRCT and necropsy were similar (r=0, 953, p<0.0001). In the first stage of Group 3 no difference in tumor volume was observed between treated animals and controls; in the second stage median survival time was significantly extended in animals treated with TLD, GFB and PCL (13, 13 and 29 days, respectively) compared to controls (11 days) (Log Rank test: p<0.001). In conclusion, the present lung tumor model with intrabronchial tumor cell implantation was shown to be feasible and was associated with high tumor take rates, minor surgical mortality, simple execution and easy reproducibility. HRCT was found to be a highly accurate method of diagnosis, localization and tumor measurement. The model was efficient in the evaluation of the antitumoral activity of the antineoplastic drug paclitaxel, the antiangiogenic drug thalidomide, and the EGFR tyrosine kinase inhibitor gefitinib, making it a valid model for testing new drugs in lung cancer.

Orientador: Maria Cristina Cintra Gomes Marcondes / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-26T00:25:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tomasin_Rebeka_D.pdf: 4368331 bytes, checksum: 33a1f49902e0d1a423b1a4b7ebe757e9 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Câncer é um nome genérico para um grupo de mais de cem doenças que compartilham algumas características. Talvez a característica mais marcante das neoplasias malignas seja a rápida proliferação de células anormais para além de suas fronteiras usuais, invasão de tecidos adjacentes e finalmente dispersão para órgãos distantes. Anualmente, cerca de oito milhões de pessoas morrem devido ao câncer e outros doze milhões de novos casos são diagnosticados. Dentre os eventos associados à progressão neoplásica, destacam-se as metástases e a caquexia. Metástases são tumores em sítios secundários, sendo responsáveis por cerca de 90% do total de mortes por câncer. Já a caquexia, uma síndrome paraneoplásica, é caracterizada por extensa espoliação de gordura e massa magra, fadiga e alterações metabólicas, prejudicando a qualidade de vida e a sobrevida de cerca de 50-85% dos pacientes, dependendo do tipo de tumor. Com relação às terapias, o grande desafio ainda é combater o tumor sem prejudicar o hospedeiro, o que acredita-se ser possível através de terapias-alvo para genes específicos e/ou tratamentos coadjuvantes, incluindo aqueles que empregam suplementação e/ou drogas derivadas de produtos naturais, que muitas vezes tem menor efeito tóxico ao hospedeiro. Desse modo, este trabalho teve dois objetivos: (1) avaliar a ação da administração oral de Aloe vera e mel sobre o tecido tumoral e o hospedeiro portador de carcinosarcoma de Walker 256; e (2) identificação de genes supressores de metástase através de screen funcional in vivo empregando-se biblioteca de shRNA em modelo de câncer de mama triplo negativo. Em relação ao primeiro objetivo, os resultados sugerem que a associação entre Aloe vera e mel pode modular a proteólise e o estresse oxidativo de maneira diferencial preservando o hospedeiro em detrimento do tecido tumoral. Ainda, o tratamento com Aloe vera e mel parece ser capaz de diminuir a propensão metastática das células tumorais in vivo, através de aumento na expressão de caderina-E e redução na expressão de caderina-N, bem como inibição da angiogênese. Outros experimentos sugerem que os efeitos antitumorais observados in vivo estão, em parte, relacionados à ação imunomodulatória de alguns componentes da Aloe vera. Com relação ao segundo objetivo, foram identificados dezenas de candidatos a genes supressores de metástase. Dentre esses genes, que estão sendo validados, Mnat1, Snd1, Cul5, Gabbr1, Rorb, Adk, Ccnd3, Gdnf, Nr1d1, Ptprs e Ltah4 são os genes-candidatos de maior confiabilidade por cumprirem um ou mais dos seguintes requisitos: (a) diminuição significativa do nível de DNA e RNA em canceres de mama humanos agressivos, sendo assim relacionados à pior prognostico, (b) papel biológico sugestivo, (c) fenótipo marcante durante o screen ou ainda (d) decréscimo significativo na expressão em linhagens de câncer de mama mais agressivas / Abstract: Cancer is a generic name for a group of over a hundred diseases which share some features. The most remarkable feature in cancer disease is the fast proliferation of abnormal cells beyond their usual boundaries, invasion of surrounding tissues and finally spread to distant organs. Every year, cancer is responsible for over eight million deaths and twelve million new cases are diagnosed. Among all the events associated with the neoplastic progression, metastasis and cachexia are major issues. Metastases, which are tumours growing in secondary sites, account for 90% of all cancer deaths. Cachexia, a paraneoplastic syndrome, is characterized by severe fat and lean mass waste, fatigue and metabolic alterations, jeopardizing the quality of life and reducing the survival of about 50-85% of the cancer patients, depending on the tumour type. Regarding to the therapies, the biggest challenge is still fighting the tumour without harming the host, which is believed to be possible by targeted therapies to specific genes and/or adjuvant treatments, including supplementation and drugs derived from natural compounds, which usually have lower side effects in the host. Knowing these points, this work had two aims: (1) evaluate the effects of Aloe vera and honey in both tumour and host tissues in Walker 256-tumour bearing rats; and, (2) identification of metastasis suppressor genes using a functional in vivo shRNA screen in a triple negative breast cancer syngeneic model. Regarding to the first aim, the results suggested that the combination of Aloe vera and honey selectively modulate proteolysis and oxidative stress, damaging the tumour tissue while protected the host. Moreover, the Aloe vera and honey treatment apparently decreases the metastatic potential in vivo, by simultaneous increase in E-cadherin and decrease in N-cadherin expression, while decreased tumour vascularization. Finally, our results suggested the antitumoral effects observed in vivo are, at least partially, related to the immunomodulatory activity of some Aloe vera¿s compounds. Regarding to the second aim, dozens of putative metastasis suppressor genes were identified. High confidence candidates, which would be further analysed are Mnat1, Snd1, Cul5, Gabbr1, Rorb, Adk, Ccnd3, Gdnf, Nr1d1, Ptprs e Ltah4. Their selection was based on meeting the following requirements: (a) significant decrease at DNA or RNA level in highly aggressive human breast cancer carcinomas and thus, worse prognosis, (b) suggestive biological role, (c) occurrence of a remarkable phenotype during the screen, and (d) significant decrease in expression in more aggressive cancer cell lines / Doutorado / Biologia Celular / Doutora em Biologia Celular e Estrutural