A linhagem de glioma de rato C6 tem sido amplamente utilizada para investigar vários aspectos da biologia celular. Esta linhagem apresenta variações morfológicas, bioquímicas e fisiológicas de acordo com o número de passagens em cultivo. Segundo a literatura, culturas de passagens recentes apresentam características similares a glioblastomas, enquanto que culturas de passagens tardias assemelham-se à astroglia madura. Devido a isso, muitos estudos têm utilizado a linhagem C6 como modelo celular de glioblastoma e de astrócitos para investigar parâmetros relacionados ao sistema glutamatérgico, como por exemplo, captação de glutamato. Entretanto, até o presente momento a caracterização e comparação desses parâmetros entre as culturas da linhagem C6 de passagens recentes e tardias ainda não foram avaliadas. O objetivo desta dissertação foi investigar e comparar alguns parâmetros do sistema glutamatérgico entre as culturas de C6 com passagens recentes e tardias. As passagens recentes apresentaram um conteúdo intracelular de [3H] derivado da captação de L-[3H]-Glu 55% maior quando comparadas às passagens tardias e ambas as culturas atingiram o platô a partir dos 120min de incubação. Além disso, ambas as culturas apresentaram, após incubação com glutamato, os mesmos níveis de incorporação de iodeto de propídeo. Este resultado indica que o menor nível intracelular de [3H] observado nas culturas de passagens tardias não se deve a uma alteração na permeabilidade ou integridade de membrana dessas células. Ambas as culturas expressam somente o transportador Na+ dependente de alta afinidade EAAC1 (carreador de aminoácido excitatórios 1), sendo que sua expressão total foi similar tanto nas culturas de passagens recentes quanto nas tardias. Para verificar se a captação de L-[3H]-Glu estava ocorrendo através de outro sistema de transporte, as culturas foram incubadas na presença ou ausência de PDC (L-trans-2,4--trans-Pyrrolidine-2,4-dicarboxylic acid ) ou TBOA (DL-threo-β-Benzyloxyaspartic acid). O tratamento com os inibidores reduziu de forma similar a captação de L-[3H]-Glu tanto nas culturas de passagens recentes quanto nas tardias, indicando que este aminoácido é captado principalmente através do transportador de alta afinidade EAAC1. Com relação à liberação de glutamato, observou-se que 50% da radioatividade incorporada na forma de L-[3H]-Glu foi liberada para o meio extracelular tanto nas passagens recentes quanto nas tardias após 2h de incubação. Este resultado pode estar relacionado com o estabelecimento do platô do conteúdo intracelular de [3H] observado após 120 min de captação de L-[3H]-Glu. Para investigar se a liberação de L-[3H]-Glu ocorreu via transporte reverso dos transportadores Na+ dependentes de alta afinidade, ambas as culturas foram incubadas na presença do inibidor não transportável TBOA. Não foi observada alteração no perfil de liberação de radioatividade intracelular nas culturas após incubação com TBOA. Para verificar se a metabolização do L-[3H]-Glu estaria relacionado com a diferença nos níveis intracelulares de [3H], ambas as culturas foram incubadas com o análogo não-metabolizável D-[3H]-Asp. Tanto as passagens recentes como as tardias apresentaram um aumento tempo-dependente do conteúdo de [3H] derivado da captação de D-[3H]-Asp, não atingindo o platô. Além disso, o bloqueio dos transportadores Na+ dependentes de alta afinidade por PDC ou TBOA reduziu a captação de D-[3H]-Asp em ambas as culturas, indicando que sua captação ocorreu principalmente através deste tipo de transporte. Além disso, diferentemente do observado com L-[3H]-Glu, apenas 10% do D-[3H]-Asp captado é liberado após 2h de incubação em ambas as culturas. Este resultado, juntamente com a não inibição por TBOA da liberação da radioatividade captada na forma de L-[3H]-Glu, indica que possivelmente o que está sendo liberado para o meio extracelular é um metabólito marcado com [3H] e não o próprio L-[3H]-Glu. Além disso, nas passagens tardias, o conteúdo de [3H] derivado da captação de D-[3H]-Asp foi menor quando comparado com as passagens recentes aos 60 e 120 min de incubação, sugerindo que as passagens recentes possuem intrinsecamente uma maior capacidade de transporte tanto de L-[3H]-Glu quanto de D-[3H]-Asp quando comparadas às passagens tardias. Os resultados dessa dissertação demonstram que as passagens recentes e tardias da linhagem de glioma C6 diferem na sua capacidade de acumular o [3H] derivado da captação de L-[3H]-Glu. A maior capacidade das passagens recentes da linhagem C6 em acumular a radioatividade não está relacionada a uma maior expressão dos transportadores de glutamato e nem a uma reduzida liberação de L-[3H]-Glu para o meio extracelular. Como conclusão, os resultados obtidos nesta dissertação indicam que o número de passagens deve ser considerado em futuros estudos que pretendam avaliar parâmetros relacionados ao sistema glutamatérgico utilizando a linhagem C6 como modelo celular. / Rat C6 lineage has been widely used to investigate several aspects of cell biology. This lineage presents morphological, biochemical and physiological variations according to number of passages in culture. Early passage cells exhibit characteristics similar to glioblastomas, whereas later passage cells resemble mature astroglia. Thus, many studies have been using C6 lineage as astroglial and glioma model to investigate several parameters related to glutamatergic system, such as glutamate uptake. However, the characterization and comparison of these parameters between C6 cultures at early and late passages have not been evaluated. Therefore, the aim of this study was to investigate and compare some glutamatergic system parameters between early and late passage C6 cells in cultures. Early passages have an L-[3H]-Glu-derived intracellular content of [3H] 55% higher when compared to later passages and both cultures reached plateau at 120 min. In addition, after incubation with glutamate, both cultures showed the same levels of propidium iodide incorporation. This result indicates that lower levels of intracellular [3H] in later passages are not due to an alteration of cellular membrane permeability. Both cultures expressed only the higher affinity Na+ dependent transporter EAAC1, and its total expression was similar in early and later passage cultures. To verify if L-[3H]-Glu uptake occurred through another kind of glutamate transport system, the cultures were incubated in the presence or absence of PDC or TBOA. Treatment with this inhibitors reduced the L-[3H]-Glu uptake in both cultures at same levels, indicating that glutamate is taken up mainly by the higher affinity transporter system. Regarding the release of glutamate, it was observed that 50% of the radioactivity incorporated as L-[3H]-Glu was released to extracellular medium in both early and late passages after 2 h of incubation. This result could be related to the establishment of the plateau observed after 120 min for intracellular content of [3H] derived from L-[3H]-Glu uptake. To investigate if the release of L-[3H]-Glu occurred trough reverse transport, both cultures were incubated in the presence of non-transportable inhibitor TBOA. There was no alteration of intracellular radioactivity release in cultures after incubation with TBOA. In order to verify if the metabolism of L-[3H]-Glu could be related to the differences in intracellular levels of [3H], both cultures were incubated with the non-metabolizable analogue D-[3H]-Asp. Early and late passage C6 cells showed a time-dependent increase in intracellular content of [3H] derived from D-[3H]-Asp uptake, without reaching the plateau. Moreover, blockade of Na+ dependent transporters of high affinity by PDC or TBOA reduced D-[3H]-Asp uptake in both cultures, indicating that uptake occurred mainly through EAAC1. Moreover, differently from L-[3H]-Glu, only 10% of D-[3H]-Asp captured is released after 2 h of incubation in both cultures. This result, taken together with the fact that TBOA did not inhibit the release of radioactivity captured as L-[3H]-Glu, indicates that a [3H]-metabolite is being released to extracellular medium and not L-[3H]-Glu itself. Moreover, in later passages, D-[3H]-Asp-derived intracellular content of [3H] was lower when compared to early passages at 60 and 120 min of incubation, suggesting that early passage C6 cells intrinsically have a greater capacity to transport both L-[3H]-Glu and D-[3H]-Asp when compared to later passages. This study demonstrates that early and late passage C6 cells differ in their ability to accumulate L-[3H]-Glu-derived intracellular content of [3H]. From 60 min of incubation, early passages have an intracellular content of [3H] derived from L-[3H]-Glu uptake 55% higher in relation to later passages. This increased capacity is not related to a higher expression of glutamate transporters nether nor by reduced release of L-[3H]-Glu to extracellular medium. In conclusion, our results indicate that the number of passages should be considered in future studies that intent to evaluate parameters relating to glutamatergic system using Rat C6 lineage as cell model.

As plantas são importantes fontes de produtos naturais com atividade biológica que diferem quanto a estrutura e propriedades biológicas. Uma das atividades biológicas dos componentes naturais que tem recebido grande atenção é a capacidade de exercer atividade antitumoral em diferentes tipos de câncer. A boldina é um alcaloide encontrado abundantemente nas folhas e cascas do boldo (Peumus boldus Mol), uma árvore de pequeno porte originária do Chile. Entre outras propriedades, já foi demonstrado que a boldina exerce feito antitumoral em linhagens de glioma in vitro. Neste contexto, o presente estudo avaliou os efeitos do tratamento com boldina em modelos experimentais de gliomas e câncer de bexiga. Boldina foi capaz de diminuir o crescimento celular das linhagens C6 e U-138 MG, por induzir parada do ciclo celular na fase G2/M e/ou apoptose. Estes achados parecem estar associados à inativação da proteína AKT e ativação da proteína GSK-3β. Além disso, a eficácia de boldina também está relacionada com uma diminuição na atividade da proteína ERK. Estes resultados nos levaram a investigar o efeito da boldina em um modelo experimental de glioma em ratos in vivo. O tratamento com 50 mg/Kg/dia de boldina i.p. por 10 dias reduziu significativamente o volume dos tumores implantados nos ratos. Adicionalmente, a análise patológica mostrou que as características de malignidade, como necrose, hemorragia e proliferação, diminuíram nos tumores dos ratos tratados. Experimentos toxicológicos com ratos sadios tratados com 50 mg/Kg/dia de boldina i.p. por 14 dias não revelaram sinais de toxicidade tecidual, danos gastrointestinais ou alteração de atividade de enzimas hepáticas. Ademais, a análise do efeito de boldina em um modelo de câncer de bexiga in vitro, mostrou resultados similares como os observados nas linhagens de glioma. Boldina diminui o crescimento celular da linhagem T24 e induziu parada em G2/M e apoptose. Estes achados também estão relacionados com diminuição da atividade das proteínas AKT e ERK, e aumento de atividade de GSK-3β. Juntos, nossos resultados propõem um novo componente natural, o alcaloide boldina, para o desenvolvimento de um novo agente anticâncer, o qual poderá ser usado em conjunto com os regimes de quimioterapia já estabelecidos. / Plants are important sources of biologically active natural products which differ in terms of structure and biological properties. One of the biological activities of plant compounds that has attracted great interest is the ability to exert antitumoral activity in different types of cancer. Boldine is an alkaloid that occurs abundantly in the leaves and barks of boldo (Peumus boldus Mol.) a widely distributed native tree of Chile. Among other properties, boldine has been shown to exert antitumoral activity against glioma cell lines cells in vitro. Within this context, the present study was designed to evaluate the effects of boldine treatment in experimental models of gliomas and bladder cancer. Boldine was able to diminish the cell growth of C6 and U-138 MG cell lines, by inducing cell cycle arrest at G2/M phase and/or apoptosis. These findings appear to be associated to the inactivation of AKT protein and activation of GSK-3β protein. Additionally, the efficacy of boldine is also correlated with decrease in ERK activity. These results lead us to investigate the effect of boldine in an in vivo rat glioma experimental model. Treatment with 50 mg/Kg/day of boldine i.p. for 10 days significantly diminished the volume of implanted gliomas in rats. Additionally, pathological analysis demonstrated that malignant characteristics, such as necrosis, hemorrhage and proliferation, appeared to be lower in boldinetreated rats. Toxicological experiments with healthy rats treated with 50 mg/Kg/day of boldine i.p for 14 days did not reveal signals of tissue toxicity, gastrointestinal damage or alteration in the activity of hepatic enzymes. Moreover, the analysis of boldine effect in a model of bladder cancer in vitro, showed similar results to those observed in glioma cell lines. Boldine diminished the T24 cell growth and induced G2/M arrest and apoptosis. These findings were also related to decrease in AKT and ERK activities and increase in GSK-3β activity. Taken together, our results propose a novel natural compound, the alkaloid boldine, for the development of a new anticancer agent, which could be used in conjunction with the established quemotherapies regimens.

Os gliomas são os tumores primários mais comuns e devastadores que atingem o sistema nervoso central. O prognóstico para pacientes com estes tumores é ruim, e apesar de intensos esforços para o desenvolvimento de novas terapias, agentes efetivos ainda não estão disponíveis. A ecto-5‟-nucleotidase/CD73 (ecto-5‟-NT/CD73) regula os níveis extracelulares de AMP e adenosina, a qual tem sido amplamente descrita como fator indutor de proliferação celular. A ecto-5‟-NT/CD73 per se tem sido relatada como proteína envolvida no controle dos processos de crescimento, maturação, diferenciação, invasão e migração celular, além do processo de formação de metástases. No presente estudo nós avaliamos a atividade enzimática e as funções da ecto-5‟-NT/CD73 durante o processo proliferativo em linhagens de glioma C6 e U138-MG. Os resultados obtidos demonstram que ocorre um aumento da atividade da ecto-5‟-NT/CD73 com o aumento da confluência celular, quer seja esta obtida por semeadura de crescentes densidades celulares ou por crescentes dias de cultivo, em ambas as linhagens estudadas. As análises por RT-PCR e citometria de fluxo revelaram um aumento dos níveis de mRNA e proteína da ecto-5‟-NT/CD73, respectivamente quando comparadas culturas confluentes com culturas subconfluentes em linhagem de glioma humano U138-MG. Nesta mesma linhagem, o tratamento com 1 M de APCP, inibidor competitivo da ecto-5‟-NT/CD73 causou uma significativa redução de 20% na proliferação celular, enquanto a adenosina aumentou este processo em 25%. Por outro lado, 1 mM e 3 mM de AMP reduziram a proliferação em 29% e 42% respectivamente. Além disso, o silenciamento estável da ecto-5‟-NT/CD73 pela técnica do RNAi reduziu o processo de migração celular na linhagem de glioma humano U138-MG. Em conjunto, Estes resultados sugerem a participação da ecto-5‟-NT/CD73 na proliferação celular, sendo este processo desencadeado pela geração de adenosina (fator proliferativo), pela remoção dos níveis citotóxicos de AMP e pela participação per se da ecto-5‟-NT/CD73 como proteína de adesão. / Malignant gliomas are the most common and devastating primary tumors in the central nervous system. Despite treatment, patients with these tumors have a poor prognosis. Ecto-5‟-nucleotidase/CD73 (ecto-5‟-NT/CD73) may regulate the extracellular AMP and adenosine levels, which have been described as proliferation factor. The participation of ecto-5‟-NT/CD73 per se has been proposed as a proliferative factor, being involved in the control of cell growth, maturation, differentiation, invasion, migration and metastases processes. In the present study, we evaluate the ecto-5‟-NT/CD73 activity and functions in rat C6 and human U138-MG glioma cell lines proliferation process. Crescent confluences and culture times leads to an increase on ecto-5‟-NT/CD73 activity in both C6 and U138-MG glioma cells. RT-PCR analysis and flow cytometry showed a significant increase on ecto-5‟-NT/CD73 mRNA and protein levels respectively, when compared confluent cultures with subconfluent one in human U138-MG glioma cells. Treatment with 1 M APCP, a competitive ecto-5‟-NT inhibitor, caused a significant reduction in glioma cell proliferation of 20% for U138-MG glioma cell line. In addition, 100 M adenosine increases cell proliferation in 25% and AMP 1m M and 3 mM decrease U138-MG glioma cells proliferation in 29% and 42% respectively. The stable silencement of ecto-5‟-NT/CD73 by RNAi technique reduces cell migration in human U138-MG glioma cell line. Taken together these results suggest the participation of ecto-5‟-NT/CD73 in cell proliferation, being this process dependent of enzymatic activity generating adenosine, a proliferative factor and removing toxic levels of AMP, as well as a function as adhesive molecule.

Glioblastoma multiforme é a forma mais comum e agressiva de tumor cerebral que apresenta um severo crescimento e um comportamento altamente invasivo. Linhagens de células de glioma em cultura apresentam alta atividade da enzima ecto-5’-nucleotidase que metaboliza AMP em adenosina. Em adição, ela também interage com componentes da matriz extracelular como molécula adesiva. Neste trabalho, nós avaliamos o efeito de diferentes componentes da matriz extracelular sobre a atividade da ecto-5’-nucleotidase, proliferação, adesão e migração celular na linhagem de células de glioma humano U138-MG. Os resultados obtidos mostraram uma inibição da atividade enzimática da ecto-5’- nucleotidase quando tratada com laminina sozinha e com fibronectina ou laminina em co-tratamento com dextran sulfato. O dextran sulfato mostrou reduzir a proliferação em 37%. O mesmo efeito foi observado para os co-tratamentos entre dextran/laminina (29%) e dextran/colágeno (28%). A presença de adenosina diminuiu a adesão celular em torno de 40% e o APCP aumentou a adesão em 75%. Laminina inibiu a adesão celular, já a condroitina sulfato aumentou em 70%. As células U138 apresentaram uma redução da adesão e migração celular quando tratadas apenas com dextran e também no co-tratamento deste com adenosina e APCP. Diante dos resultados podemos sugerir a modulação da atividade da ecto5’-nucleotidase e assim uma modulação da produção de adenosina por moléculas da matriz extracelular, afetando assim eventos celulares envolvidos no comportamento invasivo destas células tumorais. / Glioblastoma multiforme is the most aggressive form of brain tumor that shows a severe growth and highly invasiveness behavior. Glioma cell lines in culture present a high activity of the ecto-5’-nucleotidase (ecto-5’-NT/CD73) which metabolizes AMP to adenosine. In addition, ecto-5’-NT/CD73 also has contact with extracellular matrix components like adhesive molecule. In the present paper, we evaluate the effect of distinct extracellular matrix components on the ecto-5’- NT/CD73 activity, proliferation, adhesion and migration in U138-MG human glioma cell line. The results showed an inhibition of enzymatic activity of ecto-5’NT/CD73 in the presence of laminin, fibronectin plus dextran sulfate and laminin plus dextran sulfate. In the proliferation assay it was observed that dextran sulfate reduced the proliferation in 37% and in association with collagen type I or laminin, the proliferation was reduced too (28% and 29%, respectively). The presence of adenosina decreased of adhesion at about 40% and when treated with APCP increased in 75%. Laminin inhibited the cell adhesion and chondroitin sulfate increased in 70%. U138 cells presented reduction of adhesion and cell migration in the presence of dextran sulfate alone and in the presence of adenosine and APCP. Taken together these results suggest the modulation of ecto-5’-NT/CD73 activity and production of adenosin by extracellular matrix molecules, affecting cell events involved in the invasiveness behavior this tumor cells.

Submitted by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2012-07-16T20:33:02Z No. of bitstreams: 1 Diêgo Madureira Atividade quimipssensibilizante....pdf: 8949330 bytes, checksum: a1fc3a89cc9967d30970ad432a1039b4 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-07-16T20:33:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Diêgo Madureira Atividade quimipssensibilizante....pdf: 8949330 bytes, checksum: a1fc3a89cc9967d30970ad432a1039b4 (MD5) Previous issue date: 2012 / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas Gonçalo Moniz. Salvador, Bahia, Brasil / O câncer é uma das principais causas de morte e apresenta importantes índices de morbidade em todo o mundo. Gliomas são os tumores primários malignos mais comuns e letais em adultos, e embora sejam estudados já há muito tempo, os avanços tecnológicos não se traduziram em ganhos terapêuticos reais, de forma que a sobrevida dos pacientes com esse diagnóstico continua muito baixa. Dessa forma, a pesquisa de novas formas de terapia e fármacos se apresenta como uma necessidade para a implementação de um tratamento realmente eficaz. As glutation S-transferases (GST) são enzimas multifuncionais que atuam na detoxificação celular por catalisarem a conjugação de compostos exógenos com o tripeptídeo glutation (GSH). Como esta reação também pode ocorrer com moléculas de agente terapêuticos, a expressão destas enzimas, principalmente a isoforma π, está relacionada com aquisição de resistência à quimioterapia no câncer, tornando-a um alvo na busca por novos fármacos. No presente trabalho, o 8-metoxipsoraleno (8-MOP), um derivado do psoraleno de uso clínico rotineiro no tratamento de doenças da pele, é apresentado como possível promissor agente antineoplásico por demonstrar atividade inibitória da GST-π e antiproliferativa em um modelo in vitro de glioma. O estudo adotou uma abordagem que associa técnicas químicas, bioquímicas e celulares. Análises de cinética enzimática foram feitas utilizando-se o GSH e o cloro 2,4-dinitrobenzeno (CDNB) como substratos e o conteúdo de GSH intracelular foi visualizado por coloração com monoclorobimano (MCB). As técnicas de cromatografia líquida de alta eficiência e espetrofotometria auxiliaram no estabelecimento dos detalhes do mecanismo de ação. Para a avaliação da atividade antitumoral, células de glioma murino (C6) e humano (GL-15) foram usadas, além de astrócitos de rato como controle de células normais. A ação do 8-MOP na viabilidade, proliferação, migração, expressão de proteínas, morfologia e tipo de morte celular foi avaliada através de variadas técnicas. O composto inibiu competitivamente (aumentou Km sem alterar Vmax) a atividade enzimática, ligando-se ao sítio H da enzima. O 8-MOP agiu como quimiossensibilizante, potencializando o efeito de fármacos como etoposídeo e temozolomida em células tumorais. Além disso, reduziu a proliferação celular de forma tempo- e concentração-dependente, e induziu alterações morfológicas e apoptose quando em altas concentrações. Não foi observada morte celular por necrose. As células normais não foram afetadas nas mesmas proporções das tumorais. Adicionalmente, derivados cumarínicos estruturalmente relacionados ao 8-MOP apresentaram atividade similar, ou mesmo superior, à deste. Assim, o 8-MOP apresenta-se como um protótipo para novo agente para o tratamento, não apenas de glioma, mas do câncer de uma forma geral, podendo ainda ser útil no tratamento de outras doenças com falhas terapêuticas ligadas à GST. / Cancer is an important cause of mortality around the world. Gliomas are the most common and lethal primary malignant brain tumors, and have been studied for a long time. Nevertheless, the impact of technological advances on clinical outcome has not been satisfactory, and the available drugs are not able to provide significant increase on the survival of patients. Then, researches to find new therapeutic approaches, treatments and drugs are necessary. The Glutathione S-transferases (GSTs) are multifunctional enzymes which play a key role in cellular detoxification. Due to its ability to promote conjugation between drugs and the tripeptide glutathione (GSH), its expression is related to drug resistance, specially the isoform π (GSTP1-1), that plays a crucial role in cancer chemoprevention and chemoresistance and is a key target for anticancer drug development. In this work we presented, for the first time, the 8-methoxypsoralen (8-MOP), a psoralen derivative clinically used in skin diseases treatment, as a novel promising antitumor drug for acting as GST-π inhibitor and anti-proliferative agent. The approach was the association of chemical, biochemical and cellular techniques. Enzymatic kinetic analysis were performed in vitro using GSH and chloro-dinitrobenzene (CDNB) as substrates and cellular content of GSH was visualized by monochlorobimane (MCB) staining. Chromatographic and spectrophotometric techniques were used for elucidation of detailed mechanism of action. In order to investigate antitumor activity, rat glioma C6 cells and human glioblastoma GL-15 cells were used in tests, as well as rat astrocytes for comparison. The action of 8-MOP on cell viability, proliferation, migration, morphology, specific protein expression, and type of cell death was evaluated by several techniques. The drug inhibited dose-dependently and competitively (increased Km but did not change Vmax) the enzyme activity, binding to the H-site of GST-π. 8-MOP acted as chemosensitizer, increasing the effect of the drugs etoposide and temozolomide on tumor cells. Also, this drug reduced tumor cell proliferation in vitro time- and dose-dependently, and induced apoptosis and changes on cell morphology when used at high concentrations. No necrosis was observed. The normal astrocytes were not affected to the extent that tumor cells were. Additionally, coumarin derivatives structurally related to 8-MOP presented similar, or stronger, effects. Therefore, the 8-MOP is a prototype for new chemosensitizer and anti-cancer drug design, and could also be useful for treatment of other diseases with failure of therapy related to GST.

Os glioblastomas multiforme (GBM), são tumores cerebrais, que por sua malignidade, aliada ao seu rápido crescimento e frequente recorrência, exigem uma maior investigação da comunidade científica. Novas terapias devem afetar as células-tronco tumorais (CSC), as quais são responsáveis pela resistência e progressão tumoral. Neste trabalho fizemos o uso da Tricostatina A (TSA), um inibidor de histonas deacetilase, para se obter a modulação epigenética, e portanto, manipulação da expressão gênica, da linhagem celular U87-MG de GBM, utilizada aqui como um modelo para a pesquisa com CSC. Observamos a redução da proliferação e sobrevivência das tumoresferas de U87, as quais são formadas por CSC, seguida de alterações morfológicas nas células tratadas. A diferenciação das U87 foi confirmada pelo aumento dos níveis de marcadores neuronais e gliais, tais como NeuN e GFAP. Além disso, mostramos evidências de senescência celular após o tratamento com TSA. Nenhum efeito sobre a migração celular foi encontrado após a modulação epigenética. Portanto, os nossos resultados mostram a influência da TSA na diferenciação, proliferação e sobrevivência de CSC de glioma e também na indução da senescência celular, demonstrando o potencial da TSA na terapia dos tumores cerebrais. / Glioblastoma multiforme (GBM), because of its fast growth and recurrence, require further investigation by the scientific community in order to find promising new therapies for these tumors, specially affecting their Cancer stem cells (CSC), which drive many tumorigenic processes. In this work we have made use of the HDAC inhibitor Trichostatin A to achieve the epigenetic modulation of the U87-MG GBM cell line, as a model for CSC research. We have observed reduction of the U87 tumorspheres, which are enriched for CSC, proliferation and survival followed by morphological changes both in the treated tumorspheres and in single cells. Enhanced on the U87 differentiation was confirmed by increased levels of neuronal and glial markers such as NeuN and GFAP. Furthermore we showed evidences of cellular senescence after the TSA treatment. No effect on cell migration was found after TSA treatment. Therefore, these results demonstrate a plethora effects on differentiation, proliferation, survival of glioma cells and induction of cellular senescence by TSA, making TSA a promising agent for glioma therapy.

Glioblastoma (GB) é o tumor cerebral humano mais frequente e maligno. O prognóstico dos pacientes com GB permanece alarmante, principalmente devido à baixa eficácia das estratégias terapêuticas atuais além da natureza invasiva desse tipo de câncer. Uma característica de tumores sólidos é apresentar áreas hipóxicas. Microambientes hipóxicos contribuem para a progressão do câncer, resistência ao tratamento e ao prognóstico ruim da doença. Dessa forma, neste trabalho, desenvolvemos um modelo in vitro que se aproxima ao microambiente hipóxico tumoral in vivo. Nossos resultados sugerem que a privação de oxigênio (PO) em combinação com ausência de soro forneceu um ambiente favorável à desdiferenciação das células C6 em células tronco tumorais (CTT). A doxazosina (DOX), um antihipertensivo utilizado na clínica, apresenta efeitos antitumorais em diversos tipos de câncer. Assim, avaliamos o efeito antitumoral da doxazosina em linhagens de glioma de rato (C6) e humano (U138-MG) e a toxicidade do fármaco em culturas primárias de astrócitos e culturas organotípicas de hipocampo. A doxazosina induziu morte celular nas linhagens de glioma e apresentou baixa neurotoxicidade. Além disso, o fármaco inibiu a via da PI3K/Akt e ativou GSK-3β e p53, resultando em indução de apoptose e parada no ciclo celular na fase G0/G1. Considerando a importância da mitocôndria na plasticidade de células tumorais e a resistência ao tratamento apresentada pelos GB, nós analisamos os efeitos da DOX nas interações entre núcleo e mitocôndrias. A DOX induziu biogênese mitocondrial e apoptose nas células C6 e diminuiu secreção de TNF-α. Ao analisar a estrutura química da DOX, encontramos diversas características que indicam que ela possui autofluorescência. Dessa forma, caracterizamos a autofluorescência da DOX em diversos meios. Observamos que há um padrão de distribuição do fármaco nas células C6: ele se encontra ao redor do núcleo e parece estar vesiculado. A superexpressão do receptor do fator de crescimento epidermal (EGFR) está relacionada às formas mais malignas e resistentes de GBs. Portanto, analisamos se a ação antiglioma da DOX está envolvida com EGFR. O tratamento com DOX foi capaz de diminuir os níveis de p-EGFR. O co-tratamento de DOX e AG1478 (inibidor de receptores de tirosina cinase) diminuiu a fosforilação de EGFR e causou necrose. Em vista disso, nossos resultados sugerem que o mecanismo de ação da DOX envolve sinalização de EGFR. Por fim, nós avaliamos os efeitos da DOX livre e nanoencapsulada (DOX-NC) em modelos in vitro e in vivo de glioma. Demonstramos que a DOX-NC induziu morte celular em linhagem de glioma em concentrações 100 vezes menores do que as que utilizamos para a DOX na sua forma livre. Além disso, analisamos o efeito da DOX-NC em culturas organotípicas de hipocampo e, da mesma maneira que o observado com a DOX, a DOX-NC demonstrou baixa toxicidade e diminuiu a área tumoral in vivo, sendo seletiva para células cancerosas. Nesta tese, alteramos o microambiente in vitro de células de glioma, avaliamos os efeitos antitumorais da doxazosina em sua forma livre e nanoencapsulada. Além disso, utilizamos modelos de glioma in vitro e in vivo e em diversos parâmetros celulares, descrevemos a autofluorescência do fármaco e também utilizamos essa característica para avaliar a captação e a distribuição da doxazosina em células de glioma. Nossos resultados contribuíram para aproximar os modelos de estudo com o que ocorre em gliomas in vivo e para evidenciar o potencial terapêutico da doxazosina como um agente antiglioma com baixa toxicidade neural e sistêmica. / Glioblastoma (GB) is the most frequent and malignant human brain tumor. The prognosis of patients with GB remains dismal, mainly due to the low effectiveness of current therapeutic strategies and the invasive nature of this type of cancer. A characteristic of solid tumors is the presence of hypoxic areas. Hypoxic microenvironments contribute to cancer progression, resistance to treatment, and poor prognosis of the disease. Thus, we developed an in vitro model that approximates the hypoxic tumor microenvironment found in vivo. Our results suggest that OD in combination with absence of serum provided an environment favorable to the dedifferentiation of C6 cells in cancer stem cells. Doxazosin (DOX), an antihypertensive used in the clinic, has antitumor effects in several types of cancer. Thus, we evaluated the antitumor effect of DOX on rat (C6) and human (U138-MG) glioma cell lines and drug toxicity in primary astrocyte cultures and organotypic hippocampal cultures. DOX induced cell death in glioma lines and showed low neurotoxicity. In addition, the drug inhibited the PI3K/Akt pathway and activated GSK-3β and p53, resulting in induction of apoptosis and cell cycle arrest in the G0/G1 phase. Considering the importance of mitochondria in the plasticity of tumor cells and the resistance to treatment presented by glioblastomas, we analyzed the effects of DOX the interactions between nucleus and mitochondria. DOX induced mitochondrial biogenesis and apoptosis in C6 cells, and decreased TNF-α secretion. When analyzing the chemical structure doxazosin, we find several characteristics that indicate that it has autofluorescence. Thus, we characterized the autofluorescence of DOX in several media. We observed that there is a pattern of distribution of the drug in the cell: it is around the nucleus and appears to be vesiculated. Overexpression of the Epidermal Growth Factor Receptor (EGFR) is related to the more malignant and resistant forms of GBs. Therefore, we analyzed whether the antiglioma action of DOX is involved with EGFR. DOX treatment was able to decrease p-EGFR levels. Co-treatment of DOX and AG1478 (a receptor tyrosine kinase inhibitor) decreased EGFR phosphorylation and caused necrosis. Thus, our results suggest that the mechanism of action of doxazosin involves EGFR signaling. We evaluated the effects of free and nanoencapsulated doxazosin (DOX-NC) in in vitro and in vivo models of glioma. We demonstrated that nanoencapsulated doxazosin (DOX-NC) induced cell death in a glioma line at concentrations 100 times lower than those used for doxazosin in its free form. In addition, we analyzed the effect of DOX-NC on organotypic hippocampal cultures and, in the same way as observed with DOX, DOX-NC demonstrated low toxicity and decreased tumor area in vivo, being selective for cancer cells. In this dissertation, we altered the in vitro microenvironment of glioma cells, we evaluated the antitumor effects of doxazosin in its free and nanoencapsulated form. In addition, we used glioma models in vitro and in vivo and analyzed several cellular parameters, we described the autofluorescence of the drug and also used this characteristic to evaluate the uptake and distribution of doxazosin in glioma cells. Our results have contributed to approximate the study models with what occurs in gliomas in vivo and to evidence the therapeutic potential of doxazosin as an antiglioma agent with low neural and systemic toxicity.

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Os gliomas são os tumores primários mais comuns e devastadores que atingem o sistema nervoso central. O prognóstico para pacientes com estes tumores é ruim, e apesar de intensos esforços para o desenvolvimento de novas terapias, agentes efetivos ainda não estão disponíveis. A ecto-5‟-nucleotidase/CD73 (ecto-5‟-NT/CD73) regula os níveis extracelulares de AMP e adenosina, a qual tem sido amplamente descrita como fator indutor de proliferação celular. A ecto-5‟-NT/CD73 per se tem sido relatada como proteína envolvida no controle dos processos de crescimento, maturação, diferenciação, invasão e migração celular, além do processo de formação de metástases. No presente estudo nós avaliamos a atividade enzimática e as funções da ecto-5‟-NT/CD73 durante o processo proliferativo em linhagens de glioma C6 e U138-MG. Os resultados obtidos demonstram que ocorre um aumento da atividade da ecto-5‟-NT/CD73 com o aumento da confluência celular, quer seja esta obtida por semeadura de crescentes densidades celulares ou por crescentes dias de cultivo, em ambas as linhagens estudadas. As análises por RT-PCR e citometria de fluxo revelaram um aumento dos níveis de mRNA e proteína da ecto-5‟-NT/CD73, respectivamente quando comparadas culturas confluentes com culturas subconfluentes em linhagem de glioma humano U138-MG. Nesta mesma linhagem, o tratamento com 1 M de APCP, inibidor competitivo da ecto-5‟-NT/CD73 causou uma significativa redução de 20% na proliferação celular, enquanto a adenosina aumentou este processo em 25%. Por outro lado, 1 mM e 3 mM de AMP reduziram a proliferação em 29% e 42% respectivamente. Além disso, o silenciamento estável da ecto-5‟-NT/CD73 pela técnica do RNAi reduziu o processo de migração celular na linhagem de glioma humano U138-MG. Em conjunto, Estes resultados sugerem a participação da ecto-5‟-NT/CD73 na proliferação celular, sendo este processo desencadeado pela geração de adenosina (fator proliferativo), pela remoção dos níveis citotóxicos de AMP e pela participação per se da ecto-5‟-NT/CD73 como proteína de adesão. / Malignant gliomas are the most common and devastating primary tumors in the central nervous system. Despite treatment, patients with these tumors have a poor prognosis. Ecto-5‟-nucleotidase/CD73 (ecto-5‟-NT/CD73) may regulate the extracellular AMP and adenosine levels, which have been described as proliferation factor. The participation of ecto-5‟-NT/CD73 per se has been proposed as a proliferative factor, being involved in the control of cell growth, maturation, differentiation, invasion, migration and metastases processes. In the present study, we evaluate the ecto-5‟-NT/CD73 activity and functions in rat C6 and human U138-MG glioma cell lines proliferation process. Crescent confluences and culture times leads to an increase on ecto-5‟-NT/CD73 activity in both C6 and U138-MG glioma cells. RT-PCR analysis and flow cytometry showed a significant increase on ecto-5‟-NT/CD73 mRNA and protein levels respectively, when compared confluent cultures with subconfluent one in human U138-MG glioma cells. Treatment with 1 M APCP, a competitive ecto-5‟-NT inhibitor, caused a significant reduction in glioma cell proliferation of 20% for U138-MG glioma cell line. In addition, 100 M adenosine increases cell proliferation in 25% and AMP 1m M and 3 mM decrease U138-MG glioma cells proliferation in 29% and 42% respectively. The stable silencement of ecto-5‟-NT/CD73 by RNAi technique reduces cell migration in human U138-MG glioma cell line. Taken together these results suggest the participation of ecto-5‟-NT/CD73 in cell proliferation, being this process dependent of enzymatic activity generating adenosine, a proliferative factor and removing toxic levels of AMP, as well as a function as adhesive molecule.

Glioblastoma multiforme é a forma mais comum e agressiva de tumor cerebral que apresenta um severo crescimento e um comportamento altamente invasivo. Linhagens de células de glioma em cultura apresentam alta atividade da enzima ecto-5’-nucleotidase que metaboliza AMP em adenosina. Em adição, ela também interage com componentes da matriz extracelular como molécula adesiva. Neste trabalho, nós avaliamos o efeito de diferentes componentes da matriz extracelular sobre a atividade da ecto-5’-nucleotidase, proliferação, adesão e migração celular na linhagem de células de glioma humano U138-MG. Os resultados obtidos mostraram uma inibição da atividade enzimática da ecto-5’- nucleotidase quando tratada com laminina sozinha e com fibronectina ou laminina em co-tratamento com dextran sulfato. O dextran sulfato mostrou reduzir a proliferação em 37%. O mesmo efeito foi observado para os co-tratamentos entre dextran/laminina (29%) e dextran/colágeno (28%). A presença de adenosina diminuiu a adesão celular em torno de 40% e o APCP aumentou a adesão em 75%. Laminina inibiu a adesão celular, já a condroitina sulfato aumentou em 70%. As células U138 apresentaram uma redução da adesão e migração celular quando tratadas apenas com dextran e também no co-tratamento deste com adenosina e APCP. Diante dos resultados podemos sugerir a modulação da atividade da ecto5’-nucleotidase e assim uma modulação da produção de adenosina por moléculas da matriz extracelular, afetando assim eventos celulares envolvidos no comportamento invasivo destas células tumorais. / Glioblastoma multiforme is the most aggressive form of brain tumor that shows a severe growth and highly invasiveness behavior. Glioma cell lines in culture present a high activity of the ecto-5’-nucleotidase (ecto-5’-NT/CD73) which metabolizes AMP to adenosine. In addition, ecto-5’-NT/CD73 also has contact with extracellular matrix components like adhesive molecule. In the present paper, we evaluate the effect of distinct extracellular matrix components on the ecto-5’- NT/CD73 activity, proliferation, adhesion and migration in U138-MG human glioma cell line. The results showed an inhibition of enzymatic activity of ecto-5’NT/CD73 in the presence of laminin, fibronectin plus dextran sulfate and laminin plus dextran sulfate. In the proliferation assay it was observed that dextran sulfate reduced the proliferation in 37% and in association with collagen type I or laminin, the proliferation was reduced too (28% and 29%, respectively). The presence of adenosina decreased of adhesion at about 40% and when treated with APCP increased in 75%. Laminin inhibited the cell adhesion and chondroitin sulfate increased in 70%. U138 cells presented reduction of adhesion and cell migration in the presence of dextran sulfate alone and in the presence of adenosine and APCP. Taken together these results suggest the modulation of ecto-5’-NT/CD73 activity and production of adenosin by extracellular matrix molecules, affecting cell events involved in the invasiveness behavior this tumor cells.