A resistência à quimioterapia, a qual se constitui em um dos maiores desafios a serem superados durante o tratamento do cancer de mama, pode ser modulada por várias cascatas de sinalização cellular que levam ao aumento da sobrevivência celular. A via PI3K/Akt/mTOR é uma importante reguladora desse processo, visto que ela pode favorecer o crescimento tumoral após sua ativação por diversos receptores de fatores de crescimento, incluindo os receptores HER-2. Assim, nossa proposta foi investigar se a inibição dessa via poderia aumentar a sensibilidade de linhagens epiteliais mamárias humanas ao agente quimioterápico doxorrubicina. Também decidimos analisar o perfil de expressão gênica gerado por essa abordagem com o objetivo de compreender os mecanismos moleculares associados à resposta biológica. A rapamicina (um inibidor de mTOR) e a doxorrubicina foram utilizadas individualmente ou em combinação no tratamento de três linhagens epiteliais mamárias humanas: HB4a, C5.2 e SKBR3. A linhagem HB4a, uma linhagem derivada de epitélio mamário normal, expressa níveis basais do receptor HER-2. As outras duas linhagens expressam altos níveis desse receptor: a linhagem SKBR3 (derivada de adenocarcinoma mamário), expressa constitutivamente esse receptor e a linhagem C5.2 foi derivada da linhagem HB4a pela transfecção com o cDNA full-lenght do gene HER-2. A células foram tratadas com 20 nM de rapamicina associada ou não a doses de 30 nM a 1000 nM de doxorrubicina por 24, 48 e 72 horas. Após 24 horas, os resultados de citometria de fluxo mostraram que, enquanto as linhagens SKBR3 e C5.2 apresentaram indução de parada na fase G0/G1 do ciclo celular, a linhagem HB4a não demonstrou alterações significativas na distribuição do ciclo celular pelo tratamento com rapamicina. Esses resultados sugeriram que as linhagens SKBR3 e C5.2 foram mais sensíveis à rapamicina quando comparadas à linhagem HB4a. A doxorrubicina, por sua vez, induziu parada na fase S-G2/M do ciclo celular, a qual foi maior na linhagem HB4a comparada com as demais. De forma similar ao tratamento com doxorrubicina sozinha, o tratamento combinado também induziu parada em S-G2/M nas linhagens HB4a e C5.2. Assim, os efeitos da doxorrubicina foram predominantes aos da rapamicina na distribuição do ciclo celular no tratamento combinado nessas linhagens. Por outro lado, a linhagem SKBR3 mostrou um efeito proeminente da rapamicina, visto que sua associação com doxorrubicina induziu parada na fase G0/G1 do ciclo celular após exposição a 30 nM de doxorrubicina. Os ensaios de viabilidade celular mostraram que o tratamento combinado foi 20% mais eficiente na inibição do crescimento celular quando comparado à doxorrubicina sozinha nas três linhagens celulares, o que foi associado a uma redução de 2 vezes no IC50 da doxorrubicina. Para cada linhagem, os dados de microarray foram analisados usando o SAM (FDR 5%) para comparar os tratamento com doxorrubicina, rapamicina e o tratamento combinado aos seus respectivos controles. Considerando apenas as linhagens C5.2 e SKBR3, a anotação funcional dos genes modulados pelo tratamento combinado mostrou que os genes relacionados ao tratamento combinado estavam relacionados ao rearranjo de RNAs (splicing). Além disso, genes exclusivamente modulados pelo tratamento combinado mostrou funções associadas ao transporte intracellular enquanto que a resposta mediada por HER-2 no tratamento combinado incluiu alterçãoes na via do ubiquitina-proteossomo, glicólise e cadeia trasnportadora de elétrons. Em conjunto, nossos resultados pareceram afetar vias moleculares importantes relacionadas à sobrevivência tumoral em linhagens caracterizadas pela superexpressão de HER-2, o que foi associado a uma supressão de 2 vezes no IC50 da doxorrubicina. Esses dados ressaltam a relevância clínica da terapia combinada no contexto do HER-2, visto que essa associação pode ser capaz de reduzir a toxicidade dos pacientes submetidos à quimioterapia / Chemotherapy resistance, which is the major challenge to be overcome during breast cancer treatment, can be modulated by several signaling cascades that lead to increased cell survival. The PI3K/Akt/mTOR pathway is an important regulator of this process, as it can favour the tumor growth after its activation by several growth factor receptors, including HER-2 receptors. Thus, we proposed to investigate whether the inhibition of this pathway could improve the sensitivity of human HER-2-overexpressing breast epithelial cell lines to the chemotherapeutic agent doxorubicin. We also decided to analyze the gene expression profile generated by this approach to better understand the molecular mechanisms associated with the biological response. Rapamycin (a mTOR inhibitor) and doxorubicin were used individually or in combination on three human breast epithelial cell lines: HB4a, C5.2 e SKBR3. The HB4a cell, a normal mammary epithelial cell line, expresses basal levels of HER-2. The two other cell lines express high levels of this receptor: the SKBR3 cell (derived from a mammary adenocarcinoma) expresses constitutively this receptor.and the C5.2 cell was derived from HB4a cells transfected with the cDNA-full length of HER-2. The cells were treated with 20 M of rapamycin with or without 30nM to 1000nM of doxorubicin for 24, 48 and 72 hours. After 24 hours, the flow citometry results showed that while SKBR3 and C5.2 were arrested in G0/G1 phase, HB4a demonstrated no alterations in the cell cycle distribution after rapamycin treatment. These results showed that SKBR3 and C5.2 cells were more sensitive to rapamycin compared to HB4a. Doxorubicin, in turn, led the cells to a S-G2/M arrest which was greater in HB4a cells compared to SKBR3 and C5.2. Similarly to doxorubicin alone, the combined treatment also caused an increase of S-G2/M arrest in HB4a and C5.2 cells. So, doxorubicin effects were predominant to the rapamycin effects on the cell cycle distribution of the combined treatment in these cell lines. Otherwise, SKBR3 showed a predominant effect of rapamycin since its association with doxorubicin caused a G0/G1 arrest after exposure to 30 nM of doxorubicin. The viability assays showed that the combined treatment was 20% more effective in inhibiting cell growth than doxorubicin alone in the three cell lines, which was associated with a reduction in the IC50 of doxorubicin by 2-fold. For each cell line, microarray data were analyzed using SAM (FDR 5%) to compare doxorubicin, rapamycin and the combined treatment to the respective untreated cells. Considering only C5.2 and SKBR3 cells, Gene Ontology (GO) annotations of the genes modulated by the combined treatment showed altered genes related to RNA splicing. Moreover, genes exclusively modulated by the combined treatment showed altered functions related to intracellular trafficking whereas HER-2-mediated response to the combined treatment included changes in the ubiquitin-proteasome pathway, glycolysis and electron transport chain. Altogether, our results seemed to affect important molecular pathways related to tumor survival in HER-2- overexpressing cell lines, which was associated to a 2-fold suppression in the IC50 of doxorubicin. These findings highlight the clinical relevance of the rapamycin/doxorubicin combination therapy in HER-2 context, since this association could be able to decrease toxicity of patients undergoing chemotherapy

A resistência à quimioterapia, a qual se constitui em um dos maiores desafios a serem superados durante o tratamento do cancer de mama, pode ser modulada por várias cascatas de sinalização cellular que levam ao aumento da sobrevivência celular. A via PI3K/Akt/mTOR é uma importante reguladora desse processo, visto que ela pode favorecer o crescimento tumoral após sua ativação por diversos receptores de fatores de crescimento, incluindo os receptores HER-2. Assim, nossa proposta foi investigar se a inibição dessa via poderia aumentar a sensibilidade de linhagens epiteliais mamárias humanas ao agente quimioterápico doxorrubicina. Também decidimos analisar o perfil de expressão gênica gerado por essa abordagem com o objetivo de compreender os mecanismos moleculares associados à resposta biológica. A rapamicina (um inibidor de mTOR) e a doxorrubicina foram utilizadas individualmente ou em combinação no tratamento de três linhagens epiteliais mamárias humanas: HB4a, C5.2 e SKBR3. A linhagem HB4a, uma linhagem derivada de epitélio mamário normal, expressa níveis basais do receptor HER-2. As outras duas linhagens expressam altos níveis desse receptor: a linhagem SKBR3 (derivada de adenocarcinoma mamário), expressa constitutivamente esse receptor e a linhagem C5.2 foi derivada da linhagem HB4a pela transfecção com o cDNA full-lenght do gene HER-2. A células foram tratadas com 20 nM de rapamicina associada ou não a doses de 30 nM a 1000 nM de doxorrubicina por 24, 48 e 72 horas. Após 24 horas, os resultados de citometria de fluxo mostraram que, enquanto as linhagens SKBR3 e C5.2 apresentaram indução de parada na fase G0/G1 do ciclo celular, a linhagem HB4a não demonstrou alterações significativas na distribuição do ciclo celular pelo tratamento com rapamicina. Esses resultados sugeriram que as linhagens SKBR3 e C5.2 foram mais sensíveis à rapamicina quando comparadas à linhagem HB4a. A doxorrubicina, por sua vez, induziu parada na fase S-G2/M do ciclo celular, a qual foi maior na linhagem HB4a comparada com as demais. De forma similar ao tratamento com doxorrubicina sozinha, o tratamento combinado também induziu parada em S-G2/M nas linhagens HB4a e C5.2. Assim, os efeitos da doxorrubicina foram predominantes aos da rapamicina na distribuição do ciclo celular no tratamento combinado nessas linhagens. Por outro lado, a linhagem SKBR3 mostrou um efeito proeminente da rapamicina, visto que sua associação com doxorrubicina induziu parada na fase G0/G1 do ciclo celular após exposição a 30 nM de doxorrubicina. Os ensaios de viabilidade celular mostraram que o tratamento combinado foi 20% mais eficiente na inibição do crescimento celular quando comparado à doxorrubicina sozinha nas três linhagens celulares, o que foi associado a uma redução de 2 vezes no IC50 da doxorrubicina. Para cada linhagem, os dados de microarray foram analisados usando o SAM (FDR 5%) para comparar os tratamento com doxorrubicina, rapamicina e o tratamento combinado aos seus respectivos controles. Considerando apenas as linhagens C5.2 e SKBR3, a anotação funcional dos genes modulados pelo tratamento combinado mostrou que os genes relacionados ao tratamento combinado estavam relacionados ao rearranjo de RNAs (splicing). Além disso, genes exclusivamente modulados pelo tratamento combinado mostrou funções associadas ao transporte intracellular enquanto que a resposta mediada por HER-2 no tratamento combinado incluiu alterçãoes na via do ubiquitina-proteossomo, glicólise e cadeia trasnportadora de elétrons. Em conjunto, nossos resultados pareceram afetar vias moleculares importantes relacionadas à sobrevivência tumoral em linhagens caracterizadas pela superexpressão de HER-2, o que foi associado a uma supressão de 2 vezes no IC50 da doxorrubicina. Esses dados ressaltam a relevância clínica da terapia combinada no contexto do HER-2, visto que essa associação pode ser capaz de reduzir a toxicidade dos pacientes submetidos à quimioterapia / Chemotherapy resistance, which is the major challenge to be overcome during breast cancer treatment, can be modulated by several signaling cascades that lead to increased cell survival. The PI3K/Akt/mTOR pathway is an important regulator of this process, as it can favour the tumor growth after its activation by several growth factor receptors, including HER-2 receptors. Thus, we proposed to investigate whether the inhibition of this pathway could improve the sensitivity of human HER-2-overexpressing breast epithelial cell lines to the chemotherapeutic agent doxorubicin. We also decided to analyze the gene expression profile generated by this approach to better understand the molecular mechanisms associated with the biological response. Rapamycin (a mTOR inhibitor) and doxorubicin were used individually or in combination on three human breast epithelial cell lines: HB4a, C5.2 e SKBR3. The HB4a cell, a normal mammary epithelial cell line, expresses basal levels of HER-2. The two other cell lines express high levels of this receptor: the SKBR3 cell (derived from a mammary adenocarcinoma) expresses constitutively this receptor.and the C5.2 cell was derived from HB4a cells transfected with the cDNA-full length of HER-2. The cells were treated with 20 M of rapamycin with or without 30nM to 1000nM of doxorubicin for 24, 48 and 72 hours. After 24 hours, the flow citometry results showed that while SKBR3 and C5.2 were arrested in G0/G1 phase, HB4a demonstrated no alterations in the cell cycle distribution after rapamycin treatment. These results showed that SKBR3 and C5.2 cells were more sensitive to rapamycin compared to HB4a. Doxorubicin, in turn, led the cells to a S-G2/M arrest which was greater in HB4a cells compared to SKBR3 and C5.2. Similarly to doxorubicin alone, the combined treatment also caused an increase of S-G2/M arrest in HB4a and C5.2 cells. So, doxorubicin effects were predominant to the rapamycin effects on the cell cycle distribution of the combined treatment in these cell lines. Otherwise, SKBR3 showed a predominant effect of rapamycin since its association with doxorubicin caused a G0/G1 arrest after exposure to 30 nM of doxorubicin. The viability assays showed that the combined treatment was 20% more effective in inhibiting cell growth than doxorubicin alone in the three cell lines, which was associated with a reduction in the IC50 of doxorubicin by 2-fold. For each cell line, microarray data were analyzed using SAM (FDR 5%) to compare doxorubicin, rapamycin and the combined treatment to the respective untreated cells. Considering only C5.2 and SKBR3 cells, Gene Ontology (GO) annotations of the genes modulated by the combined treatment showed altered genes related to RNA splicing. Moreover, genes exclusively modulated by the combined treatment showed altered functions related to intracellular trafficking whereas HER-2-mediated response to the combined treatment included changes in the ubiquitin-proteasome pathway, glycolysis and electron transport chain. Altogether, our results seemed to affect important molecular pathways related to tumor survival in HER-2- overexpressing cell lines, which was associated to a 2-fold suppression in the IC50 of doxorubicin. These findings highlight the clinical relevance of the rapamycin/doxorubicin combination therapy in HER-2 context, since this association could be able to decrease toxicity of patients undergoing chemotherapy

La familia de tumores del sarcoma de Ewing (ESFT) incluye un grupo heterogéneo de neoplasias caracterizadas por la presencia de células redondas de pequeño tamaño con mínima evidencia morfológica de diferenciación. ESFT es el segundo tumor óseo más frecuente, afectando fundamentalmente a niños y adolescentes. A pesar del uso de terapias agresivas combinando quimioterapia, radioterapia y cirugía, la supervivencia de pacientes con metástasis es aproximadamente del 30%, mientras que en ausencia de enfermedad metastásica alcanza valores del 70 %. Debido a esto, son necesarias nuevas aproximaciones terapéuticas dirigidas a reducir la morbilidad relacionada con el tratamiento y a mejorar el índice de supervivencia. Afortunadamente, los ESFT presentan una diana molecular perfecta que resulta de la translocación cromosómica t(11;22)(q24;q12), que ocurre en aproximadamente un 95% de los casos, e involucra al gen EWS y a un miembro de la familia de factores de transcripción ETS, fundamentalmente FLI-1 o ERG. La translocación más común genera la formación de la oncoproteína de fusión EWS/FLI-1 que actúa como factor de transcripción y regula de forma aberrante la expresión de genes diana, favoreciendo el proceso tumorigénico. De esta forma la inactivación de la proteína de fusión EWS/FLI-1 se convierte en una estrategia atractiva, no sólo debido su papel fundamental en la tumorigénesis de ESFT, sino también por su especificidad en células transformadas. En este estudio se evaluaron diferentes estrategias dirigidas a reducir los niveles expresión de EWS/FLI-1 in vitro e in vivo. La primera estrategia utilizada para inhibir los niveles de expresión de la proteína de fusión EWS/FLI-1 se basó en el uso de la rapamicina, un antifúngico e inmunosupresor con propiedades anticancerígenas. La rapamicina inhibió la vía de señalización de mTOR/p70s6K y la proliferación de células de ESFT. Estos resultados sugirieron el uso de esta droga como agente citostático en el tratamiento de este tipo de tumores. La segunda aproximación terapéutica se basó en la inhibición simultánea de EWS/FLI-1 a nivel transcripcional y post-transcripcional. El tratamiento combinado de oligonucleótidos antisentido y rapamicina resultó en un incremento en la muerte de células de ESFT, a través de un proceso que involucra la restauración de la vía de señalización pro-apoptótica del TGF?1/TGF?-RII. In vivo, la administración del tratamiento combinado causó un retraso en el crecimiento de los tumores. Estos datos aportan la base para una mayor exploración del potencial del tratamiento combinado como una nueva estrategia en el tratamiento de este tipo de tumores. Los análisis moleculares mostraron que ESFT presentan alteraciones en proteínas reguladoras del ciclo celular, incluyendo la sobreexpresión de proteínas quinasas ciclina-dependientes (CDK2) y la pérdida o baja expresión de sus inhibidores. Basándonos en ésto, la tercera estrategia se basó en la reversión de alguna de estas alteraciones, mediante el uso de la roscovitina, un potente inhibidor de la actividad quinasa de las CDKs. El tratamiento con roscovitina resultó en un incremento de los niveles de apoptosis en células de ESFT in vitro e in vivo, por un mecanismo dependiente de la activación de caspasas. Estos resultados sugieren que la roscovitina puede ser un agente terapéutico efectivo en el tratamiento de ESFT, sola o en combinación con otras drogas potencialmente sinérgicas. Con el objetivo de identificar y evaluar nuevas proteínas que interactúan con EWS/FLI-1 y contribuir de esta forma a la comprensión de los mecanismos de transformación, identificamos como una diana transcripcional directa de EWS/FLI-1 a la caveolina-1, proteína involucrada en gran variedad de procesos celulares, tales como endocitosis, homeostasis del colesterol, transducción de señales y tumorigénesis. Los resultados de este trabajo mostraron que caveolina-1 juega un papel determinante en la tumorigénesis de células de ESFT y su inhibición podría permitir el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas moleculares dirigidas a mejorar el tratamiento de los pacientes de ESFT.

O câncer de mama representa um grave problema de saúde pública. Dentre os fármacos empregados, destaca-se o paclitaxel, um agente citotóxico eficaz, porém associado a severos efeitos colaterais. A metformina hidrocloreto tem obtido resultados promissores para o tratamento de neoplasias, porém é bastante hidrofílica, fator limitante da biodisponibilidade. A rapamicina tem demonstrado sinergismo com paclitaxel e potente atividade antitumoral. Todavia, é um fármaco lipofílico e possui desvantagens. Sistemas nanoestruturados de fármacos como lipossomas PEGlados são largamente empregados para a melhora da farmacocinética e potencialização da ação terapêutica. Ademais, a funcionalização de lipossomas com anticorpos monoclonais pode permitir a entrega seletiva do fármaco encapsulado à célula alvo. No presente trabalho objetivou-se desenvolver e caracterizar lipossomas e imunolipossomas funcionalizados com trastuzumabe, contendo paclitaxel, metformina hidrocloreto e/ou rapamicina, bem como avaliar as formulações através de estudos in vitro e in vivo. Os resultados mostraram que a metformina hidrocloreto foi encapsulada com baixa eficiência, menor que 20%, ao passo que paclitaxel e rapamicina puderam ser co-encapsulados com adequados valores de eficiência de encapsulação, equivalente a 56,32% para paclitaxel e 73,31% para rapamicina, e tamanho de partícula nanométrico, de 136,95 nm em composição biocompatível baseada em SPC:Col:DSPE-PEG(2000). Os dois fármacos apresentaram liberação lenta, e foram convertidos às formas molecular e amorfa, respectivamente para paclitaxel e rapamicina quando encapsulados. Os imunolipossomas foram funcionalizados com elevada eficiência com trastuzumabe e mantiveram o tamanho nanométrico, com adequados valores de encapsulação dos fármacos. Ainda, mostrou-se o sinergismo entre paclitaxel e rapamicina coencapsulados em lipossomas em células triplo negativas (4T1) e houve sinergismo entre os dois fármacos, mediado pelo anticorpo em imunolipossomas frente à linhagem celular HER2 positiva (SKBR3), em virtude do aumento do uptake celular mediado pelo trastuzumabe. Finalmente, os resultados obtidos in vitro foram confirmados in vivo, sendo que os lipossomas com paclitaxel e rapamicina coencapsulados foram capazes de controlar o crescimento tumoral em modelo de câncer de mama triplo negativo, ao passo que o imunolipossoma com os dois fármacos permitiu o controle do crescimento de tumores xenográficos HER2 positivos, cuja média de volume tumoral correspondeu a 25,27%, 44,38% e 47,78% das médias dos volumes tumorais de controle negativo, positivo e lipossoma, respectivamente. Portanto, a formulação desenvolvida nesse trabalho tem potencial para ser avaliada em estudos clínicos. / Breast cancer represents a severe public health problem. Among the drugs used in the treatment, paclitaxel is an effective cytotoxic drug, but associated with side effects. Hydrocloride metformin has shown promising results for cancer treatment, however it is very hydrophilic, a limiting factor for bioavailability. Rapamycin has demonstrated synergism with paclitaxel and potent anticancer activity, though it is a lipophilic drug with drawbacks that compromise its bioavailability. Nanostructured drug delivery systems, such as PEGylated liposomes are largely employed for pharmacokinetics improvement and enhancement of therapeutic effect. Furthermore, the functionalization of liposomes with monoclonal antibodies enables the selective delivery of the loaded drug to the target cell. In the present work, we aimed to develop and characterize liposomes and immunoliposomes functionalized with trastuzumab, containing paclitaxel, hydrocloride metformin and/or rapamycin, as well as to evaluate the formulations through in vitro and in vivo studies. The results showed that hydrocloride metformin was encapsulated with low efficiency, less than 20%, on the other hand paclitaxel and rapamycin could be co-loaded with suitable values of encapsulation efficiency, 56.32% for paclitaxel and 73.31% for rapamycin and nanometric particle size, 136.95 nm, based on a SPC:Chol:DSPE-PEG(2000) composition. The two drugs displayed slow release, and were converted to molecular and amorphous form, respectively for paclitaxel and rapamycin when encapsulated. The immunoliposomes were developed with high efficiency with trastuzumab and kept the nanometric size, with adequate encapsulation of drugs. Moreover, herein it was shown the synergism between paclitaxel and rapamycin co-loaded in liposomes in triple negative cells (4T1) and there was synergism between the two drugs mediated by the antibody in immunoliposomes in the HER2-positive cell line (SKBR3), due to the improved cell uptake mediated by trastuzumab. Finally, the results obtained in vitro were confirmed in vivo. Co-loaded paclitaxel and rapamycin were able to control tumor growth in a triple negative breast cancer animal model, while the immunoliposome containing the two drugs allowed for better control of tumor growth in a HER2-positive breast xenograft model, whose average tumor volume corresponded to 25.27%, 44.38% and 47.78% of the tumor volumes of positive control, negative control and liposome, respectively. Therefore, the formulation developed herein has potential to be evaluated in clinical trials.

O carcinoma epidermoide oral (CEO) possui alta incidência no Brasil, correspondendo a aproximadamente 95% das neoplasias malignas orais. A biologia molecular do carcinoma de cabeça e pescoço é complexa e se desenvolve a partir da disfunção de várias vias inter-relacionadas. A via das PI3K/mTOR é conhecida por regular várias funções celulares, como a regulação do ciclo celular, migração, angiogênese, morfologia e organização do citoesqueleto. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o impacto do bloqueio da via PI3K e mTOR na sobrevida celular, na adesão e na morfologia de células endoteliais, relacionando-o com o processo angiogênico. Em cultura de células, observamos que as inibições farmacológicas de PI3K ou do mTOR diminuem a viabilidade celular do CEO. Houve redução da expressão de PARP, um marcador de apoptose e pS6, uma proteína dowstream na sinalização do mTOR, após o tratamento das células de CEO com os inibidores de mTOR. Além disso, demonstramos que o tratamento com os inibidores de mTOR diminuem a capacidade das células do CEO em formarem clones. Foi observado ainda que o cultivo de célula endoteliais da veia umbilical humana (HUVEC, do inglês Human Umbilical Vein Endothelial Cells) em meio condicionado (MC) proveniente de células de CEO, tratadas com inibidores de mTOR, resultaram em aumento da adesão celular e modificação na morfologia celular. Para investigar a influência dos fatores liberados pelas células tumorais na migração das células HUVECs, foi realizado ensaio de wound healing, em células HUVECs cultivadas em MC. Observamos maior migração das células HUVECs cultivadas em MC quando este era proveniente de células cancerosas tratadas com inibidor de mTOR. Ainda, investigamos a expressão da via VEGF nessa migração por meio do ensaio de ELISA. Observamos que no MC proveniente de células cancerosas tratadas com inibidor de mTOR havia maior presença de VEGF. Nossos dados sugerem que a via da PI3K/mTOR está envolvida na proliferação das células do CEO. Porém, a inibição de mTOR em células cancerosas pode liberar fatores, tais como VEGF, que influenciam na morfologia e migração de células HUVEC. / Oral squamous cell carcinoma (OSCC) has a high incidence in Brazil, corresponding to approximately 95% of oral malignancies. The molecular biology of head and neck carcinoma is complex and develops from the dysfunction of several interrelated pathways. The PI3K/mTOR pathway is known to regulate various cellular functions, such as cell cycle regulation, migration, angiogenesis, cytology, and cytoskeletal organization. The aim of the present study was to evaluate the impact of PI3K and mTOR pathway blockade on cell survival, endothelial cell adhesion and morphology, and to correlate it with the angiogenic process. In cell culture, we observed that pharmacological inhibitions of PI3K or mTOR decrease the OSCC\'s cellular viability. There was a reduction in the expression of PARP, a marker of apoptosis and pS6, a dowstream protein in mTOR signaling, after treatment of OSCC cells with mTOR inhibitors. In addition, we have demonstrated that treatment with mTOR inhibitors decreases the ability of the OSCC cells to form clones. It was further noted that human umbilical vein endothelial cell (HUVEC) culture in conditioned media (CM) from OSCC cells treated with mTOR inhibitors resulted in increased cell adhesion and modification in cell morphology. To investigate the influence of the factors released by the tumor cells in the migration of HUVEC cells, a wound healing assay was performed on HUVEC cells cultured in CM. We observed a greater migration of HUVECs cells cultured in CM when it came from cancer cells treated with mTOR inhibitor. Furthermore, we investigated the role of the VEGF pathway in this migration through the ELISA assay. We observed that in CM from cancer cells treated with mTOR inhibitor there was a greater presence of VEGF. Our data suggest that the PI3K/mTOR pathway is involved in the proliferation of OSCC cells. However, inhibition of mTOR in cancer cells may release factors, such as VEGF, which influence the morphology and migration of HUVEC cells.

O carcinoma epidermoide oral (CEO) possui alta incidência no Brasil, correspondendo a aproximadamente 95% das neoplasias malignas orais. A biologia molecular do carcinoma de cabeça e pescoço é complexa e se desenvolve a partir da disfunção de várias vias inter-relacionadas. A via das PI3K/mTOR é conhecida por regular várias funções celulares, como a regulação do ciclo celular, migração, angiogênese, morfologia e organização do citoesqueleto. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o impacto do bloqueio da via PI3K e mTOR na sobrevida celular, na adesão e na morfologia de células endoteliais, relacionando-o com o processo angiogênico. Em cultura de células, observamos que as inibições farmacológicas de PI3K ou do mTOR diminuem a viabilidade celular do CEO. Houve redução da expressão de PARP, um marcador de apoptose e pS6, uma proteína dowstream na sinalização do mTOR, após o tratamento das células de CEO com os inibidores de mTOR. Além disso, demonstramos que o tratamento com os inibidores de mTOR diminuem a capacidade das células do CEO em formarem clones. Foi observado ainda que o cultivo de célula endoteliais da veia umbilical humana (HUVEC, do inglês Human Umbilical Vein Endothelial Cells) em meio condicionado (MC) proveniente de células de CEO, tratadas com inibidores de mTOR, resultaram em aumento da adesão celular e modificação na morfologia celular. Para investigar a influência dos fatores liberados pelas células tumorais na migração das células HUVECs, foi realizado ensaio de wound healing, em células HUVECs cultivadas em MC. Observamos maior migração das células HUVECs cultivadas em MC quando este era proveniente de células cancerosas tratadas com inibidor de mTOR. Ainda, investigamos a expressão da via VEGF nessa migração por meio do ensaio de ELISA. Observamos que no MC proveniente de células cancerosas tratadas com inibidor de mTOR havia maior presença de VEGF. Nossos dados sugerem que a via da PI3K/mTOR está envolvida na proliferação das células do CEO. Porém, a inibição de mTOR em células cancerosas pode liberar fatores, tais como VEGF, que influenciam na morfologia e migração de células HUVEC. / Oral squamous cell carcinoma (OSCC) has a high incidence in Brazil, corresponding to approximately 95% of oral malignancies. The molecular biology of head and neck carcinoma is complex and develops from the dysfunction of several interrelated pathways. The PI3K/mTOR pathway is known to regulate various cellular functions, such as cell cycle regulation, migration, angiogenesis, cytology, and cytoskeletal organization. The aim of the present study was to evaluate the impact of PI3K and mTOR pathway blockade on cell survival, endothelial cell adhesion and morphology, and to correlate it with the angiogenic process. In cell culture, we observed that pharmacological inhibitions of PI3K or mTOR decrease the OSCC\'s cellular viability. There was a reduction in the expression of PARP, a marker of apoptosis and pS6, a dowstream protein in mTOR signaling, after treatment of OSCC cells with mTOR inhibitors. In addition, we have demonstrated that treatment with mTOR inhibitors decreases the ability of the OSCC cells to form clones. It was further noted that human umbilical vein endothelial cell (HUVEC) culture in conditioned media (CM) from OSCC cells treated with mTOR inhibitors resulted in increased cell adhesion and modification in cell morphology. To investigate the influence of the factors released by the tumor cells in the migration of HUVEC cells, a wound healing assay was performed on HUVEC cells cultured in CM. We observed a greater migration of HUVECs cells cultured in CM when it came from cancer cells treated with mTOR inhibitor. Furthermore, we investigated the role of the VEGF pathway in this migration through the ELISA assay. We observed that in CM from cancer cells treated with mTOR inhibitor there was a greater presence of VEGF. Our data suggest that the PI3K/mTOR pathway is involved in the proliferation of OSCC cells. However, inhibition of mTOR in cancer cells may release factors, such as VEGF, which influence the morphology and migration of HUVEC cells.

A infecção por HPV de alto risco é considerada um dos principais fatores de risco para o desenvolvimento do carcinoma do colo uterino, um das neoplasias mais freqüentes em mulheres de todo o mundo. As oncoproteínas E6 e E7 de HPV-16 são capazes de induzir a degradação dos genes supressores de tumor p53 e pRb, respectivamente. Mais do que isso, a expressão dessas oncoproteínas está relacionada a alterações na via de PI3K/AKT/mTOR. A proteína quinase mTOR apresenta importante papel no controle da tradução de proteínas e é considerada o principal mediador entre crescimento celular e proliferação. A ativação de mTOR é correlacionada à fosforilação das proteínas eIF4G1 e 4EBP1, aumentando assim a taxa de síntese de proteínas. A Rapamicina é um inibidor específico de mTOR e seus análogos apresentam potente atividade antiproliferativa em um grande número de células tumorais e tumores gerados em animais. Uma vez que as proteínas E6 e E7 são capazes de interagir com diversas proteínas da via que controla a atividade de mTOR optamos por investigar o efeito da rapamicina na proliferação de culturas organotípicas de queratinócitos expressando esses genes. Também avaliamos o efeito dos genes E6 e E7 na atividade de mTOR após o tratamento com essa droga. Para geração de culturas organotípicas de queratinócitos infectamos essas células com vetores retrovirais recombinantes contendo os genes E6 e E7 de HPV-16 em conjunto ou separadamente. Nós também avaliamos o papel da degradação de p53 e pRb na resposta à rapamicina através da utilização de mutantes de E6 e E7 incapazes de induzir a degradação dessas proteínas celulares. Após a infecção dos queratinócitos, os mesmos foram semeados em uma matriz de colágeno. Após 6 dias as culturas foram tratadas com 100ng/ml de rapamicina e permaneceram 60h em contato com a droga. Para análise por imunohistoquímica os tecidos foram fixados em formalina tamponada e emblocados em parafina. A reação de imunohistoquímica foi realizada utilizando os anticorpos contra BrdU, p-4EBP1 (ser 65), p-eIF4G1 (ser 1188) e pAKT (ser 473). Os resultados obtidos ilustram que a rapamicina apresenta efeito antiproliferativo em culturas de queratinócitos contendo o vetor vazio. Por outro lado, culturas contendo o gene E7 são resistentes ao efeito antiproliferativo dessa droga. Essa resistência parece estar relacionada à capacidade de E7 induzir a degradação da proteína pRb, uma vez que em queratinócitos expressando o mutante de E7, incapaz de induzir a degradação dessa proteína, não foi observada resistência. Além disso, a fosforilação de eIF4G e 4EBP1 indica que a expressão de E7 impede que a rapamicina seja capaz de inibir a atividade de mTOR. Esses resultados mostram, pela primeira vez, que o efeito antiproliferativo da rapamicina pode ser superado pela expressão de uma proteína viral, no caso a proteína E7 de HPV-16. / High-risk HPV infection has a major etiologic role in development and progression of cervical cancer, one of the most frequent forms of cancer among women worldwide. HPV-16 E6 and E7 oncoproteins are able to induce degradation of p53 and pRb tumor suppressor proteins respectively. Moreover, the expression of these oncoproteins is related to alterations in the PI3K/AKT/mTOR pathway. The cellular kinase mammalian target of Rapamycin (mTOR) is an important regulator of the cellular protein synthesis machinery and has emerged as a principal mediator of cell growth and proliferation. mTOR activation has been shown to stimulates eIF4G1 and 4EBP1 phosphorylation, thus increasing the rate of protein synthesis. Rapamycin is a specific inhibitor of mTOR signaling pathway and its analogues have demonstrated impressive activity against a broad range of human cancer derived cell lines in culture and in human tumor xenograft models. Since E6 and E7 target several proteins controlling the mTOR pathway we aimed to investigate the effect of Rapamycin in the proliferation of organotypic raft cultures expressing these genes. We also evaluated the effect of E6 and E7 genes in mTOR activity after rapamycin treatment. To generate organotypic culture of keratinocytes we infect these cells with recombinant retroviruses containing HPV-16 E6 and E7 together or separately. We also analyzed the role of p53 and pRb degradation in rapamycin responsiveness by using E6 and E7 mutants lacking the hability to inactivate these cellular proteins. After infection, keratinocytes were seeded on to a collagen matrix. After 6 days, these cultures were treated with 100ng/ml of Rapamycin for 60 hours. BrdU was added in the last 12 hours to evaluate proliferation. For immunohistochemistry analysis tissues were fixed in buffered formalin and embedded in paraffin. Immunohistochemistry reactions against BrdU, p-4EBP1 (ser 65), p-eIF4G1 (ser 1188) and p-AKT (ser 473) were performed The results show that proliferation of organotypic cultures of keratinocytes transduced with empty vector is inhibited by Rapamycin. On the other hand, cultures generated with keratinocytes transduced with E7 gene were completely resistance to the antiproliferative effect of Rapamycin. Moreover, we found that this antiproliferative effect was dependent of Rb degradation since the cells transduced with E7 mutant unable do induce Rb degradation were sensitive. In addition, eIF4G and 4EBP1 phosphorylation indicates that E7 expression impairs mTOR inhibition by rapamycin. AKT phosphorilation indicates that rapamycin resistance could be dependent of Rb inactivation induced by E7 expression. These results show for the first time that the Rapamycin antiproliferative effect is bypassed by the expression of a viral oncogene, in this case the HPV-16 E7. Moreover, E7 expression impairs rapamycin to inactivate mTOR.

Submitted by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2015-04-10T17:04:35Z No. of bitstreams: 1 Rafael AraujoGomes Junior Efeitos....pdf: 34966477 bytes, checksum: 15df6dc2a7def6eca56bbb84930c6ae3 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2015-04-10T17:04:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Rafael AraujoGomes Junior Efeitos....pdf: 34966477 bytes, checksum: 15df6dc2a7def6eca56bbb84930c6ae3 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-10T17:04:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rafael AraujoGomes Junior Efeitos....pdf: 34966477 bytes, checksum: 15df6dc2a7def6eca56bbb84930c6ae3 (MD5) Previous issue date: 2014 / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil / A candidíase é uma infecção oportunista provocada por diversas espécies de fungos do gênero Candida, frequentemente encontrados integrando a microbiota, da superfície cutânea, no trato gastrointestinal e cavidades mucosas do ser humano desde o seu nascimento. A incidência das infecções fúngicas sistêmicas têm aumentado consideravelmente nas últimas décadas em função do grande número de pacientes com SIDA, a grande quantidade de transplantes e condições crônicas como o câncer, a terapia prolongada com imunossupressores e o uso de agentes corticosteroides. Além disso, a exposição prolongada aos antifúngicos azólicos promove a seleção de patógenos resistentes. No presente estudo avaliou-se a atividade antifúngica do complexo Rutênio-pirocatecol (RPC) frente a um isolado clinico de Candida tropicalis resistente ao fluconazol. A metodologia empregada para os testes de susceptibilidade foi de acordo com o documento M27-A3 do National Committee for Clinical Laboratory Standards (NCCLS, 2008). Esplenócitos de camundongos Balb/c foram obtidos de forma asséptica para avaliar a citotoxicidade do composto para células de mamíferos. O estresse oxidativo promovido pelo composto foi avaliado através da reação ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) e ensaios de fluorescência com a sonda diclorodihidrofluoresceína diacetato (DCFH2DA). O Calcofluor White foi empregado para avaliar a integridade da parede celular. A análise ultraestrutural foi realizada através da microscopia eletrônica de varredura e transmissão. Os resultados encontrados para os testes de atividade antifúngica foram analisados através do teste estatístico ANOVA e pós-teste Dunnett. Os resultados encontrados para os testes de atividade antifúngica do RPC mostraram uma Concentração Inibitória de 50% (IC50) de 20,3 μM, enquanto em esplesnócitos a concentração efetiva de 50% foi de 325 μM mostrando um índice de seletividade igual a 16. O referido composto também mostrou um elevado efeito pró-oxidante quando avaliamos os níveis de estresse oxidativo através da TBARS e por meio da sonda DCFH2DA. Quando as leveduras foram tratadas por 24 h com o referido composto, observamos na microscopia de varredura o desenvolvimento de pseudo-hifas com 9 μM, a formação de fissuras em sua parede e uma forte agregação das células com 18 μM, além disso, encontramos uma intensa redução na quantidade de células e muito debris celular com 38 μM. Na microscopia de transmissão observamos estruturas vesiculares no espaço periplasmático associado a grânulos eletrondensos, os quais também foram vistos associados a parede celular, quando tratadas por 3h com 40 μM. No tratamento por 24h com 60 μM observamos a referida estrutura granular eletrondensa no citoplasma envolta por membrana, uma grande quantidade destas estruturas no espaço citoplasmático e associado a parede da célula, além disso, também observamos trechos de membrana associado a estas estruturas no espaço extracelular. Em conclusão, a atividade antifúngica e o índice de seletividade do RPC contra uma cepa resistente é consideravelmente interessante devido as suas possibilidades de aplicações na descoberta de novos antifúngicos / Candidiasis is an opportunistic infection caused by several species of fungi of the genus Candida, often found is the microbiota, on the skin, gastrointestinal tract and mucous cavities of the human beings birth. The incidence of systemic fungal infections have increased considerably in recent decades due to the large number of AIDS patients, the large number of transplants and chronic conditions such as cancer, prolonged therapy promotes the selection of resistant pathogen with immunosuppressant and corticosteroid agents. Also prolonged exposure azole antifungals to make them strong candidates for patients resistance. In the present study we evaluated the antifungal activity of Ruthenium-pyrocatechol complex (RPC) against a clinical isolate of Candida tropicalis resistant to fluconazole. The methodology for susceptibility testing was in accordance with the M27-A3 document of there National Committee for Clinical Laboratory Standards (NCCLS, 2008). Splenocytes from Balb/c mice were obtained aseptically to evaluate the cytotoxicity of the compound to mammalian cells. Oxidative stress caused by the compound was assessed by reaction to thiobarbituric acid (TBARS) and fluorescence assays with the probe diclorodihidrofluoresceína diacetate (DCFH2DA). The Calcofluor White was used to evaluate the integrity of the cell wall. The ultrastructural analysis was performed by scanning and transmission electron microscopy. The results for the antifungal activity tests were analyzed using ANOVA and pos-test Dunnett test statistic. The results for the tests of antifungal activity of the RPC showed a 50% inhibitory concentration (IC50) of 20.3 μM while in splenocytes the 50% effective concentration was 325 μM showing a selectivity index of 16. The compound also showed that a high pro-oxidant effect when evaluated levels of oxidative stress by TBARS and through DCFH2DA staining. When yeast cells were treated for 24 h with this probe, in scanning microscopy we observed the development of pseudohyphae 9 μM, the formation of cracks on their fungal walls and in these cell aggregation with 18 μM furthermore found a remarkable reduction in the number of cells, and cell debris with 38 μM. In transmission microscopy vesicular structures observed in the periplasmic space associated with electrondense granules, which were also seen associated with the cell wall, when there cells were treated for 3 h with 40 μM. In the treatment for 24h with 60 μM observed that the grain structure in the clusters in periplasmic, a large amount of these structures in the cytoplasmic space and associated with the cell wall, moreover, we also observe membrane portions associated with these structures in the extracellular space. In conclusion, the antifungal activity and the selectivity index RPC against a resistant strain is pretty interesting because of its possible applications in the discovery of new antifungal agents.

Made available in DSpace on 2015-05-14T16:53:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-07-11Bitstream added on 2015-05-14T16:59:06Z : No. of bitstreams: 1 000823852_20160902.pdf: 45232 bytes, checksum: 77443f8a3bae513cc5aa1bcbb3bd778e (MD5) Bitstreams deleted on 2016-09-09T14:06:01Z: 000823852_20160902.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-09-09T14:06:34Z : No. of bitstreams: 1 000823852.pdf: 910226 bytes, checksum: 9457c9e8d1ff93778d17e06ee35eb4a8 (MD5) Bitstreams deleted on 2016-09-12T15:36:40Z: 000823852.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-09-12T15:37:21Z : No. of bitstreams: 1 000823852.pdf: 910226 bytes, checksum: 9457c9e8d1ff93778d17e06ee35eb4a8 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / O presente estudo teve por objetivo avaliar o emprego da associação de Tacrolimus tópico com lipossomas contendo Rapamicina, em cães com ceratoconjuntivite seca grave, sem resposta a tratamentos convencionais. Foram estudados 29 olhos com valor de teste lacrimal de Schirmer menor que 5 mm/minuto. Os cães receberam, a cada 15 dias, durante dois meses, injeção subconjuntival de lipossomas com Rapamicina na dose de 0,4mg/ml, sendo mantida a medicação tópica com colírio de Tacrolimus 0,03%. Avaliação ocular completa, utilizando-se do protocolo de McDonald e Shadduck modificado, bem como testes de produção lacrimal Schirmer I e II e tempo de ruptura do filme lacrimal, foram realizados a cada 15 dias. O tratamento empregado não gerou efeitos adversos oculares em nenhum animal estudado. A associação de Tacrolimus tópico com lipossomas contendo Rapamicina foi eficaz na atenuação dos sinais clínicos de ceratoconjuntivite seca em cães, bem como incrementou a produção lacrimal e a qualidade da lágrima dos animais tratados / The present study aimed to evaluate the use of the association of topical Tacrolimus with liposomes containing Rapamycin in dogs with severe keratoconjunctivitis sicca, non-responsive to conventional treatments. Were studied 29 eyes with Schirmer tear test value of less than 5 mm/min. The dogs received every 15 days a subconjunctival injection of liposomes with Rapamycin at a dose of 0.4 mg/ml for two months. Topical eye drop medication was maintained with 0.03% Tacrolimus. Complete ophthalmologic evaluation using a modified McDonald-Shadduck protocol, as well as Schirmer tear tests I and II and tear film break up time were made every 15 days. The treatment used did not cause ocular side effects in any animal studied. The association of topical Tacrolimus with liposomes containing Rapamycin was effective in alleviating the clinical signs of keratoconjunctivitis sicca in dogs, as well as increased tear production and tear film quality of the studied animals

Tese apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde da Universidade do Extremo Sul Catarinense - UNESC, como requisito parcial para a obtenção do título de Doutor em Ciências da Saúde. / Estudos recentes indicam que a via de sinalização da proteína alvo da rapamicina em mamíferos (mTOR) está relacionada com a fisiopatologia do transtorno depressivo maior (TDM). A cetamina, um antagonista do receptor N-metil-D-asparto (NMDA), foi identificada como uma nova terapia para o TDM, no entanto, o seu mecanismo de ação como antidepressivo não é ainda totalmente compreendido. Evidências indicam que a ativação da via mTOR no cortéx frontal (CF) é requerida para os efeitos antidepressivos da cetamina. Assim, o presente estudo teve como objetivo avaliar os efeitos comportamentais e neuroquímicos em diferentes regiões cerebrais após a administração de cetamina e a inibição da via de sinalização mTOR no CF de ratos. Para este fim, ratos Wistar machos adultos foram divididos em 4 grupos experimentais: 1) veículo + sal; 2) veículo + rapamicina; 3) veículo + cetamina 15 mg/kg; 4) rapamicina + cetamina 15 mg/kg. O inibidor farmacológico da via mTOR, a rapamicina na dose de 0,2 nmol ou veículo (grupo controle), foram administrados diretamente no CF 1 hora antes do teste do nado forçado (TNF) e 30 minutos antes da administração intraperitoneal de cetamina ou salina. Após o TNF as estruturas cerebrais: CF, amígdala, hipocampo e núcleo acumbens (NAc) e soro foram retirados para as análises bioquímicas (parâmetros de estresse oxidativo e nitrosativo, níveis de citocinas e níveis de proteínas relacionadas com a via mTOR e estresse de retículo (ER)). Os resultados mostraram que a rapamicina foi capaz de bloquear os efeitos antidepressivos da cetamina no tempo de imobilidade no TNF. A cetamina aumentou os níveis das espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS), carbonilação de proteínas, níveis de nitrito/nitrato e atividade da mieloperoxidase (MPO) e diminuiu a atividade das enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD) e catalase (CAT) em algumas áreas cerebrais analisadas. No entanto, a inibição da via de sinalização mTOR pela rapamicina no CF, foi capaz de proteger contra o estresse oxidativo através da diminuição do dano a proteínas e lipídeos e o aumento das enzimas antioxidantes. Os níveis do fator de necrose tumoral alfa (TNF-α) aumentaram no soro após a administração de cetamina. Os níveis da proteína mTOR foram reduzidos no grupo rapamicina tratado com salina e cetamina no CF. Houve uma redução nos níveis de p4EBP1 no grupo rapamicina tratado com cetamina no CF e NAc e ainda, os níveis da peEF2K foram aumentados no CF no grupo veículo tratado com cetamina e diminuídos no grupo rapamicina tratado com cetamina. Os níveis de PERK e IRE1- alfa foram diminuídos no CF no grupo rapamicina tratado com cetamina. Os achados do presente estudo sugerem que a inibição da via de sinalização mTOR pode estar envolvida, pelo menos em parte, com o mecanismo de ação da cetamina; e que o efeito antidepressivo da cetamina sobre os níveis das proteínas do ER podem ser mediados pela via de sinalização mTOR em áreas cerebrais envolvidas com a regulação do humor. Sugere-se também que a inibição da via mTOR pode proteger o cérebro contra o estresse oxidativo e nitrosativo induzidos pela cetamina.