A atividade física aeróbia reduz a incidência de diversos tipos de câncer e atenua o crescimento tumoral. Entretanto, existe uma lacuna na literatura sobre os mecanismos envolvidos nessa resposta. Dados recentes demonstram a importância da manutenção da função da resposta imune antitumoral para a atenuação da progressão da doença e estratégias capazes de aumentar essa resposta permanecem como um grande desafio. Diante disso, delineamos um estudo experimental para investigar especificamente a possível contribuição da atividade física aeróbia para a resposta imune antitumoral. Na presente dissertação, nós demonstramos que a atividade física aeróbia possui o potencial alterar a resposta de marcadores relacionados a resposta imune antitumoral. Em um primeiro estudo, observamos que a atividade física aeróbia atenuou o crescimento tumoral em três diferentes modelos de câncer em animais, assim como aumentou a sobrevida de animais com melanoma B16F10. Além disso, nós observamos que a atividade física aeróbia também altera a expressão gênica de marcadores de os linfócitos T infiltrantes de tumor (do inglês tumor infiltrating lymphocytes T - TILs-T) e de macrófagos associados ao tumor (do inglês tumor-associated macrophages - TAMs). Em segundo estudo, nosso objetivo foi explorar através de análises in silico respostas imunes tumorais que poderiam estar sendo moduladas pela atividade física aeróbia. Por meio da análise de Gene Set Enrichment Analysis (GSEA), observamos que a atividade física aeróbia prévia gerou uma assinatura imunológica tumoral semelhante à de pacientes com diferentes tipos de câncer e maior sobrevida. Essa assinatura imunológica revelou que pacientes com câncer de mama e melanoma que apresentam alta expressão gênica de BTG2, CD69, CFH, DUSP1 e PTGER4 em seus tumores, apresentam maior sobrevida em comparação aos pacientes com baixa expressão desses genes em seus tumores. A análise de GSEA também demonstrou que a atividade física aeróbia foi capaz de induzir uma assinatura imunológica semelhante à de animais com melanoma B16F10 sensíveis ao tratamento com o imunoterápico anti-CTLA-4 (do inglês anti- cytotoxic T-lymphocyte-associated antigen 4) e pacientes pós-tratamento com anti-CTLA-4. Essa assinatura imunológica também revelou que pacientes com melanoma que apresentam alta expressão gênica de PHC3, TET2, MACF1 e PARP8 em seus tumores, apresentam maior sobrevida em comparação aos pacientes com baixa expressão desses genes em seus tumores. Em conclusão, a atividade física aeróbia demonstra-se como uma potente ferramenta no combate a progressão da doença / It is already very well accepted that the aerobic physical activity reduces the incidence of many different types of cancer and mitigates the tumor progression. However, there is an investigation gap on the literature about the mechanisms underlying this response. Recently, a body of literature has arisen which show the importance of maintain antitumoral immune response to mitigated tumor progression, and strategy for enhance this response remains a major challenge. Presently, we demonstrate that the aerobic physical activity has the potential to modulate antitumor immune responses. Firstly, we have observed that the aerobic physical activity mitigated the tumor progression in three different animal models of cancer and increased survival in the animals which had B16F10 melanoma. Moreover, we have observed that the aerobic physical activity also seems modulate the tumor infiltrating T lymphocytes (TILs-T) and the tumor associated macrophages (TAMs) in as specific-tumor way. Based on the computer gene set enrichment analysis (GSEA), we have observed that the previous aerobic physical activity helped to develop an immunological signature of the tumor shared among patients with different cancer etiologies with higher survival over time. This signature introduced us to some genes that are associated with a higher survival over time when increased in tumors of patients with melanoma, breast cancer and lymphoma. The GSEA analysis also shows that the aerobic physical activity is able to introduce an immune signature similar to the one observed in animals with B16F10 melanoma sensitive to the immunotherapic anti- cytotoxic T-lymphocyte-associated antigen 4 (anti-CTLA-4) and patients post treatment with anti-CTLA-4. This immune signature also revealed genes with a strong association with high survival over time. This immune signature also revealed genes associated with a higher survival over time when their expression were increased in melanoma patients. In conclusion, aerobic physical activity is a powerful tool to counteract tumor progression due to its capacity to modulate antitumor immune responses

A atividade física aeróbia reduz a incidência de diversos tipos de câncer e atenua o crescimento tumoral. Entretanto, existe uma lacuna na literatura sobre os mecanismos envolvidos nessa resposta. Dados recentes demonstram a importância da manutenção da função da resposta imune antitumoral para a atenuação da progressão da doença e estratégias capazes de aumentar essa resposta permanecem como um grande desafio. Diante disso, delineamos um estudo experimental para investigar especificamente a possível contribuição da atividade física aeróbia para a resposta imune antitumoral. Na presente dissertação, nós demonstramos que a atividade física aeróbia possui o potencial alterar a resposta de marcadores relacionados a resposta imune antitumoral. Em um primeiro estudo, observamos que a atividade física aeróbia atenuou o crescimento tumoral em três diferentes modelos de câncer em animais, assim como aumentou a sobrevida de animais com melanoma B16F10. Além disso, nós observamos que a atividade física aeróbia também altera a expressão gênica de marcadores de os linfócitos T infiltrantes de tumor (do inglês tumor infiltrating lymphocytes T - TILs-T) e de macrófagos associados ao tumor (do inglês tumor-associated macrophages - TAMs). Em segundo estudo, nosso objetivo foi explorar através de análises in silico respostas imunes tumorais que poderiam estar sendo moduladas pela atividade física aeróbia. Por meio da análise de Gene Set Enrichment Analysis (GSEA), observamos que a atividade física aeróbia prévia gerou uma assinatura imunológica tumoral semelhante à de pacientes com diferentes tipos de câncer e maior sobrevida. Essa assinatura imunológica revelou que pacientes com câncer de mama e melanoma que apresentam alta expressão gênica de BTG2, CD69, CFH, DUSP1 e PTGER4 em seus tumores, apresentam maior sobrevida em comparação aos pacientes com baixa expressão desses genes em seus tumores. A análise de GSEA também demonstrou que a atividade física aeróbia foi capaz de induzir uma assinatura imunológica semelhante à de animais com melanoma B16F10 sensíveis ao tratamento com o imunoterápico anti-CTLA-4 (do inglês anti- cytotoxic T-lymphocyte-associated antigen 4) e pacientes pós-tratamento com anti-CTLA-4. Essa assinatura imunológica também revelou que pacientes com melanoma que apresentam alta expressão gênica de PHC3, TET2, MACF1 e PARP8 em seus tumores, apresentam maior sobrevida em comparação aos pacientes com baixa expressão desses genes em seus tumores. Em conclusão, a atividade física aeróbia demonstra-se como uma potente ferramenta no combate a progressão da doença / It is already very well accepted that the aerobic physical activity reduces the incidence of many different types of cancer and mitigates the tumor progression. However, there is an investigation gap on the literature about the mechanisms underlying this response. Recently, a body of literature has arisen which show the importance of maintain antitumoral immune response to mitigated tumor progression, and strategy for enhance this response remains a major challenge. Presently, we demonstrate that the aerobic physical activity has the potential to modulate antitumor immune responses. Firstly, we have observed that the aerobic physical activity mitigated the tumor progression in three different animal models of cancer and increased survival in the animals which had B16F10 melanoma. Moreover, we have observed that the aerobic physical activity also seems modulate the tumor infiltrating T lymphocytes (TILs-T) and the tumor associated macrophages (TAMs) in as specific-tumor way. Based on the computer gene set enrichment analysis (GSEA), we have observed that the previous aerobic physical activity helped to develop an immunological signature of the tumor shared among patients with different cancer etiologies with higher survival over time. This signature introduced us to some genes that are associated with a higher survival over time when increased in tumors of patients with melanoma, breast cancer and lymphoma. The GSEA analysis also shows that the aerobic physical activity is able to introduce an immune signature similar to the one observed in animals with B16F10 melanoma sensitive to the immunotherapic anti- cytotoxic T-lymphocyte-associated antigen 4 (anti-CTLA-4) and patients post treatment with anti-CTLA-4. This immune signature also revealed genes with a strong association with high survival over time. This immune signature also revealed genes associated with a higher survival over time when their expression were increased in melanoma patients. In conclusion, aerobic physical activity is a powerful tool to counteract tumor progression due to its capacity to modulate antitumor immune responses

Células tumorais desenvolvem diversas estratégias para escapar da identificação e eliminação pelo sistema imune. Dessa forma, a investigação dos mecanismos envolvidos na comunicação celular no microambiente tumoral e na desregulação local do sistema imune é crítica para uma melhor compreensão da progressão da doença e para o desenvolvimento de alternativas terapêuticas mais eficazes. Nós aqui demonstramos que SIGIRR/IL-1R8, um importante regulador negativo de receptores de Interleucina-1 (ILRs) e receptores do tipo Toll (TLRs), apresenta expressão aumentada em uma linhagem celular epitelial mamária transformada pela superexpressão do oncogene HER2 e em tumores primários de mama, e promove o crescimento tumoral e metástase através da modulação da inflamação associada ao câncer e da atenuação da resposta imune antitumoral. Observamos que IL-1R8 tem sua expressão correlacionada com HER2 em tecidos mamários e sua alta expressão é fator de pior prognóstico em câncer de mama de baixo grau. Notavelmente, níveis aumentados de IL-1R8 foram observados especialmente nos subtipos HER2+ e Luminais de tumores de mama, e sua expressão aumentada em células epiteliais de mama transformadas por HER2 diminui a ativação da via de NF-κB e a expressão de diferentes citocinas pro-inflamatórias (IL-6, IL-8, TNF, CSF2, CSF3 e IFN-β1). Meio condicionado de células transformadas por HER2, mas não de variantes celulares com o gene IL-1R8 silenciado, induz a polarização de macrófagos para o fenótipo M2 e inibe a ativação de células NK. Em um modelo murino transgênico de tumorigênese espontânea mediada por HER2, MMTV-neu, verificamos que a deficiência de IL-1R8 (IL-1R8-/-neu) retardou o aparecimento de tumores e reduziu a incidência, a carga tumoral e a disseminação metastática. Contudo, não foram observadas diferenças significativas no crescimento tumoral quando animais IL-1R8-/-neu receberam medula óssea de animais IL-1R8+/+, confirmando um papel importante da expressão de IL-1R8 em células não hematopoiéticas na tumorigênese da mama. Tumores IL-1R8+/+neu apresentaram maiores níveis de citocinas pró-inflamatórias como IL-1β e VEGF, e menores níveis da citocina imunomodulatória IFN-γ. Além disso, tumores que expressavam IL-1R8 apresentaram menor infiltrado de células NK maduras, células dendríticas (DCs) e linfócitos T-CD8+ e um maior infiltrado de macrófagos M2 e linfócitos T-CD4+. Coletivamente, esses resultados indicam que a expressão de IL-1R8 em tumores de mama pode representar um novo mecanismo de escape da resposta imune e suportam IL-1R8 como potencial alvo terapêutico. / Tumor cells develop numerous strategies to fine-tune inflammation and avoid detection and eradication by the immune system. Identification of new players that regulate the cellular crosstalk within the tumor microenvironment and promote local immune dysregulation is critical to understand disease progression and to improve therapeutic strategies. Here, we demonstrate that SIGIRR/IL-1R8, a negative regulator of IL-1R and TLRs, is up-regulated in a HER2-transformed epithelial mammary cell line and in primary breast tumors and promotes tumor growth and metastasis by modulating cancer-related inflammation and impairing anti-tumor immunity. IL-1R8 expression is correlated with HER2 in mammary tissue, and higher tumor IL-1R8 expression is a poor prognostic factor in lower grade breast tumors. Notably, higher levels of IL-1R8 expression were observed in HER2+ and Luminal breast tumor subtypes and IL-1R8 up-regulation in HER2-transformed mammary epithelial cells inhibited NF-κB activation and the expression of pro-inflammatory cytokines (IL-6, IL-8, TNFα, CSF2, CSF3, IFN-β1). Conditioned medium from HER2-transformed cells, but not from IL-1R8 knockdown variants, induced M2-macrophage polarization and inhibited natural-killer (NK) cell activation. IL-1R8 deficiency in a transgenic mouse model of breast tumorigenesis (MMTV-neu) significantly delayed tumor onset and reduced tumor incidence, burden and metastasis. No significant differences in tumor growth were observed when IL-1R8-/-neu mice were transplanted with bone marrow from IL-1R8+/+ animals, confirming an important role for IL-1R8 expression in non-hematopoietic cells during breast tumorigenesis. IL-1R8+/+neu mammary tumors presented higher levels of pro-inflammatory cytokines such as IL-1β and VEGF, but lower levels of IFN-γ. Besides, a lower infiltrate of mature NK cells, dendritic cells (DCs) and CD8+ T cells but higher infiltrate of M2-macrophages and CD4+ T cells were present in IL-1R8 expressing tumors. Collectively, our results support IL-1R8 expression as a novel tumor immune escape mechanism in breast cancer and putative target for immunotherapy.

Baixas doses de agentes desmetilantes do DNA (DNMTi) tem efeitos antitumorais por induzirem parada do ciclo celular e aumentarem a imunogenicidade se tornando mais visível para o sistema imune. Crescentes evidências sugerem que o tratamento com DNMTis podem aumentar a sinalização imune nas células tumorais por meio do mecanismo de mimetismo viral bem como aumento da expressão de antígenos associados ao tumor, destacando assim, o seu potencial clínico na combinação com outras terapias. Enquanto os efeitos dos DNMTis têm sido na maior parte investigados nas células tumorais, os efeitos sobre o sistema imune ainda permanecem desconhecido, especialmente sobre baixas doses. Assim sendo, nosso objetivo foi investigar os efeitos da administração de agentes desmetilantes do DNA sobre a função efetora dos linfócitos T CD8 e seu papel frente a resposta antitumoral. Para isso, injetamos células tumorais CT26 na concentração de 5x105 por animal no dia 0. Cada grupo de animais foi tratado ou não com 5-AZA-CdR (0,5 mg/kg). Os camundongos foram tratados diariamente intraperitonealmente do dia 5 ao dia 9. Como controle adicional, em um grupo de animais, foi utilizado anticorpo neutralizante para depletar células T CD8. O tratamento diminuiu o tamanho tumoral, aumentou o infiltrado de células T CD8 e aumentou a capacidade de produção de citocinas por essas células. Em adição, todos esses efeitos foram abolidos na ausência das células T CD8. Em nossos ensaios de estimulação ex vivo e de imunização com adenovírus, o tratamento gerou aumento da ativação celular, aumento da produção de citocinas, diminuição da proliferação e aumento de morte celular. Por fim em nossos ensaios de citotoxicidade, o tratamento aumentou a capacidade citotóxica dessas células. Nossos resultados mostram que o tratamento in vivo com DNMTis em tumores de camundongos levou ao aumento da infiltração de células T CD8 e que a diminuição do tamanho tumoral é dependente da ação das células T CD8. Uma vez que observamos a capacidade efetoras das células T CD8, o tratamento levou ao aumento da produção de citocinas e aumento da indução de morte celular de células alvo. Em resumo, nossos resultados demonstram que o tratamento com DNMTis aumenta a resposta antitumoral e aumentam o potencial citotóxico das células T CD8. / Low doses of the DNA methylation inhibitor (DNMTis) on cancer cells has durable antitumorigenic effects by inducing cell cycle arrest and immune-modulatory properties that increases their visibility by the immune system. Growing evidence suggest that DNMTis can upregulate immune signaling in cancer cells through viral mimicry and upregulation of tumour associated antigens, highlighting clinical potential to combine with immunotherapy. While the effects of DNMTis have been mostly studied in cancer cells, their effects on the immune system remains vastly unknown specially at clinically relevant low doses. Therefore, we aimed to investigate the effect of in vivo administration of DNA demethylating inhibitor on the effector function of CD8+ T cells and antitumor immune response. We injected 5x105 CT26 cells at day 0 in three group of mice (n=5 mice per group). Each group of mice were either mock treated or treated with Decitabine (5-AZA-CdR or DAC, at a dosage of 0,5 mg/kg). The mice were treated intraperitoneally daily from days 5 to 9. As a control, in one group of mice, it was used neutralizing antibody to deplete CD8+ T cells. The treatment significantly decreased tumor burden and in the absence of CD8+ T cells this effect was abolished. The treatment led to increase in CD8+ T cells infiltration into the tumor microenvironment and enhance secretion of effector cytokines. In addition, all these effects were abolished in the lack of CD8 T cells. Furthermore, using ex vivo and adenovirus immunization, the treatment led to enhance of cellular activation, decrease of proliferation and enhance of cell death. In addition, using cytotoxic assays, the treatment enhanced the killing capability of these cells. to characterize the CD8 T cells, we used ex vivo stimulation protocols. Remarkably, our results show that treatment in vivo with DNMTi in established murine tumors model led to increase CD8+ T cell infiltration and the decrease in tumor burden is dependent of CD8 T cells. Once the effector capacities of these CD8+ T cells were assessed, DNMTi treatment increased their effector cytokine production and increased killing of target cells. Altogether, our results show that treatment of CD8+ T cells enhance antitumor immune response and their cytolytic potential.

Células tumorais desenvolvem diversas estratégias para escapar da identificação e eliminação pelo sistema imune. Dessa forma, a investigação dos mecanismos envolvidos na comunicação celular no microambiente tumoral e na desregulação local do sistema imune é crítica para uma melhor compreensão da progressão da doença e para o desenvolvimento de alternativas terapêuticas mais eficazes. Nós aqui demonstramos que SIGIRR/IL-1R8, um importante regulador negativo de receptores de Interleucina-1 (ILRs) e receptores do tipo Toll (TLRs), apresenta expressão aumentada em uma linhagem celular epitelial mamária transformada pela superexpressão do oncogene HER2 e em tumores primários de mama, e promove o crescimento tumoral e metástase através da modulação da inflamação associada ao câncer e da atenuação da resposta imune antitumoral. Observamos que IL-1R8 tem sua expressão correlacionada com HER2 em tecidos mamários e sua alta expressão é fator de pior prognóstico em câncer de mama de baixo grau. Notavelmente, níveis aumentados de IL-1R8 foram observados especialmente nos subtipos HER2+ e Luminais de tumores de mama, e sua expressão aumentada em células epiteliais de mama transformadas por HER2 diminui a ativação da via de NF-κB e a expressão de diferentes citocinas pro-inflamatórias (IL-6, IL-8, TNF, CSF2, CSF3 e IFN-β1). Meio condicionado de células transformadas por HER2, mas não de variantes celulares com o gene IL-1R8 silenciado, induz a polarização de macrófagos para o fenótipo M2 e inibe a ativação de células NK. Em um modelo murino transgênico de tumorigênese espontânea mediada por HER2, MMTV-neu, verificamos que a deficiência de IL-1R8 (IL-1R8-/-neu) retardou o aparecimento de tumores e reduziu a incidência, a carga tumoral e a disseminação metastática. Contudo, não foram observadas diferenças significativas no crescimento tumoral quando animais IL-1R8-/-neu receberam medula óssea de animais IL-1R8+/+, confirmando um papel importante da expressão de IL-1R8 em células não hematopoiéticas na tumorigênese da mama. Tumores IL-1R8+/+neu apresentaram maiores níveis de citocinas pró-inflamatórias como IL-1β e VEGF, e menores níveis da citocina imunomodulatória IFN-γ. Além disso, tumores que expressavam IL-1R8 apresentaram menor infiltrado de células NK maduras, células dendríticas (DCs) e linfócitos T-CD8+ e um maior infiltrado de macrófagos M2 e linfócitos T-CD4+. Coletivamente, esses resultados indicam que a expressão de IL-1R8 em tumores de mama pode representar um novo mecanismo de escape da resposta imune e suportam IL-1R8 como potencial alvo terapêutico. / Tumor cells develop numerous strategies to fine-tune inflammation and avoid detection and eradication by the immune system. Identification of new players that regulate the cellular crosstalk within the tumor microenvironment and promote local immune dysregulation is critical to understand disease progression and to improve therapeutic strategies. Here, we demonstrate that SIGIRR/IL-1R8, a negative regulator of IL-1R and TLRs, is up-regulated in a HER2-transformed epithelial mammary cell line and in primary breast tumors and promotes tumor growth and metastasis by modulating cancer-related inflammation and impairing anti-tumor immunity. IL-1R8 expression is correlated with HER2 in mammary tissue, and higher tumor IL-1R8 expression is a poor prognostic factor in lower grade breast tumors. Notably, higher levels of IL-1R8 expression were observed in HER2+ and Luminal breast tumor subtypes and IL-1R8 up-regulation in HER2-transformed mammary epithelial cells inhibited NF-κB activation and the expression of pro-inflammatory cytokines (IL-6, IL-8, TNFα, CSF2, CSF3, IFN-β1). Conditioned medium from HER2-transformed cells, but not from IL-1R8 knockdown variants, induced M2-macrophage polarization and inhibited natural-killer (NK) cell activation. IL-1R8 deficiency in a transgenic mouse model of breast tumorigenesis (MMTV-neu) significantly delayed tumor onset and reduced tumor incidence, burden and metastasis. No significant differences in tumor growth were observed when IL-1R8-/-neu mice were transplanted with bone marrow from IL-1R8+/+ animals, confirming an important role for IL-1R8 expression in non-hematopoietic cells during breast tumorigenesis. IL-1R8+/+neu mammary tumors presented higher levels of pro-inflammatory cytokines such as IL-1β and VEGF, but lower levels of IFN-γ. Besides, a lower infiltrate of mature NK cells, dendritic cells (DCs) and CD8+ T cells but higher infiltrate of M2-macrophages and CD4+ T cells were present in IL-1R8 expressing tumors. Collectively, our results support IL-1R8 expression as a novel tumor immune escape mechanism in breast cancer and putative target for immunotherapy.