O meduloblastoma (MB) é o tumor maligno cerebral mais frequente em crianças e adolescentes. Trata-se de uma doença heterogênea sob o aspecto genético, sendo reconhecido ao menos 12 subgrupos genético-moleculares, com impacto na apresentação clínicopatológica. Pacientes do subgrupo SHH apresentam mutação somática em genes da via Hedgehog, incluindo PTCH1, SUFU, SMO e ativação dos genes GLI1 e GLI2. Mutações no gene TP53 também podem estar presentes, particularmente em crianças acima de 3 anos, e conferem um pior prognóstico. O trióxido de arsênio (ATO) possui ação inibitória sobre os genes da via SHH, mas pouco se sabe sobre sua ação no MB. O presente estudo objetivou avaliar os potenciais efeitos citotóxicos e radiossensibilizantes do ATO sobre as linhagens de MB pediátrico grupo SHH (ONS-76: TP53-selvagem; DAOY: TP53-mutado c.725G>T e UW402, TP53-mutado c.464C>A). Foram comparadas as taxas de proliferação celular, clonogenicidade e apoptose nas linhagem de MB antes e após o tratamento com ATO. Também foi avaliada a clonogenicidade da associação droga e irradiação. Foram investigadas proteínas responsáveis pelo reparo dos danos causados ao DNA (Rad51 e Ku86) através de Western Blot. Foi realizada análise da expressão gênica relativa por QPCR e estudados genes que integram a via SHH, assim como efetores finais desta via de sinalização. A viabilidade celular foi monitorada nos tempos de 24 à 120 horas pelo ensaio de resazurina. A taxa de apoptose foi mensurada por meio de marcação com anexina e iodeto de propídio e avaliada por citometria de fluxo. Os ensaios foram realizados em triplicata e analisados por One Way e Two Way ANOVA, utilizando o pós-teste Bonferroni, e sendo considerados resultados significativos valores de p<0,05. Foi possível observar uma diminuição na viabilidade celular após tratamento com ATO nas três linhagens estudadas. Além disso, houve uma diminuição significativa na capacidade clonogênica. Observou-se também um aumento nas taxas de apoptose nas linhagens, sendo acima de 70% de morte celular para a linhagem DAOY. Foi observado que o tratamento com ATO radiossensibilizou a linhagem UW402, TP53-mutado. Não foi encontrada associação com proteínas de reparo no tempo e dose estudados. O estudo de expressões relativas dos genes estudados demonstrou inibição, principalmente nas linhagens de interesse DAOY e UW402 -(SHH TP53) mutado. Estes achados in vitro apontam para um efeito citotóxico do ATO sobre as linhagens de MB pediátrico, podendo apresentar efeito radiossenssibilizante. O ATO deve ser melhor explorado como droga alvo para MB SHH+, em caráter experimental. / Medulloblastoma (MB) is the most common malignant brain tumor in children and adolescents. It is a heterogeneous disease under the genetic aspect, with at least 12 geneticmolecular subgroups being recognized, with impact on the clinical-pathological presentation. Patients of the SHH subgroup present somatic mutation in genes of the Hedgehog pathway, including PTCH1, SUFU, SMO and activation of the genes GLI1 and GLI2. Mutations in the TP53 gene may also be present, particularly in children over 3 years, and confer a worse prognosis. The arsenic trioxide (ATO) has an inhibitory action on SHH pathway genes, but little is known about its action. The present study aimed to evaluate the potential cytotoxic and radiosensitizing effects of ATO on the pediatric MB cells of SHH group (ONS-76: TP53- wild type; DAOY: TP53-mutated c.725GT and UW402 TP53-mutated c.464C>A). Cell proliferation, clonogenicity and apoptosis were compared in the MB strains following ATO treatment. The clonogenicity assay of ATO combined with irradiation was also evaluated. We investigated proteins responsible for repairing DNA damage and performed Western blotting of the Rad51 and Ku86 proteins. Gene expression analysis was performed using the real-time PCR. Selected genes integrating the SHH pathway as well as final effectors of signaling were also assesed. Cell viability was monitored at endpoints from 24 to 120h by the resazurin assay. The rate of apoptosis was measured by labeling with annexin and propidium iodide, as assessed by flow cytometry. The assays were performed in triplicate and analyzed by One Way and Two Way ANOVA, using the Bonferroni post-test, and being considered significant results a p value less than 0.05. It was possible to observe a decrease in cell viability in the three studied strains. In addition, there was a significant decrease in clonogenic capacity. There was also an increase in the apoptosis rates in the lineages, being above 70% of cell death for the DAOY lineage. It was found that the ATO treatment radiosensitized the UW402 strain - TP53-mutated. No association with time and dose of ATO and irradiation on the repair proteins was found. The study of the relative expressions of the studied genes demonstrated inhibition, mainly in the mutant line of interest DAOY and UW-402, a SHHTP53 mutated cell-line. These in vitro findings point to a cytotoxic effect of ATO on pediatric medulloblastoma lines, with a potential radiosensitizing effect. This study offers rationale for further assesment of ATO on SHH-MB, either alone or along with radiotherapy as a preclinical drug.

O meduloblastoma (MB) é o tumor maligno cerebral mais frequente em crianças e adolescentes. Trata-se de uma doença heterogênea sob o aspecto genético, sendo reconhecido ao menos 12 subgrupos genético-moleculares, com impacto na apresentação clínicopatológica. Pacientes do subgrupo SHH apresentam mutação somática em genes da via Hedgehog, incluindo PTCH1, SUFU, SMO e ativação dos genes GLI1 e GLI2. Mutações no gene TP53 também podem estar presentes, particularmente em crianças acima de 3 anos, e conferem um pior prognóstico. O trióxido de arsênio (ATO) possui ação inibitória sobre os genes da via SHH, mas pouco se sabe sobre sua ação no MB. O presente estudo objetivou avaliar os potenciais efeitos citotóxicos e radiossensibilizantes do ATO sobre as linhagens de MB pediátrico grupo SHH (ONS-76: TP53-selvagem; DAOY: TP53-mutado c.725G>T e UW402, TP53-mutado c.464C>A). Foram comparadas as taxas de proliferação celular, clonogenicidade e apoptose nas linhagem de MB antes e após o tratamento com ATO. Também foi avaliada a clonogenicidade da associação droga e irradiação. Foram investigadas proteínas responsáveis pelo reparo dos danos causados ao DNA (Rad51 e Ku86) através de Western Blot. Foi realizada análise da expressão gênica relativa por QPCR e estudados genes que integram a via SHH, assim como efetores finais desta via de sinalização. A viabilidade celular foi monitorada nos tempos de 24 à 120 horas pelo ensaio de resazurina. A taxa de apoptose foi mensurada por meio de marcação com anexina e iodeto de propídio e avaliada por citometria de fluxo. Os ensaios foram realizados em triplicata e analisados por One Way e Two Way ANOVA, utilizando o pós-teste Bonferroni, e sendo considerados resultados significativos valores de p<0,05. Foi possível observar uma diminuição na viabilidade celular após tratamento com ATO nas três linhagens estudadas. Além disso, houve uma diminuição significativa na capacidade clonogênica. Observou-se também um aumento nas taxas de apoptose nas linhagens, sendo acima de 70% de morte celular para a linhagem DAOY. Foi observado que o tratamento com ATO radiossensibilizou a linhagem UW402, TP53-mutado. Não foi encontrada associação com proteínas de reparo no tempo e dose estudados. O estudo de expressões relativas dos genes estudados demonstrou inibição, principalmente nas linhagens de interesse DAOY e UW402 -(SHH TP53) mutado. Estes achados in vitro apontam para um efeito citotóxico do ATO sobre as linhagens de MB pediátrico, podendo apresentar efeito radiossenssibilizante. O ATO deve ser melhor explorado como droga alvo para MB SHH+, em caráter experimental. / Medulloblastoma (MB) is the most common malignant brain tumor in children and adolescents. It is a heterogeneous disease under the genetic aspect, with at least 12 geneticmolecular subgroups being recognized, with impact on the clinical-pathological presentation. Patients of the SHH subgroup present somatic mutation in genes of the Hedgehog pathway, including PTCH1, SUFU, SMO and activation of the genes GLI1 and GLI2. Mutations in the TP53 gene may also be present, particularly in children over 3 years, and confer a worse prognosis. The arsenic trioxide (ATO) has an inhibitory action on SHH pathway genes, but little is known about its action. The present study aimed to evaluate the potential cytotoxic and radiosensitizing effects of ATO on the pediatric MB cells of SHH group (ONS-76: TP53- wild type; DAOY: TP53-mutated c.725GT and UW402 TP53-mutated c.464C>A). Cell proliferation, clonogenicity and apoptosis were compared in the MB strains following ATO treatment. The clonogenicity assay of ATO combined with irradiation was also evaluated. We investigated proteins responsible for repairing DNA damage and performed Western blotting of the Rad51 and Ku86 proteins. Gene expression analysis was performed using the real-time PCR. Selected genes integrating the SHH pathway as well as final effectors of signaling were also assesed. Cell viability was monitored at endpoints from 24 to 120h by the resazurin assay. The rate of apoptosis was measured by labeling with annexin and propidium iodide, as assessed by flow cytometry. The assays were performed in triplicate and analyzed by One Way and Two Way ANOVA, using the Bonferroni post-test, and being considered significant results a p value less than 0.05. It was possible to observe a decrease in cell viability in the three studied strains. In addition, there was a significant decrease in clonogenic capacity. There was also an increase in the apoptosis rates in the lineages, being above 70% of cell death for the DAOY lineage. It was found that the ATO treatment radiosensitized the UW402 strain - TP53-mutated. No association with time and dose of ATO and irradiation on the repair proteins was found. The study of the relative expressions of the studied genes demonstrated inhibition, mainly in the mutant line of interest DAOY and UW-402, a SHHTP53 mutated cell-line. These in vitro findings point to a cytotoxic effect of ATO on pediatric medulloblastoma lines, with a potential radiosensitizing effect. This study offers rationale for further assesment of ATO on SHH-MB, either alone or along with radiotherapy as a preclinical drug.

Orientador: Wilma De Grava Kempinas / Texto em português e inglês / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-24T16:12:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_RaquelFrenedoso_M.pdf: 3492189 bytes, checksum: 66cf94f64336b7c79f7b1cf8981d8d60 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O trióxido de arsênio (As2O3) tem se mostrado altamente eficaz e muito utilizado no tratamento para diminuir ou eliminar a leucemia promielocítica aguda. Estudos mostram relação entre exposição a este composto e inibição da espermatogênese ou desenvolvimento do espermatozoide, uma vez que exerce efeito inibitório nos testículos. Diante da crescente utilização do As2O3 no tratamento da leucemia e da escassez de resultados sobre os seus efeitos adversos na reprodução masculina, justifica-se a realização do presente estudo, pelo qual se avaliou os efeitos imediatos e tardios do tratamento com As2O3 sobre fisiologia reprodutiva de camundongos Swiss adultos e se a co-administração de N-acetilcisteína (NAC), previne esses efeitos. Em um primeiro experimento, camundongos Swiss adultos foram tratados com veículo, 0,3 ou 3,0 mg/Kg/dia de As2O3, via subcutânea, em 25 aplicações. No final do tratamento, metade dos animais foram eutanasiados para avaliação dos efeitos pós-tratamento e a outra metade foi mantida sem a droga por período de 50 dias, até que se procedeu a eutanasia para avaliação da possível reversibilidade dos efeitos. Foram investigados: peso dos órgãos vitais, reprodutores e glândulas sexuais acessórias, quantidade e qualidade espermáticas, dosagem de testosterona e dosagem de arsênio no sangue. Os animais tratados com 3,0 mg/kg de As2O3 e eutanasiados logo após o fim do tratamento mostraram diminuição no peso da vesícula seminal, número de espermatozoides móveis e produção espermática diária. Após período de suspensão do tratamento, os animais tratados com a mesma dose continuaram apresentando redução nos mesmos parâmetros. Em um segundo experimento, foi avaliada a contratilidade do ducto epididimário isolado tanto frente ao tratamento in vivo dos animais (tratados com o veículo ou com a dose de 3,0 mg/kg/dia de As2O3) quanto ao tratamento in vitro do tecido. Essa análise revelou que a contração máxima do ducto epididimário estava significativamente aumentada nos animais tratados com As2O3 in vivo. E em uma terceira etapa os animais foram divididos em Controle, As2O3 (3,0 mg/Kg/dia), NAC na água de beber (40mM) e As2O3 + NAC, tratados por 5 semanas. Após o final do tratamento, os animais foram avaliados quanto aos parâmetros que se apresentaram prejudicados com o tratamento anterior, descrito na etapa um. Quando a NAC foi oferecida aos animais, houve uma melhora significativa nos parâmetros espermáticos antes prejudicados pela administração da droga, i.e., o peso de vesícula seminal, número de espermatozoides móveis e produção espermática diária do grupo As2O3 + NAC foram similares ao grupo controle. Podemos concluir que o As2O3 exerce efeitos tóxicos sobre o sistema genital de camundongos machos, e que esses efeitos podem ser persistentes mesmo após o término do tratamento. Os resultados mostraram, também, que a administração de um antioxidante pode prevenir os efeitos deletérios dessa droga sobre os parâmetros avaliados / Abstract: Arsenic trioxide (As2O3), a trivalent arsenic form has proven highly effective and widely used in the treatment to reduce or eliminate acute promyelocytic leukemia. Studies show a relationship between exposure to this compound and inhibition of spermatogenesis and sperm development since it exerts an inhibitory effect on the testis. Given the growing use of As2O3 on treatment of leukemia and the lack of results about the side effects on male reproduction, it is justified to carry out this study, which evaluated the immediate and late effects of treatment with As2O3 on the structure and reproductive physiology of adult Swiss mice and whether the co-administration of N-acetylcysteine (NAC) prevents these effects. In a first experiment, adult Swiss mice were treated with vehicle, 0.3 or 3.0 mg/Kg/day of As2O3, subcutaneously in 25 applications. At the end of treatment, half of the animals were euthanized for evaluation of the post- treatment effects and the other half was maintained without the drug for 50 days until the euthanasia to evaluate the potential reversibility of the effects. It was evaluated: the vital, reproductive and accessories organ weights, analyzes of sperm quantity and quality, testosterone and arsenic measurements in blood. Animals treated with 3.0 mg/Kg of As2O3 and euthanized immediately after the end of treatment showed a decrease of seminal vesicle weight, in number of motile spermatozoa and daily sperm production. After suspension of treatment, animals treated with this same dose continued to show reduction in these same parameters. In a second experiment, the contractility of the epididymal duct was evaluated both in vivo treatment of animals (treated with vehicle or a 3.0 mg/Kg/day of As2O3) and in vitro treatment of the tissues. This analysis revealed that the maximum contraction of the epididymal duct was significantly increased in in vivo treated animals. And in a third step animals were divided into Control, As2O3 (3.0 mg/Kg/day) NAC in tap water (40 mM) and As2O3 + NAC, treated for 5 weeks. After the end of treatment, animals were assessed for previously impaired parameters described in step one. When NAC was given to the animals, there was a significant improvement in sperm parameters before harmed by the drug administration, i.e. seminal vesicle weight, number of motile sperm and daily sperm production in As2O3 + NAC group were similar to the control group. We conclude that As2O3 exerts toxic effects on the male mice genital system, and that these effects may be persistent even after the end of treatment. Also, the results showed that administration of an antioxidant can prevent the deleterious effects of this drug on the parameters evaluated / Mestrado / Biologia Celular / Mestra em Biologia Celular e Estrutural

Submitted by MARCIA ROVADOSCHI (marciar@unifra.br) on 2018-08-16T19:52:36Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_MauberEduardoSchultzMoreira.pdf: 14104089 bytes, checksum: cdd198bace6b9a1b1e4ce9262baded58 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-16T19:52:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_MauberEduardoSchultzMoreira.pdf: 14104089 bytes, checksum: cdd198bace6b9a1b1e4ce9262baded58 (MD5) Previous issue date: 2015-03-23 / Cancer is a public health problem of great impact. Relapses require higher doses of drugs or new approaches to minimizing toxicity. The use of liposome-based carrier systems pharmaceuticals may be an alternative by the use of the enhanced permeability and retention effect present in the tumor area. The aim of this project was to develop and characterize liposomes containing arsenic trioxide (ATO). They were prepared according reverse phase evaporation method using ethyl acetate (EA) as solvent followed by ultrasonication with probe to reduce the size and homogenization. In determining the arsenic, titanium and residual EA we used Atomic Absorption Spectrometry with Graphite Furnace (GF- AAS), Mass Spectrometry Inductively Coupled Plasma (ICP -MS) and Gas Chromatography coupled to mass detector (GC-MS), respectively. We also carried out stability studies with formulations being subjected to room temperature (25° C), cooling (4 to 8° C) and climate chamber (40° C and 60% humidity) for a period of 90 days. Cytotoxicity assays were performed by the method of reduction of 3- (4,5) dimetiltialzoil 2,5 - diphenyltetrazolium bromide (MTT). Data of physical-chemical characterization showed that the best condition was sonication with a power of 750 W, 40% amplitude and cycles of 8 seconds on and 2 seconds off, to avoid overheating. The average particle size was 87.5±1.07 nm and polydispersity index (IPD) 0.28±0.03 for liposomes blank (BL) and 71.17±0.06 nm and 0.29±0.04 for liposomes containing TOA (LAs / LAS). TOA content of LAs was 1.0 mg ml-1 and the encapsulation efficiency (%EE) of 7,43±0.72%. ICP-MS showed the presence of titanium in the formulation and the determination of the residual solvent was below the tolerable limit. The stability study showed that formulations remained stable over a period of 30 days, regardless of storage condition wherein the stored under refrigeration remained stable for 60 days. Cytotoxicity assays with MTT revealed that in 72 hours the LB, AE and the buffer did not exercise death activity. The reverse phase evaporation method followed by ultrasonication appears to be suitable for obtaining liposomal vesicles containing arsenic trioxide . / Câncer é um problema de saúde pública de grande impacto. As recidivas necessitam de doses maiores de fármacos ou de novas abordagens para minimizar a toxicidade. O uso de sistemas carreadores de fármacos baseados em lipossomas pode ser uma alternativa por fazer uso do efeito permeabilidade e retenção aumentada presente na área do tumor. O objetivo desta dissertação foi desenvolver e caracterizar lipossomas contendo trióxido de arsênio (TOA). Foi utilizado o método de evaporação em fase reversa com solvente acetato de etila (AE) seguido de ultrassonicação com sonda para reduzir o tamanho e homogeinização. Na determinação do arsênio, titânio e acetato de etila residual utilizaram-se as técnicas de Espectrometria de Absorção Atômica com Forno de Grafite (GF- AAS), Espectrometria de Massa com Plasma Indutivamente Acoplado (ICP-MS) e Cromatografia a Gás acoplado a detector de massa (GCMS), respectivamente. Foi realizado também estudo de estabilidade com as formulações sendo submetidas a temperatura ambiente (25°C), refrigeração (4 a 8°C) e câmara climática (40°C e umidade de 60%), por um período de 90 dias. Os ensaios de citotoxicidade foram realizados pelo método de redução do 3-(4,5) dimetiltialzoil-2,5 difeniltetrazolium (MTT). Os dados da caracterização físico-química mostraram que a melhor condição de sonicação foi com potência de 750 W, amplitude de 40% e ciclos de 8 segundos ligado e 2 segundos desligado, para evitar o aquecimento. O tamanho médio foi de 87,5 ± 1,07 nm e índice de polidispersão (IPD) 0,28 ± 0,03 para os lipossomas branco (LB) e 71,17 ± 0,06 nm e 0,29 ± 0,04 para os lipossomas contendo TOA (LAs/LAS), respectivamente. O teor de TOA nos LAs foi de 1,0 mg mL-1 e a eficiência de encapsulação (%EE) de 7,43 ± 0,72%. O ICP-MS revelou a presença de titânio nas formulações e a determinação do solvente residual ficou abaixo do limite tolerável. O estudo de estabilidade mostrou que as formulações permaneceram estáveis por um período de 30 dias, independente da condição de armazenamento, sendo que as armazenadas sob refrigeração permaneceram estáveis por 60 dias. Os ensaios de citotoxicidade com MTT revelaram que em 72 horas os LB, AE e a solução tampão não exerceram atividade de morte. O método de evaporação em fase reversa seguido de ultrassonicação parece ser adequado para a obtenção de vesículas lipossomais contendo trióxido de arsênio.