Submitted by Aelson Maciera (aelsoncm@terra.com.br) on 2017-05-11T17:20:00Z No. of bitstreams: 1 TeseAMF.pdf: 4750654 bytes, checksum: f48dd93469cee1d3b92bc7a4295b054d (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-05-18T20:25:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseAMF.pdf: 4750654 bytes, checksum: f48dd93469cee1d3b92bc7a4295b054d (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-05-18T20:25:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseAMF.pdf: 4750654 bytes, checksum: f48dd93469cee1d3b92bc7a4295b054d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-23T17:18:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseAMF.pdf: 4750654 bytes, checksum: f48dd93469cee1d3b92bc7a4295b054d (MD5) Previous issue date: 2016-11-07 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Cancer is a leading cause of death, according to World Health Organization, preceding diseases as diabetes and tuberculosis, conditions as malnutrition and even though interpersonal violence. Many types of cancer are also correlated to major risk factors associated to mortality and morbidity, such as obesity, alcohol abuse and smoking. In 2012 14.1 millions of new cases of cancer arisen with 8.2 million of deaths worldwide. Ginger rhizome (Zingiber officinale Roscoe) is word know use as spice on cooking and widely use as medicinal herb in preparations. Several studies describe its anti-inflammatory, antimicrobial, antioxidant and anti-emetic activities. Much of the ginger bioactivity is due to its phenolic compounds [6], [8], and [10]- gingerol, which have anti-proliferative and antiangiogenic action on tumor cells, as demonstrated by several in vivo and in vitro studies. Several studies have revealed advantages of three-dimensional culture techniques (3D) over traditional two-dimensional monolayer cultures (2D). 3D cultures better mimic the tumor microenvironment found in vivo, as well as the interaction of cells with the extracellular matrix (ECM). Three-dimensional culture has produced different responses compared to those found in 2D cultures, such as increased resistance of tumor cells to various drugs, and increased selective sensitivity to tumor cells in relation to normal cells. On this work, techniques for three-dimensional culture were used to test the effects of [10]-gingerol on breast tumor cells. The aim of this study was to evaluate the effects of [10]-gingerol in different hallmarks of malignancy correlated with metastatic process, such as adhesion, proliferation, migration, invasion and also its effects on apoptosis, both in 2D and 3D. Results demonstrated that [10]-gingerol changes the morphology of MDA-MB-231 malignant cells in lower concentrations and shorter times when compared to nonmalignant MCF-10A cells, suggesting an specific and concentration-dependent action for [10]-gingerol on malignant cells. [10]-gingerol was also able to inhibit migration and invasion of MDA-MB- 231 cells at low concentrations and to induce apoptosis at higher concentrations. We observed that [10]-gingerol presented higher IC50 in proliferation assays with MCF-10A non tumor cells compared to tumor cells. The compound also inhibited migration of non-tumor cell lines at higher concentrations compared to tumor cells. Moreover, [10]-gingerol inhibited MDA-MB- 231 cell adhesion to different ECM components, such as laminin, fibronectin and vitronectin, even at low concentrations. Western blotting and real time quantitative PCR assays suggested that [10]-gingerol was able to act by the intrinsic pathway of apoptosis, increasing Bax/Bcl-2 ratio and caspase-9 and caspase-3 mRNA and protein levels in MDA-MB-231 cells. On 3D assays the results showed selectivity of [10]-gingerol against the malignant T4-2 lineage. The compound was also able to revert the malignant phenotype and to induce apoptosis in this cell line. These results suggest that [10]-gingerol has potential to be a new anticancer drug in the future. / O câncer é uma das principais causas de morte no mundo, segundo dados da Organização Mundial da Saúde, estando à frente de doenças como o diabetes e a tuberculose, de condições como a desnutrição e até mesmo da violência interpessoal. Diversos tipos de câncer estão ainda relacionados aos principais fatores de risco associados à mortalidade e morbidade no mundo, tais como a obesidade, o consumo excessivo de álcool e o tabagismo. Em 2012 foram 14,1 milhões de casos novos de câncer com 8,2 milhões de mortes no mundo. O rizoma do gengibre (Zingiber officinale Roscoe) é utilizado no mundo todo como especiaria culinária e como erva medicinal em diversas preparações. Existem muitas pesquisas descrevendo suas propriedades antieméticas, antimicrobianas, anti-inflamatórias, antioxidantes e antitumorais. Os compostos farmacologicamente ativos do gengibre são os compostos fenólicos pungentes [6]-gingerol, [8]- gingerol e [10]-gingerol, os principais componentes do seu extrato bruto. Tais compostos são os responsáveis pela bioatividade do gengibre e por seus efeitos sobre células tumorais, demonstrados em diversos modelos de câncer, em estudos in vivo e in vitro. Muitas pesquisas revelam vantagens das técnicas de cultura tridimensional (3D) sobre as culturas tradicionais em monocamada. Culturas em 3D mimetizam melhor o microambiente tumoral encontrado in vivo, bem como a interação das células com a matriz extracelular (MEC). Em culturas 3D já foram observadas respostas diferentes das encontradas em culturas bidimensionais (2D), como a maior resistência de células tumorais a diversas drogas, além de sensibilidade seletiva aumentada para células tumorais em relação às células normais. Neste trabalho, técnicas de cultura tridimensional foram aplicadas em testes utilizando a molécula de [10]-gingerol em células tumorais de mama. O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos do [10]-gingerol em diferentes marcadores de malignidade, importantes no processo metastático, como adesão, proliferação, migração, invasão, bem como seus efeitos sobre a apoptose, tanto em cultura 2D, quanto 3D. Os resultados mostraram que o [10]-gingerol altera a morfologia de células tumorais da linhagem MDA-MB-231 em concentrações e tempos menores que a de células não tumorais de mama da linhagem MCF-10A, o que sugere uma ação seletiva do [10]-gingerol dependente de concentração e tempo de tratamento. O [10]-gingerol também inibiu a migração e a invasão das células da linhagem MDA-MB-231 em baixas concentrações e induziu apoptose em concentrações mais altas. Observamos que o [10]-gingerol apresentou, em ensaios de proliferação com células não tumorais da linhagem MCF-10A, um IC50 maior comparado com as células tumorais. O composto também inibiu a migração das células não tumorais em concentrações maiores comparado às células tumorais. Além disso, o [10]-gingerol diminuiu a capacidade de adesão das células MDA-MB-231 a diferentes componentes da MEC, como laminina, fibronectina e vitronectina mesmo em baixas concentrações. Ainda, confirmamos sua capacidade de causar danos ao DNA e induzir apoptose. Ensaios de western blotting e qPCR sugerem que o [10]-gingerol atua pela via intrínseca da apoptose, aumentando a razão Bax/Bcl- 2 e ativando as caspases-9 e -3. Com relação aos ensaios em 3D, os resultados demonstraram que o composto [10]-gingerol age seletivamente sobre células tumorais, sendo capaz de reverter o fenótipo maligno e induzir apoptose nas células da linhagem T4-2. Estes resultados sugerem que o [10]-gingerol tem potencial para futuramente se tornar uma nova droga antitumoral. / FAPESP: 2012/18908-6 / FAPESP: 2015/08146-0