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Previous issue date: 2015 / Glioblastoma (grade IV) is among the most prevalent primary intracranial tumors and is considered a challenge in oncology and neurosurgery due to the highly aggressive nature, and the elevated mortality rates. The location of the tumor and its invasive nature avoid the standard-of-care therapy, which includes surgical resection followed by radiotherapy and chemotherapy. Nevertheless, the current gold standard treatment has not been effective to prevent tumor evolution, as indicated by the poor survival rates. In this context, we analyzed the GPCRs for kinin and the high-voltagegated calcium channels (VGCC) as feasible new therapeutic approaches in malignant gliomas. Thereby, the signaling triggered by bradykinin or the disruption of calcium signaling might contribute with pivotal mechanisms underlying glioma progression, such as cell proliferation. Therefore, the aim of this study was to further evaluate the relevance of B1 (B1R) and B2 (B2R) kinin receptors as well as the P/Q- and N-type VGCC in glioma development, by using in vitro and in vivo glioma model. Cell culture assay showed that the treatment with the selective B1R des-Arg9-BK (1-100 nM) and B2R BK (1-100 nM) agonists induced a marked enhancement of cell proliferation and viability through ERK1/2 and PI3K/Akt signaling, according to evaluation of U-138MG and U-251MG cell lines. Meanwhile, the incubation of either B1R SSR240612 (1-30 μM) or B2R HOE-140 (1-100 μM) antagonists induced a marked cell death with mixed apoptosis/necrosis characteristics. The in vivo mouse model of GL261-induced glioma of C57/BL6 or B1R and B2R knockout mice showed an uncontrolled tumor growing in KOB1R mice. Conversely, there was no significant change of the tumor development in KOB2R mice. Notably, the genetic ablation or the pharmacological combined antagonism of B1R and B2R (SSR240612; 25 nmol/site + HOE-140; 50 pmol/site) diminished the tumor progression as well as the mitotic index of the GL261-induced glioma. To understand the potential anti-tumor effects of the blockade of P/Q- and Ntype VGCC, we used animal-derived inhibitors namely PhTx3-3 (P/Q-type blocker) and Phα1β (N-type blocker) from P. nigriventer, or MVIIC (P/Q-type blocker) and MVIIA (N-type blocker) from C. magus. The PhTx3-3 (0. 3 - 100 pM), Phα1β (0. 3 - 100 pM) and MVIIA (0. 3 - 100 pM) displayed a significant inhibitory effect on proliferation and viability of M059J, U-138MG and U-251MG glioma tested cell lines, and evoked cell death mainly with apoptosis characteristics. In the glioblastoma in vivo model, the Ntype VGCC blockade by either Phα1β (50 pmol/site; i. c. v. and i. t. ) or MVIIA (10 pmol/site; i. c. v. ) caused significant reductions of glioma growth and progression. Of note, the N-type inhibition by Phα1β and MVIIA led to a marked increase of GFAPactivated astrocytes and Iba-1-positive microglia in the peritumoral area, which might be related to the inhibitory effects of immune system in tumor development. Using molecular and pharmacological approaches, our data provide clear evidence on the beneficial effects of the simultaneous inhibition of both B1R and B2R as well as the P/Q- and N-type blockade on glioma development. Thus, we propose that the combined selective antagonism of B1R and B2R, such as the P/Q-, and especially N type high-VGCC inhibition could markedly modify the tumor progression, which might represent an attractive alternative for the treatment of malignant gliomas in the future. / O glioblastoma apresenta a maior incidência entre todos os gliomas e se caracteriza como o mais agressivo e fatal (grau IV) dos tumores primários do SNC. Atualmente o glioblastoma é considerado uns dos grandes desafios da oncologia e da neurocirurgia, devido ao seu caráter altamente agressivo. A sobrevida média dos pacientes é bastante baixa e o prognóstico é desfavorável, já que a grande maioria destes tumores apresenta um padrão difuso e infiltrativo de crescimento, o que dificulta as abordagens atuais para a terapia tumoral. Neste estudo foram analisados os efeitos dos receptores da família dos GPCRs de cininas e dos canais de cálcio voltagemdependentes (CCVD) como base para possíveis alvos no tratamento dos gliomas malignos, a fim de caracterizar novas abordagens terapêuticas. O efeito da sinalização desencadeada pela BK e da sinalização Ca2+-dependente pode estar envolvida na regulação do crescimento e progressão dos gliomas e na migração das células tumorais. Neste sentido, este trabalho visou explorar o papel dos receptores B1 (B1R) e B2 (B2R) de cininas e da sinalização de Ca2+ via CCVD tipo-P/Q e -N em modelo de glioma in vitro e in vivo. Ensaios em cultura celular utilizando as linhagens de glioma humano U-138MG e U-251MG demonstraram que a ativação dos B1R e B2R pelo uso dos agonistas desarg 9-BK (1-100 nM) e BK (1-100 nM) aumentou a proliferação das linhagens celulares testadas, através da ativação das vias ERK1/2 e PI3K/Akt. Enquanto que a exposição aos antagonistas seletivos para estes receptores, SSR240612 (1-30 μM) e HOE-140 (1- 100 μM), provocou intensa morte celular com características de necrose/apoptose. A parte in vivo compreendeu a técnica de implante das células GL261 de glioma (grau IV) em animais C57/BL6 e knockout para os B1R e B2R. A deleção apenas do B1R provocou um importante crescimento tumoral nos animais knockout para este receptor, enquanto que os animais com deleção de B2R não tiveram o desenvolvimento tumoral alterado. Notavelmente, tanto a deleção gênica como o antagonismo farmacológico combinado dos receptores B1 e B2 (SSR240612; 25 nmol/sítio + HOE-140; 50 pmol/sítio) diminuiu o crescimento tumoral e o índice mitótico dos gliomas implantados. Para compreender o envolvimento dos CCVD tipo-P/Q e -N na fisiopatologia dos gliomas foram utilizadas frações da toxina da aranha Phoneutria nigriventer (PhTx3-3 bloqueadora de canais do tipo-P/Q; Phα1β bloqueadora de canais do tipo-N) e ω-conotoxinas provenientes do Conus magus (MVIIC bloqueadora de canais do tipo- P/Q; MVIIA bloqueadora de canais do tipo-N). Os experimentos in vitro evidenciaram que o bloqueio dos canais de Ca2+ tipo-P/Q e -N pelas toxinas PhTx3-3 (0. 3 - 100 pM), Phα1β (0. 3 - 100 pM) e MVIIA (0. 3 - 100 pM) inibiram a proliferação e a viabilidade das linhagens celulares M059J, U-138MG e U-251MG de glioma humano, com intensa característica de morte celular por apoptose. Os resultados utilizando o modelo de glioblastoma in vivo, demonstraram que ambas as toxinas bloqueadoras dos canais do tipo-N, Phα1β (50 pmol/sítio) e MVIIA (10 pmol/sítio), foram efetivas em diminuir o crescimento e a progressão tumoral nos animais tratados, com intensa ativação de astrócitos e micróglia, destacando o possível envolvimento do sistema imune na inibição do crescimento tumoral. Através do uso de ferramentas moleculares e farmacológicas, nossos resultados demonstraram o envolvimento importante tanto dos B1R e B2R de cininas, como dos CCVD tipo-P/Q e -N no desenvolvimento dos gliomas malignos. Desta maneira, podemos propor que o bloqueio farmacológico combinado de antagonistas seletivos para os receptores B1 e B2, assim como a inibição dos CCVD tipo-P/Q e -N surgem como potenciais alvos terapêuticos no manejo dos tumores cerebrais e podem representar alternativas promissoras no tratamento dos gliomas.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/urn:repox.ist.utl.pt:RI_PUC_RS:oai:meriva.pucrs.br:10923/7244 |
| Date | January 2015 |
| Creators | Nicoletti, Natália Fontana |
| Contributors | Morrone, Fernanda Bueno |
| Publisher | Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da PUC_RS, instname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, instacron:PUC_RS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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