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Previous issue date: 2018-03-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) is the sixth most common malignancies worldwide. Antiangiogenic drugs are a conventional treatment, although it has been shown to stimulate hypoxic areas inside the tumor, and hypoxia has been associated with metastasis as well as accumulation of cancer stem cell (CSC) in breast cancer. Objective: To study the effects of hypoxia on HNSCC behavior and accumulation of cancer stem cell. Material and methods: Culture of HN6, HN12 and HN13 tumor cells under hypoxic conditions was carried out for 6hrs, 12hrs, and 24hrs under an O2 concentration of 1%. The content of cancer stem cell was determined using Aldefluor assay according to the manufacturer's (STEMCELL Technologies) to detect ALDH1A1Bright cells in combination with APC mouse anti-human CD44. Tumor invasion under hypoxic conditions was carried out using Millicell Cell Culture Inserts (Millipore, Billerica, MA, USA). Control tumor cells were maintained in DMEM supplemented with 10% FBS and 1% antibiotics at normoxia levels (~21% of O2), while hypoxia group was maintained at 1% of O2. We used a PTEN inhibitor (BPV) concentrations of 1nM, 5nM, and 10nM. Results: PTEN expression is downregulated under hypoxic conditions. Hypoxia-induced PTEN downregulation triggered an epithelial-mesenchyme transition (EMT) phenotype and accumulation of CSC. Plus, we showed antagonistic expression of PTEN and HIF-1α when targeted disruption of PTEN (shPTEN HN13 cell line) strongly suggesting that loss of PTEN activates the PI3K/mTOR pathway in association with HIF-1αupregulated. Validation of our results in xenograft animal models showed colocalization of ALDH1A1Bright cells and hypoxic areas along with the loss of nuclear localization of PTEN. Conclusion: Thus, we show that hypoxia-driven downregulation of PTEN plays a crucial role in tumor aggressiveness and that the potential use of CSC-targeted therapies should be considered during the administration of anti-angiogenic drugs to minimize tumor resistance. / O câncer de cabeça e pescoço (CCP) é a sexta neoplasia mais comum no mundo. Os fármacos antiangiogênicos constituem um tratamento efetivo na redução da massa tumoral, porém estimulam áreas de hipóxia no interior do tumor. O aumento de áreas em hipóxia tem sido associado às metástases e ao acúmulo de células-tronco tumorais (CTT) no câncer de mama. Objetivos: Com base nestas evidências, o presente estudo avaliou os efeitos da hipóxia no comportamento de células de CCP e verificou o acúmulo de CTT. Material e métodos: As linhagens celulares HN6, HN12 e HN13 foram cultivadas em condições de hipóxia por 6, 12 e 24 horas, sob uma concentração de O2 menor que 2%. As CTT foram identificadas por meio da determinação de elevados níveis do conteúdo enzimático aldehyde dehydrogenases (ALDH1A1Bright), utilizando o Kit Aldefluor, em combinação com elevados níveis de CD44, uma glicoproteína de superfície celular, conjugado com o fluoróforo allophycocyanin (APC). O ensaio de invasão tumoral sob condições de hipóxia foi realizado utilizando Millicell Cell Culture Inserts. Como controle foram utilizadas células tumorais mantidas em meio DMEM suplementado com 10% de SFB e 1% de antibiótico, em níveis de normóxia (~21% de O2). O composto bisperoxovanadium (BPV), um inibidor de tirosino fosfatase, foi utilizado nas concentrações de 1nM, 5nM e 10 nM para reduzir os níveis celulares de PTEN. Complementar ao tratamento com BVP foi realizado o silenciamento gênico utilizando segmentação direcionada de PTEN (linhagem celular shPTEN HN13 e como controle pGIPZ). Resultados: Os resultados apontam uma menor expressão do PTEN durante condições de hipóxia. Demonstrou-se a expressão antagonista de PTEN e HIF-1α por meio do silenciamento gênico com a segmentação direcionada, sugerindo, fortemente, que a perda de PTEN ativa a via PI3K/mTOR em associação com a alta expressão de HIF-1α. Além da regulação negativa do PTEN pela hipóxia, foi identificado o desencadeamento do processo epitélio-mesênquimal (EMT) em combinação com o acúmulo de CTT. A validação dos resultados em modelos animais de xenoenxerto evidenciou a co-localização de células ALDH1A1 positivas em áreas de hipóxia juntamente com a perda da expressão nuclear de PTEN. Conclusão: Este trabalho mostrou que a regulação negativa do PTEN durante períodos de hipóxia desempenha um papel fundamental no acúmulo de CTT e aumento da agressividade tumoral. Os resultados indicam que o tratamento para CCP utilizando agentes antiangiogênicos deve ser pareado com terapias voltadas à destruição de CTT, minimizando, assim, a aquisição de um fenótipo de resistência tumoral.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:tede/421 |
| Date | 16 March 2018 |
| Creators | Nascimento Filho, Carlos Henrique Viési do |
| Contributors | Goloni-Bertollo, Eny Maria, Castilho, Rogério Moraes, Chicote, Patrícia Matos Biselli, Abbud Filho, Mario, Lisoni, Flávia Cristina Rodrigues, Melendez, Matias Eliseo |
| Publisher | Faculdade de Medicina de São José do Rio Preto, Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, FAMERP, Brasil, Faculdade 1::Departamento 1 |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da FAMERP, instname:Faculdade de Medicina de São José do Rio Preto, instacron:FAMERP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | -6954410853678806574, 500, 500, 600, 600, 306626487509624506, 8765449414823306929, 2075167498588264571 |
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