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Tipo: Tese
Título: Cromomicinas isoladas de Streptomyces sp. bra-384 recuperada do zoantídeo Palythoa caribaeorum induzem morte celular imunogênica em melanoma metastático
Título em inglês: Chromomycins from Streptomyces sp. from the zoanthid Palythoa caribaeorum induce immunogenic cell death in metastatic melanoma
Autor(es): Florêncio, Katharine Gurgel Dias
Orientador: Wilke, Diego Veras
Coorientador: Lima Júnior, Roberto César Pereira
Palavras-chave: Morte Celular Imunogênica;Estresse do Retículo Endoplasmático;Autofagia
Data do documento: 8-Dez-2021
Citação: FLORÊNCIO, K. G. D. Cromomicinas isoladas de Streptomyces sp. bra-384 recuperada do zoantídeo Palythoa caribaeorum induzem morte celular imunogênica em melanoma metastático. 2021. 84 f. Tese (Doutorado em Farmacologia) – Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2021. Disponível em: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/67131. Acesso em: 15/07/2022.
Resumo: Alguns quimioterápicos citotóxicos de primeira linha, por exemplo, a doxorrubicina, o paclitaxel e a oxaliplatina induzem a ativação do sistema imunológico do paciente por meio da morte celular imunogênica (MCI). As células tumorais submetidas ao MCI funcionam como uma vacina, liberando padrões moleculares associados a danos (DAMPs, do inglês damage associated molecular patterns), que atuam como adjuvantes, e os neoantígenos do tumor são reconhecidos como antígenos. A indução de MCI é rara, porém produz respostas antitumorais melhores e mais duradouras. O melanoma metastático avançado (MMA) é incurável para mais da metade dos pacientes. A descoberta de indutores de MCI contra MMA é uma estratégia interessante de descoberta de drogas com alto potencial translacional. As cromomicinas (CAs) são moléculas produzidas por bactérias do gênero Streptomyces, e que possuem atividades biológicas como citotóxica e antibiótica, sendo consideradas promissoras para aplicação da área farmacológica. Assim, nesse estudo avaliou-se a indução de MCI pelas CA5-8 obtidas da Streptomyces sp. BRA384, em melanoma metastático murino (linhagem B16-F10). O teste da sulforrodamina B (SRB) e o ensaio clonogênico foram realizados para avaliar o efeito antiproliferativo e a sobrevivência de células B16-F10 expostas às CAs. Em seguida, foram avaliados estresse e morte celular, bem como a liberação de DAMPs por citometria de fluxo, imunoblot, PCR em tempo real e luminescência. Em relação ao efeito antiproliferativo pelo SRB, as CAs foram testadas no intervalo de concentrações 0,32 a 1000 nM, nos tempos de 4, 8, 12, 24, 48 e 72h de incubação. Foi observado que as CA5 e CA7 apresentaram citotoxicidade em baixo tempo de exposição (4h e 8h), respectivamente, ambas na ordem de nM. Foi visto que a inibição da proliferação teve efeito concentração e tempo-dependentes. Além disso, CA5-8 inibiram completamente a formação de colônias de células tumorais após 24h de incubação em concentrações baixas, que variaram entre 1 a 500 nM entre as CAs. Para esse ensaio, novamente houve um destaque para a potência da CA5 e CA7. Foi possível verificar que a CA5 100nM, CA6 250nM, CA7 250nM e CA8 500nM e o controle positivo, doxorrubicina (0,6µM), incubadas por 24 horas, alteraram a morfologia celular, aumentando populações de células com alta granulosidade e murchas, bem como ocasionando a ruptura da membrana plasmática e a fragmentação do DNA. A indução de morte por apoptose induzida pelas CAs foi confirmada através da detecção do PARP-1 clivado. A autofagia, detectada através do ensaio de acridina laranja, mostrou um aumento significativo de vesículas autofágicas por todas as moléculas e pela Dox incubadas por 24h. Esses dados foram comprovados pela conversão da proteína LC3BI em II. Nos ensaios com marcadores específicos para os DAMPs, foi verificado a externalização da CRT na superfície da membrana plasmática e a liberação do HMGB1 nuclear por todas as moléculas. Em relação ao ATP, foi possível verificar um aumento de ATP extracelular somente por células incubadas com CA5, quando comparado ao grupo controle negativo. Os resultados de estresse e morte celular foram utilizados para o estabelecimento de um index de eventos relacionados à MCI. A CA5 apresentou o maior index e juntamente com a Dox prosseguiu com os estudos. Tanto a CA5 quanto a Dox induziram a externalização de ERp57. Porém, somente a CA5 foi capaz de induzir a fosforilação de eIF2a, fator crucial para que o fenômeno da MCI aconteça. A expressão gênica de genes relacionados a apoptose, autofagia e estresse de retículo também foi avaliada por PCR array, e verificou-se que a CA5 e Dox induziram alterações nesses genes. Por fim, o teste de vacinação in vivo realizado em C57BL/6 mostrou que a CA5 foi capaz de gerar um efeito vacinal, reduzindo significativamente o crescimento tumoral nos animais vacinados com células pré-expostas à CA5. Desta forma conclui-se que a CA5 é uma molécula indutora de MCI. Esses resultados estimulam a realização de estudos adicionais de desenvolvimento pré-clínico da CA5 como possível fármaco anticâncer.
Abstract: Some first-line cytotoxic chemotherapeutics, for example, doxorubicin, paclitaxel and oxaliplatin induce the activation of the patient's immune system through immunogenic cell death (ICD). Tumor cells subjected to ICD work like a vaccine, releasing damage associated molecular patterns (DAMPs), which act as adjuvants, and tumor neoantigens are recognized as antigens. Induction of ICD is rare, but it produces better and longer-lasting antitumor responses. Advanced metastatic melanoma (AMM) is incurable for more than half of patients. The discovery of ICD inducers against AMM is an interesting drug discovery strategy with high translational potential. Chromomycins (CAs) are molecules produced by bacteria of the Streptomyces genus, which have biological activities such as cytotoxic and antibiotic, being considered promising for application in the pharmacological area. Thus, in this study, the induction of ICD by CA5-8 obtained from Streptomyces sp. BRA384 in murine metastatic melanoma (lineage B16-F10). The sulforhodamine B (SRB) test and the clonogenic assay were performed to assess the antiproliferative effect and survival of B16-F10 cells exposed to CAs. Then, stress and cell death, as well as the release of DAMPs by flow cytometry, immunoblot, real-time PCR and luminescence were evaluated. Regarding the antiproliferative effect by the SRB, the CAs were tested in the range of concentrations from 0.32 to 1000 nM, at the times of 4, 8, 12, 24, 48 and 72 h of incubation. It was observed that CA5 and CA7 presented cytotoxicity at a low exposure time (4h and 8h), respectively, both in the nM range. It was seen that the inhibition of proliferation had concentration and time-dependent effects. Furthermore, CA5-8 completely inhibited the formation of tumor cell colonies after 24 hours of incubation at low concentrations, which ranged from 1 to 500 nM among the CAs. For this test, again there was an emphasis on the potency of CA5 and CA7. It was possible to verify that CA5 100nM, CA6 250nM, CA7 250nM and CA8 500nM and the positive control, doxorubicin (0.6µM), incubated for 24 hours, changed the cell morphology, increasing cells with high granularity and wilt, as well as causing the disruption of the plasma membrane and the fragmentation of DNA. The induction of death by apoptosis induced by CAs was confirmed through the detection of cleaved PARP-1. Autophagy, detected using the orange acridine assay, showed a significant increase in autophagic vesicles by all molecules and by Dox, when incubated for 24h. These data were confirmed by the conversion of the LC3BI protein into II. In assays with specific markers for DAMPs, externalization of CRT on the surface of the plasma membrane and release of nuclear HMGB1 by all molecules was verified. Regarding ATP, it was possible to verify an increase in extracellular ATP only by cells incubated with CA5, when compared to the negative control group. The results of stress and cell death contributed to the establishment of an index of events related to ICD. CA5 presented the highest index and together with Dox continued with the studies. Both CA5 and Dox induced the externalization of ERp57. However, only CA5 was able to induce eIF2a phosphorylation, a crucial factor for the ICD phenomenon to happen. Gene expression of genes related to apoptosis, autophagy and reticulum stress was also evaluated by array PCR, and it was found that CA5 and Dox induced alterations in these genes. Finally, the in vivo vaccination test performed on C57BL/6 showed that CA5 was able to generate a vaccine effect, significantly reducing tumor growth in animals vaccinated with cells pre-exposed to CA5. CA5 is an ICD-inducing molecule. Further studies are needed to assess other potentials and mechanisms of action of this compound, contributing to its possible pharmacological use.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/67131
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