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Type: Tese
Title: Polissacarídeos sulfatados de algas pardas inibem o crescimento tumoral através da modulação de macrófagos
Title in English: Sulfated polysaccharides from brown algae inhibit tumor growth through macrophage modulation
Authors: Assef, Alexia Nathália Brígido
Advisor: Wilke, Diego Veras
Co-advisor: Lima Júnior, Roberto César Pereira
Keywords in Brazilian Portuguese : Polissacarídeos;Imunoestimulante;Macrófagos Associados a Tumor;Dacarbazina
Keywords in English : Polysaccharides;Immunostimulant;Tumor Associated Macrophages; Dacarbazine;Dacarbazine
Issue Date: 2023
Citation: ASSEF, Alexia Nathália Brígido. Polissacarídeos sulfatados de algas pardas inibem o crescimento tumoral através da modulação de macrófagos. 2023. 116 f. Tese (Doutorado em Farmacologia) – Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023. Disponível em: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/74395. Acesso em: 19 set. 2023.
Abstract in Brazilian Portuguese: O câncer é bastante complexo e constituído por diversas células não tumorais que contribuem, junto com as células tumorais, para a formação do microambiente tumoral (MAT) que favorece a progressão e o aumento da agressividade do tumor. Dentre as células não-tumorais que estão inseridas no MAT, os macrófagos associados ao tumor (TAMs) possuem um papel fundamental. Os macrófagos possuem uma alta plasticidade fenotípica, podendo exibir tanto um perfil antitumoral, quando são ativados pela via clássica (fenótipo semelhante a M1), como um perfil pró-tumoral, característicos dos TAMs, quando sofrem ativação alternativa (fenótipo com predomínio de marcadores M2). De fato, os TAMs estão frequentemente relacionados a um pior prognóstico para o paciente. Os polissacarídeos sulfatados (PS), especialmente as fucoidanas de algas pardas, têm se destacado nos últimos anos como potentes modificadores da resposta biológica aumentando a resposta antitumoral através da imunomodulação. Trabalhos anteriores do grupo demonstraram que polissacarídeos sulfatados da alga Dictyota caribaea foram capazes de inibir o crescimento tumoral da linhagem S-180 in vivo apesar de não apresentar citotoxicidade direta contra essa linhagem in vitro. Além disso, o meio condicionado (MC) desses macrófagos ativados apresentou um efeito antiproliferativo contra células de melanoma murino B16-F10 in vitro. O presente estudo está dividido em dois capítulos e teve como objetivo avaliar o efeito antitumoral das fucoidanas de Dictyota caribaea (Dc-SP) e de Macrocystis pyrifera (Mp-SP), quanto a sua capacidade de inibição do crescimento tumoral e modulação de macrófagos para um fenótipo M1. No capítulo I, uma linhagem de macrófagos RAW 264.7 foi estimulada com Dc-SP (10, 100, 250 μg/mL) ou LPS (100 ng/mL) e foram avaliados os marcadores fenotípicos de polarização de macrófagos M1. No capítulo II, além da avaliação da polarização do macrófago RAW 264.7 ativados com Mp-SP in vitro, os macrófagos associados ao tumor no MAT dos animais transplantados com B16-F10 foram caracterizados. Os tumores e órgãos foram coletados e os TAMs isolados para caracterização fenotípica através de marcadores específicos de M1 e M2 por de citometria. Além disso, investigou-se o efeito antitumoral da associação de Mp-SP (50 mg/Kg) com o quimioterápico Dacarbazina (50 mg/Kg) in vivo. Em condições in vitro, os estímulos com Dc-SP e Mp-SP foram capazes de polarizar macrófagos RAW 264.7 para o perfil M1, com aumento da produção de óxido nítrico (NO), aumento da expressão de marcadores de superfície CD86 e MHC II e marcador intracelular iNOS. Para Mp-SP, foi observado que parte do efeito antitumoral apresentado neste trabalho estava associado a modulação do perfil fenotípico dos TAMs. A imunofenotipagem dos TAMs isolados de tumores dos camundongos tratados com Mp-SP, mostrou uma redução na expressão de marcador M2 (CD206) e um aumento na expressão de um dos principais marcadores para M1 (iNOS) que foi relacionada com a inibição do crescimento tumoral dos animais. Além disso, a associação de Mp-SP com Dacarbazina apresentou uma redução do crescimento tumoral quando comparado aos grupos tratados com salina ou grupos de PS e dacarbazina isolados. Esses dados indicam que ambas fucoidanas promovem uma polarização de TAMs para um perfil semelhante a M1 e que Mp-SP conseguiu reduzir a quantidade de TAMs com fenótipo semelhante a M2, e esse efeito contribui para sua eficácia antitumoral. Além disso, a imunoestimulação de Mp-SP no MAT pode ter contribuído para a sensibilização terapêutica da dacarbazina no efeito antitumoral quando associada à fucoidana.
Abstract: Cancer is highly complex and composed of various non-tumor cells that contribute, along with tumor cells, to the formation of the tumor microenvironment (TME) that promotes tumor progression and increased aggressiveness. Among the non-tumor cells embedded in the TME, tumor-associated macrophages (TAMs) play a crucial role. Macrophages exhibit high phenotypic plasticity, capable of displaying both an anti-tumor profile when activated through the classical pathway (M1-like phenotype) and a pro-tumor profile characteristic of TAMs when subjected to alternative activation (predominantly M2 marker phenotype). Indeed, TAMs are often associated with a poorer prognosis for the patient. Sulfated polysaccharides (SPs), especially fucoidans from brown algae, have emerged in recent years as potent modifiers of biological response, enhancing anti-tumor responses through immunomodulation. Previous studies by the group demonstrated that sulfated polysaccharides from the alga Dictyota caribaea were able to inhibit the tumor growth of the S-180 cell line in vivo, despite not showing direct cytotoxicity against this cell line in vitro. Furthermore, the conditioned medium (CM) of these activated macrophages exhibited an antiproliferative effect against murine B16-F10 melanoma cells in vitro. This study is divided into two chapters and aimed to evaluate the antitumor effect of fucoidans from Dictyota caribaea (Dc-SP) and Macrocystis pyrifera (Mp-SP), regarding their ability to inhibit tumor growth and modulate macrophages towards an M1 phenotype. In Chapter I, a RAW 264.7 macrophage cell line was stimulated with Dc-SP (10, 100, 250 μg/mL) or LPS (100 ng/mL), and phenotypic markers of M1 macrophage polarization were evaluated. In Chapter II, in addition to the evaluation of macrophage polarization of RAW 264.7 cells activated with Mp-SP in vitro, tumor-associated macrophages in the TME of mice transplanted with B16-F10 were characterized. Tumors and organs were collected, and TAMs were isolated for phenotypic characterization using specific M1 and M2 markers via flow cytometry. Furthermore, the antitumor effect of the combination of Mp-SP (50 mg/kg) with the chemotherapeutic agent Dacarbazine (50 mg/kg) was investigated in vivo. Under in vitro conditions, stimulation with Dc-SP and Mp-SP was able to polarize RAW 264.7 macrophages towards the M1 profile, with increased production of nitric oxide (NO), increased expression of surface markers CD86 and MHC II, and intracellular marker iNOS. For Mp-SP, it was observed that part of the antitumor effect presented in this study was associated with modulation of the TAM phenotypic profile. Immunophenotyping of TAMs isolated from tumors in mice treated with Mp-SP showed a reduction in the expression of the M2 marker (CD206) and an increase in the expression of one of the main markers for M1 (iNOS), which was related to the inhibition of tumor growth in the animals. Furthermore, the combination of Mp-SP with Dacarbazine resulted in a reduction in tumor growth when compared to the saline-treated groups or groups treated with PS and Dacarbazine alone. These data indicate that both fucoidans promote polarization of TAMs towards an M1-like profile, and that Mp-SP was able to reduce the number of TAMs with an M2-like phenotype, and this effect contributes to its antitumor efficacy. Additionally, the immunostimulation of Mp-SP in the TME may have contributed to the therapeutic sensitization of dacarbazine in the antitumor effect when combined with fucoidan.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/74395
Author's Lattes: http://lattes.cnpq.br/0383746729258031
Advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/5313374711687727
Co-advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/8104904120076956
Access Rights: Acesso Aberto
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