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Type: Tese
Title: Redução na expressão da proteína G3BP1 de grânulos de estresse sensibiliza células de glioblastoma tratadas com quimioterápicos
Authors: Lucas Felipe Fernandes Bittencourt
First Advisor: Lucíola da Silva Barcelos
First Referee: Maria Cristina Rodrigues Rangel
Second Referee: Raquel Gouvêa dos Santos
Third Referee: Elaine Maria de Souza Fagundes
metadata.dc.contributor.referee4: Catherine Maryvette Ropert
Abstract: O glioblastoma multiforme é uma enfermidade de baixa incidência, mas de alta letalidade. Um dos principais problemas no tratamento é a resistência deste tipo de tumor à quimioterapia. Nesta linha, esta tese teve como objetivo estudar uma via de resistência a fármacos, conhecida como formação de grânulos de estresse (GS). Os GS são pequenas organelas citoplasmáticas não membranosas que se formam quando uma célula está sujeita a estresse físico ou químico. Sua função é a de proteger mRNAs essenciais para a sobrevida da célula até que o fator estressor seja retirado ou metabolizado. Sua função fisiológica é clara, porém, em se tratando de tumores, esta resposta é corrompida e exacerbada, causando uma grande resistência aos tratamentos empregados no tratamento do câncer. Neste trabalho, então, utilizamos a metodologia de interferência por RNA para diminuir a expressão da principal proteína enucleadora destes grânulos, a G3BP1. Utilizando desta técnica, conseguimos com sucesso reduzir a formação de GS em células das linhagens tumorais T98G e U87MG quando expostas aos quimioterápicos Bortezomib (inibidor de proteassoma - BZM), Etoposídeo (inibidor da topoisomerase II) e Temozolomida (agente alquilante). Observamos redução na viabilidade de células submetidas à inibição de G3BP1 em relação às não inibidas, para todas as drogas. Para elucidar o que levava estas células a morte, focamos na linhagem U87MG e observamos um aumento nos níveis de apoptose pela técnica de citometria de fluxo utilizando marcação de anexina-V e 7-AAD. Este aumento estava presente em células tratadas com BZM e que haviam tido G3BP1 inibida. Confirmamos o aumento de apoptose pelo ensaio de imunoblotting de caspase 3 cliavada. Em seguida realizamos ensaios para determinar o nível de autofagia das células tratadas. Utilizamos o ensaio de acumulo de lisossomos e observamos aumento indireto de autofagia em U87 tratada com TMZ. Para elucidar este efeito usamos laranja de acridina (AO) em ensaio de vesículas acídicas por time-course, o que revelou aumento no acumulo destas vesículas para ETO e TMZ em 8H para U87 e 10-12H BZM/ETO e TMZ, respectivamente para T98. Como AO já marca lisossomos e autofagossomos maduros, queríamos observar se a expressão de LC3B havia sido modulada, anteriormente a maturação lisossomal. Por citometria de fluxo conseguimos observar aumento na expressão de LC3B para TMZ em 6 e 8H (U87 e T98, respectivamente). Paralelamente, observamos que a inibição de G3BP1 também leva à diminuição de angiogênese induzida por células U87 tratadas com BZM e essa diminuição não VEGF- dependente. Podemos concluir que, autofagia provavelmente tem um papel decisivo na redução de viabilidade de U87 com inibição de GS e tratamento com TMZ. Também concluímos que, a inibição de GS potencializa resposta apoptótica, reduzindo a viabilidade celular e diminui a angiogênese em células da linhagem U87MG tratadas com o quimioterápico BZM.
Abstract: Glioblastoma multiforme (GBM) is the most lethal form of gliomas. These astrocytic-derived pathologies have been studied for many years, yet, not actual cure was achieved with regular treatments. New therapies are currently in development to tackle treatment limitations. In this work, we aim to inhibit a stress-related cellular response triggered by chemotherapeutic agents. Thus, non-membranal organelles known as Stress Granules (SGs) allow cells to recruit and protect vital mRNAs during stress and, when conditions improve, release these mRNAs to resume cells normal activities. This SGs are composed of various proteins, being G3BP1, a core element that enucleates and therefore, results in SGs assembly. Interfering in G3BP1 mRNA and protein expression with short-interference RNA, we were able to successfully diminish SGs assembly. Using calculated IC50 of three chemotherapeutic agents (Bortezomib – proteasome inhibitor, Etoposide – Topoisomerase II inhibitor and Temozolomide – alkylating agent) we observed a reduced cell viability with MTT assay when comparing negative controls and G3BP1 knocked down cells. To elucidate how cells were losing viability in a G3BP1-dependent manner we performed the apoptotic hallmark assay Annexin V/7-AAD concerning phosphatidyl serine domains exposition (PS) and necrosis. Negative control BZM treated group displayed no increased apoptosis when comparing to control without drugs, however, G3BP1 silenced BZM group had a significative increased in apoptotic response. Through Caspase 3 protein quantification by immunoblotting confirmed BZM G3BP1 silenced effects, increasing protein quantity when compared to negative BZM treated group and control groups. In order to better comprehend cells viability loss, we performed a lysosomal accumulation assay which revealed increased autophagy in U87 cells treated with TMZ when SGs were impaired. Further on, we assayed a late stage autophagy assay with acridine orange in a time-course regimen, as results we obtained increased acidic vesicles at 8H for U87 treated with ETO and TMZ and 10-12H for T98 treated with BZM/ETO and TMZ, respectively. Based onobtained results we assesses cells LC3B expression, an early autophagic assay, in time-point prior to ones obtained with AO. Our results demonstrated a possible increase in LC3B expression in U87 cells treated TMZ for 6H and in T98 cells treated with ETO and TMZ for 8 hours. In parallel, we observed a reduced VEGF-independent angiogenesis in SG impaired U87 cells treated with BZM. We can conclude that autophagy probably has a pivotal role in reducing cellular viability in SG impaired U87 TMZ-treated cells All data obtained leads to a new and exciting phenomenon of apoptotic potentializing, anti-angiogenic effects in U87MG GBM cells with impaired SGs assembly.
Subject: Biologia Celular
Apoptose
Glioblastoma
Bortezomib
Etoposídeo
Autofagia
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLOGICAS
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular
Rights: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/35358
Issue Date: 31-May-2019
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