Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/58344
Type: Tese
Title: Papel da atividade neuronal sensorial e resposta quimioterápica à cisplatina no fenômeno de transição epitélio-mesenquimal (EMT) no câncer de pulmão de células não-pequenas (NSCLC))
Authors: Bryan Ôrtero Perez Gonçalves
First Advisor: Alexander Birbrair
First Referee: Luciana Maria Silva
Second Referee: Pedro Pires Goulart Guimarães
Third Referee: Remo de Castro Russo
metadata.dc.contributor.referee4: Letícia da Conceição Braga
Abstract: O fenômeno de transição epitélio-mesenquimal (EMT) é tradicionalmente associado à migração celular durante o desenvolvimento embrionário ou na cicatrização de feridas, entretanto, hoje sabe-se que este mecanismo possui um papel fundamental na invasão e metástase de tumores sólidos. Assim, utilizando-se do estado da arte, o objetivo principal deste estudo foi avaliar a participação deste evento in-vitro, na linhagem celular de câncer de pulmão de células não- pequenas (NSCLC), LLC1, nos modelos monocamada (MN) e de enriquecimento de células tronco do câncer (CSC’s) por meio da formação de tumoresferas (TE). Além disso, buscamos elucidar como o tratamento com cisplatina ou a depleção de neurônios sensoriais podem modular o evento EMT no câncer de pulmão in vivo. Para alcançar os objetivos aqui propostos, determinamos o IC50 para células LLC1 tratadas com o quimioterápico cisplatina. O estado transcricional dos genes reguladores de EMT (Zeb1, Zeb2, Twist, Snail e FoxA2) e os alvos a jusante desses fatores de transcrição (E-caderina, Tgfb1, Vimentina, Fibronectina e N- caderina), além dos genes de pluripotência (Sox2, Oct-4 e Nanog), foram avaliados por qPCR. Avaliamos a expressão do marcador epitelial E-caderina e das proteínas mesenquimais fibronectina, vimentina e N-caderina pela técnica de imunofluorescência. Para caracterizar subpopulações celulares com perfis de CSCs-like (CD44+ / CD133+ / ALDH+ / CD24+) e o estado proliferativo (Ki-67+) realizamos imunofenotipagem por citometria de fluxo. As células LLC1 foram tratadas com o meio condicionado isolado a partir do cultivo in-vitro de neurônios sensoriais extraídos do gânglio da raiz dorsal de animais C57Bl/6J, ou colocadas em co-cultura no sistema transwell. Finalmente, células LLC1 foram inoculadas via subcutânea (S.C) em animais C57Bl/6J que tiveram seus neurônios sensoriais depletados por meio do tratamento farmacológico com a resiniferotoxina (RTX) ou que foram tratados somente com o quimioterápico cisplatina. Desta forma, caracterizamos o microambiente dos tumores oriundos do crescimento das células LLC1 por meio da imunofenotipagem para CSCs de pulmão e células imunes, além da avaliação do perfil transcriptômico dos genes envolvidos no fenômeno EMT, pluripotência e morte celular programada por apoptose. Entre os resultados obtidos destacam-se: (I) regulação positiva da expressão dos transcritos reguladores do fenômeno EMT e dos genes de pluripotência após tratamento com cisplatina in-vitro e presença de células com perfil de CSCs mesmo após o tratamento com cisplatina; (II) aumento do IC50 na MN e TE tratada com cisplatina diluída em meio condicionado; (III) presença de um fenótipo híbrido nas células LLC1 em co-cultura com neurônios sensoriais, com expressão da proteína epitelial E- caderina e mesenquimal, vimentina, nas células tumorais; (IV) ausência de fibras sensoriais no tumor primário de animais tratados com cisplatina, semelhante a depleção com RTX; (V) aumento do volume, peso e área dos tumores de animais que tiveram os neurônios sensoriais depletados com RTX; (VI) diminuição das proteínas E-caderina, N-caderina, fibronectina e vimentina, redução de células com perfil CSCs-like e de células do sistema imunológico, nos tumores primários de animais tratados com cisplatina ou que tiveram os neurônios depletados com RTX. Sendo assim, nossos achados dão forte suporte a ideia de que fibras nervosas sensoriais estabelecem um crosstalk com o microambiente tumoral e que o tratamento com cisplatina pode afetar a presença dessas fibras no tumor primário. Desta forma, espera-se que os dados gerados possam contribuir para o entendimento de como as fibras nervosas sensoriais podem modular a complexidade celular do tumor, abrindo espaço para potenciais abordagens terapêuticas.
Abstract: The phenomenon of epithelial-mesenchymal transition (EMT) is traditionally associated with cell migration during embryonic development or wound healing, however, today it is known that this mechanism plays a key role in the invasion and metastasis of solid tumors. Thus, using the state of the art, the main objective of this study was to evaluate the in-vitro participation of this event, in the non-small cell lung cancer (NSCLC) cell line, LLC1, in the monolayer (MN) and cancer stem cells enrichment model (CSC's) through the tumorspheres (TE) assay. Furthermore, we seek to elucidate how cisplatin treatment or sensory neuron depletion can modulate the EMT in lung cancer in-vivo. To achieve the objectives proposed here, we determined the IC50 for LLC1 cells treated with cisplatin. The transcriptional state of the EMT regulatory genes (Zeb1, Zeb2, Twist, Snail, and FoxA2) and the downstream targets of these transcription factors (E-cadherin, Tgfb1, Vimentin, Fibronectin, and N-cadherin), in addition to pluripotency genes (Sox2, Oct-4, and Nanog), were evaluated by qPCR. We evaluated the expression of the epithelial marker E-cadherin and the mesenchymal proteins fibronectin, vimentin, and N-cadherin by immunofluorescence. To characterize cell subpopulations with CSCs-like profiles (CD44+/CD133+/ALDH+/CD24+), and the proliferative state (Ki-67+) we performed immunophenotyping by flow cytometry. LLC1 cells were treated with the conditioned medium isolated from the in-vitro culture of sensory neurons extracted from the dorsal root ganglion of C57BL/6J animals, or placed in co-culture in the transwell system. Finally, LLC1 cells were inoculated subcutaneously (S.C) in C57Bl/6J animals that had their sensory neurons depleted through pharmacological treatment with resiniferotoxin (RTX) or that were treated only with the chemotherapy drug cisplatin. Thus, we characterized the microenvironment of tumors arising from the growth of LLC1 cells through immunophenotyping for lung CSCs and immune cells, in addition to evaluating the transcriptomic profile of the genes involved in the EMT phenomenon, pluripotency and programmed cell death by apoptosis. Among the results obtained, the following stand out: (I) positive regulation of the expression of regulatory transcripts of the EMT phenomenon and pluripotency genes after treatment with cisplatin in-vitro and presence of cells with a CSC profile even after treatment with cisplatin; (II) increase in IC50 in MN and TE treated with cisplatin diluted in conditioned medium; (III) presence of a hybrid phenotype in LLC1 cells in co-culture with sensory neurons, with expression of the epithelial E-cadherin and mesenchymal protein, vimentin, in tumor cells; (IV) absence of sensory fibers in the primary tumor of animals treated with cisplatin, similar to RTX depletion; (V) increase in volume, weight and area of tumors in animals that had sensory neurons depleted with RTX; (VI) decrease of E-cadherin, N-cadherin, fibronectin, and vimentin proteins, reduction of CSCs-like profile and of immune system cells, in primary tumors of animals treated with cisplatin or whose neurons were depleted with RTX. Thus, our findings strongly support the idea that sensory nerve fibers establish a crosstalk with the tumor microenvironment and that cisplatin treatment can affect the presence of these fibers in the primary tumor. In this way, it is expected that the data generated may contribute to the understanding of how sensory nerve fibers can modulate the cellular complexity of the tumor, opening space for potential therapeutic approaches.
Subject: Fisiologia
Neoplasias pulmonares
Transição Epitelial-Mesenquimal
Euphorbia resinífera
Cisplatino
Sistema nervoso
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - DEPARTAMENTO DE FISIOLOGIA E BIOFÍSICA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas - Fisiologia e Farmacologia
Rights: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/58344
Issue Date: 19-Dec-2022
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