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Tipo do documento: Tese
Título: Polissacarídeos sulfatados de invertebrados marinhos e progressão tumoral: efeitos na interação tumor-endotélio, angiogênese e radiorresistência
Título(s) alternativo(s): Sulfated polysaccharides from marine invertebrates and tumor progression: Effects on tumor endothelium interactions, angiogenesis and radioresistance
Autor: Dantas, Viviane Wallerstein Mignone 
Primeiro orientador: Silva, Verônica Maria Morandi da
Primeiro coorientador: Figueiredo, Camila Castro
Primeiro membro da banca: Mourao, Paulo Antonio de Souza
Segundo membro da banca: Albano, Rodolpho Mattos
Terceiro membro da banca: Díaz, José Andrés Morgado
Resumo: A metástase depende da capacidade de interação entre as células tumorais e o endotélio, mediadas por selectinas e integrinas. Após a adesão ao endotélio, as células precisam deixar a circulação para se estabelecer em um novo sítio. Nele, a proliferação celular pode ser estimulada por fatores de crescimento. Além disso, a adesão das células tumorais à matriz extracelular também pode controlar a proliferação, remodelamento do citoesqueleto, apoptose e expressão gênica. Heparans sulfato expressos na superfície celular atuam como correceptores de fatores de crescimento e de moléculas de adesão. Polissacarídeos sulfatados, como a heparina e seus derivados, podem atuar como inibidores de selectinas, além de interferirem na ligação de moléculas de adesão e fatores de crescimento com seus receptores. No presente trabalho, foi investigada a ação de polissacarídeos sulfatados fucanas - extraídos de diferentes espécies de ouriço-do-mar (L. variegatus, S. franciscanus, S.pallidus, A. lixula and S. droebachiensis) em diferentes aspectos da progressão tumoral, como: (i) interação entre as células tumorais e o endotélio e no crescimento tumoral in vitro e in vivo (ii) diferenciação angiogênica (iii) na radiorresistência de células tumorais. Investigou-se efeitos direto da fucana de L.variegatus (FucSulf I) sobre células tumorais. FucSulf1 teve maior potencial inibitório na adesão das linhagens humanas tumorais de próstata DU-145 e PC-3 ao endotélio ativado com TNF-α e à matriz subendotelial, na linhagem DU-145. A migração transendotelial das duas linhagens também foi inibida por FucSulf I. FucSulf I mostrou-se capaz de inibir a adesão à P-selectina, podendo assim contribuir para a diminuição da adesão celular. Foi mostrado que a FucSulf I diminui, a proliferação não só das linhagens tumorais de próstata mas também das de mama (MDA-MB-131) e de melanoma (murino B16-F10 e humano MV3), não apresentando efeito citotóxico. Foi observada a inibição da expressão do receptor neuropilina-1 e a diminuição da ativação da FAK nas linhagens tumorais de próstata tratadas com a FucSulf I, ambas proteínas envolvidas no controle de vias de proliferação celular. O crescimento da linhagem de melanoma B16-10 in vivo também foi fortemente inibido, em animais tratados com a FucSulf I. Na Parte II, os efeitos de FucSulf I nas células endoteliais primárias foram abordados. Foi observado que ela se liga à membrana celular e inibe a adesão dessas células à matriz. Além disso, a fucana se liga ao VEGF e impede a ativação do VEGFR2. A interferência na adesão celular, bem como a inibição da ativação do VEGFR2, pode contribuir para o efeito de FucSulf I na diferenciação endotelial angiogênica. Investigou-se os efeitos da FucSulf I na adesão celular e na radiorresistência da linhagem de melanoma MV3. A fucana inibe a adesão da MV3 à fibronectina assim como a ativação de FAK, envolvida também na regulação da adesão célula-matriz. A diminuição de pontos de contato com a matriz extracelular pode tornar as células mais radiossensíveis. A FucSulf I aumentou a radiossensibilidade da linhagem MV3, diminuindo a formação de colônias de células expostas à radiação. Sendo assim, fucanas sulfatadas podem fornecer um modelo para desenvolvimento de drogas candidatas para controle de câncer, baseadas tanto em suas propriedades tumorais diretas, como em sua potencial atuação sobre alvos do microambiente tumoral, como células endoteliais e moléculas da matriz extracelular.
Abstract: The initial steps of metastatic process involve cell adhesion molecules of the selectin family, followed by engagement of different integrin subfamilies. Transendothelial migration across the vessel barrier and the establishment of firm adhesion to the subendothelial matrix are additional steps to be concluded by metastatic tumor cells in order to succefully colonize a secondary tissue site. Cell surface heparan sulfate proteoglycans act as co-receptors for growth factors and cell adhesion molecules. Sulfated polyssaccharides such as heparin and its derivatives act both as potent inhibitors of selectins, and modulators of the biological activity of growth factors and its receptors. In the present work, was investigated the effects of sulfated polyssaccharides isolated from sea urchins (L. variegatus, S. franciscanus, S.pallidus, A. lixula and S. droebachiensis) in different aspects of cancer cell biology, with particular emphasis on FucSulfI, the sulfated fucan from L. variegatus. In Part I, the direct effect of FucSulfI on tumor cell lines was investigated. Among the various fucans tested, FucSulfI exibited the highest inhibitory effect on the adhesion of the prostate cancer cells DU-145 and PC-3, on both TNF-α-activated endotelial layers and extracelular matrix. FucSulf I was able to strongly inhibit tumor cell adhesion to P-selectin. FucSulfI inhibited transendothelial migration of both cell lines and also the MV3 human melanoma cell line. The sulfated fucan was able to significantly inhibit the proliferation of prostate, breast adenocarcinoma, and melanoma cell lines. The treatment of prostate cancer cells with FucSulfI for 48 hours downregulated the expression of neuropilin-1 and FAK, both involved in cell proliferation signaling pathways. Melanoma growth in vivo was also inhibited by FucSulf I.. In Part II, we focused on the effect of FucSulfI in angiogenic endotelial differentiation. This fucan decreased endotelial cell adhesion to fibronectin and gelatin, through direct binding to endotelial cell surface. Was observed that FucSulfI inhibited VEGF-dependent tubulogenesis in vitro, and decreased VEGFR2 phosphorylation, the main receptor tyrosine kinase mediating VEGF effects on endotelial cells. Additionally, soluble VEGF was able to bind to immobilized FucSulfI, suggesting that the mechanism of inhibition of VEGFR2 is probably related to the depletion and/or sequestration of VEGF away from its receptors on cell surface. In view of the significant effects of FucSulfI on cell adhesion, in Part III possible applications of this fucan in the field of tumor radioresistance were explored. It is known that the composition of extracellular matrix interferes with cellular resistance to cell-damaging agents such as drugs or ionising radiation. Was investigated the effect of FucSulfI in cell adhesion and radioresistance of MV3 melanoma cells. Results showed that the fucan inhibits tumor adhesion to fibronectin and activation of FAK. The treatment of MV3 cells with FucSulfI inhibited colony formation by 30%. When cells were submitted to radiation (2Gy) after the treatment with FucSulfI, colony formation was decreased by 80%. In conclusion, based on the data presented in this work, sulfated fucans emerge as promising molecules, displaying a large array of significant anti-tumoral and anti-endothelial activities that could potentially lead to their proposal as new drug candidates for cancer control.
Palavras-chave: Tumor cells
Endothelium
Sulfated fucan
Angiogenesis
Radioresi
Células tumorais
Endotélio
Fucana sulfatada
Angiogênese
Radioressistência
Polissacarídeos
Invertebrado marinho
Endotélio
Metástase
Área(s) do CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOLOGIA GERAL
Idioma: por
País: BR
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UERJ
Departamento: Centro Biomédico::Instituto de Biologia Roberto Alcantara Gomes
Programa: Programa de Pós-Graduação em Biociências
Citação: DANTAS, Viviane Wallerstein Mignone. Polissacarídeos sulfatados de invertebrados marinhos e progressão tumoral: efeitos na interação tumor-endotélio, angiogênese e radiorresistência. 2016. 158 f. Tese (Doutorado em Biociências) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2016.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/16196
Data de defesa: 30-Mar-2016
Aparece nas coleções:Doutorado em Biociências

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