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Tipo do documento: Dissertação
Título: Avaliação do fenótipo de célula-tronco tumoral e da dinâmica mitocondrial em células tumorais colorretais refratárias ao tratamento com 5-fluorouracil
Título(s) alternativo(s): Analysis of cancer stem cell phenotype and mitochondrial dynamics in refractory colorectal cancer cells to 5-fluorouracil treatment
Autor: Rainho, Mateus de Almeida 
Primeiro orientador: Thole, Alessandra Alves
Primeiro coorientador: Mencalha, Andre Luiz
Primeiro membro da banca: Marques, Erika Afonso Costa Cortez
Segundo membro da banca: Morgado Díaz, José Andrés
Terceiro membro da banca: Freitas Junior, Julio Cesar Madureira de
Resumo: O câncer colorretal (CCR) é a neoplasia maligna que acomete o intestino grosso, sendo o segundo tipo mais incidente e o terceiro tipo mais letal em todo o mundo. Embora as estratégias terapêuticas tenham avançado nos últimos anos, cerca de metade dos pacientes sofrem com recidivas, metástases e resistência aos tratamentos convencionais. O 5-fluorouracil (5-FU) é o quimioterápico mais empregado nos regimes terapêuticos para o CCR, entretanto, aproximadamente metade dos indivíduos com estágio metastático apresentam resistência a este fármaco. Nesse contexto, as células-tronco tumorais (CTT) são uma subpopulação celular tumoral, com capacidade de autorrenovação e diferenciação, que estão intimamente associadas à metástase e resistência aos tratamentos. Por sua vez, as mitocôndrias são organelas que exercem um papel fundamental no câncer, apresentando um dinamismo morfológico por meio dos processos de fusão e fissão mitocondriais, bem como da biogênese e da mitofagia. Sabe-se que alterações no equilíbrio dos processos da dinâmica mitocondrial possuem efeitos sobre as CTT e a resistência terapêutica. Portanto, o objetivo deste trabalho foi analisar o fenótipo de CTT e a dinâmica mitocondrial de células tumorais de CCR refratárias ao tratamento com 5-FU. Para isso, a linhagem tumoral colorretal HT-29 foi exposta ao 5-FU e as células refratárias foram analisadas quanto à (1) morfologia, por microscopia óptica e de fluorescência, (2) expressão de genes relacionados ao “fenótipo tronco” e à dinâmica mitocondrial, por RT-qPCR; (3) expressão de CD133 (marcador de CTT colorretal), por citometria de fluxo e imunocitoquímica; e (4) ultraestrutura, por microscopia eletrônica de transmissão. Os resultados mostraram que as células refratárias exibem maior tamanho e complexidade celular, com mais vacuolizações, multinucleações e estruturas compatíveis com entose. Além disso, a expressão gênica e proteica de CD133 diminuiu na população de células refratárias. Contudo, estas células expressavam CD133 de forma muito mais intensa, também demonstrando maior tamanho e granulosidade. Quanto à dinâmica mitocondrial, os níveis de RNAm de PINK1 (gene de mitofagia) encontraram-se mais elevados no grupo refratário ao tratamento. Os resultados da ultraestrutura mostraram o aumento de vacúolos, inclusões lipídicas, mitocôndrias danificadas e estruturas de autofagossomos nas células refratárias. Sendo assim, este trabalho mostrou que as células tumorais colorretais refratárias ao tratamento com 5-FU possuem menor fração de células CD133+, porém com uma alta expressão nas células que expressam esse marcador, bem como aumento de tamanho e granulosidade, além de apresentarem características que sugerem aumento do processo de mitofagia.
Abstract: Colorectal cancer (CRC) is the malignant neoplasm that affects the large intestine, being the second most incident and the third most lethal type of cancer worldwide. Although therapeutic strategies have developed in recent years, almost half of patients suffer from relapses, metastases, and resistance to conventional treatments. 5-fluorouracil (5-FU) is the most widely used chemotherapeutic in CRC therapies, but around half of metastatic patients have resistance to this drug. In this context, cancer stem cells (CSCs) are a tumor subpopulation of cells, with self-renewal and differentiation capabilities, which are closely associated with metastasis and treatment resistance. In its turn, the mitochondria are organelles that play an important role in cancer, presenting a morphological dynamism through the processes of mitochondrial fusion and fission, as well as biogenesis and mitophagy. Changes in the balance of the processes of mitochondrial dynamics are known to have effects on CSCs and therapeutic resistance. Therefore, this work aimed to analyze the CTT phenotype and the mitochondrial dynamics of RCC tumor cells refractory to 5-FU treatment. For this purpose, the colorectal tumor cell line HT-29 was exposed to 5-FU and the refractory cells were analyzed for (1) morphology, by light and fluorescence microscopy, (2) expression of genes related to the “stem phenotype” and mitochondrial dynamics, by RT-qPCR; (3) expression of CD133 (colorectal CTT marker), by flow cytometry and immunocytochemistry; and (4) ultrastructure, by transmission electron microscopy. The results show that refractory cells exhibit greater cell size and complexity, with more vacuolation, multinucleation and structures compatible with entosis. Furthermore, CD133 gene and protein expression decreased in the refractory cell population. However, these cells expressed CD133 much more intensely, also demonstrating greater size and granulosity. As for mitochondrial dynamics, levels of PINK1 mRNA (mitophagy gene) were found to be higher in the treatment-refractory group. Ultrastructure results showed increased vacuoles, lipid inclusions, damaged mitochondria and autophagosome structures in refractory cells. Therefore, this work showed that colorectal tumor cells refractory to treatment with 5-FU have a lower fraction of CD133+ cells, but with high expression per positive cell, as well as increased size and granulosity, in addition to presenting features that suggest an increase in the process of mitophagy.
Palavras-chave: Câncer colorretal
Células-tronco tumorais
Quimiorresistência
Dinâmica mitocondrial
5-fluorouracil
Colorectal cancer
Cancer stem cells
Chemoresistance
Mitochondrial dynamics
5-fluorouracil
Intestinos - Câncer
Neoplasias colorretais
Fluoruracila
Área(s) do CNPq: CIENCIAS BIOLOGICAS::MORFOLOGIA::CITOLOGIA E BIOLOGIA CELULAR
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UERJ
Departamento: Centro Biomédico::Faculdade de Ciências Médicas
Programa: Programa de Pós-Graduação em Fisiopatologia Clínica e Experimental
Citação: RAINHO, Mateus de Almeida. Avaliação do fenótipo de célula-tronco tumoral e da dinâmica mitocondrial em células tumorais colorretais refratárias ao tratamento com 5-fluorouracil. 2023. 89 f. Dissertação (Mestrado em Fisiopatologia Clínica e Experimental) – Faculdade de Ciências Médicas, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2023.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/22721
Data de defesa: 14-Set-2023
Aparece nas coleções:Mestrado em Fisiopatologia Clínica e Experimental

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