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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.17.2022.tde-29092022-172654
Document
Author
Full name
Katiuska Tuttis Rodrigues
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2022
Supervisor
Committee
Antunes, Lusania Maria Greggi (President)
Serpeloni, Juliana Mara
Colus, Ilce Mara de Syllos
Takahashi, Catarina Satie
Title in Portuguese
Avaliação dos efeitos da associação entre sulforafano e vitamina D sobre a citotoxicidade, genotoxicidade, migração celular e modulação da expressão gênica em células humanas tumorais de próstata (DU145 e PC-3)
Keywords in Portuguese
Calcitriol
Nutrigenômica
Potencialização
Quimioprevenção
Abstract in Portuguese
Atualmente, o câncer de próstata é o segundo mais incidente em homens no Brasil. Apesar das terapias disponíveis, não existe um tratamento que seja eficiente para os casos de câncer em estágio avançado ou metastático. Sulforafano e vitamina D separados têm apresentado atividade anticâncer promissora em estudos in vitro e in vivo, no entanto, quando utilizados em testes clínicos seus efeitos têm sido limitados devido à baixa biodisponibilidade. Deste modo, o objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da associação de sulforafano e vitamina D sobre a viabilidade celular, citotoxicidade, indução de apoptose e danos no DNA, estresse oxidativo e autofagia, atividade clonogênica e migratória, modulação do ciclo celular, expressão de genes e proteínas em células humanas tumorais de próstata obtidas de metástases (DU145 e PC-3), a fim de verificar um possível efeito sinérgico entre eles. Em células DU145 após 72 horas de tratamento, vitamina D diminuiu a viabilidade celular em ensaio de vermelho neutro e sulforafano diminuiu a viabilidade celular em ensaio de MTT e vermelho neutro. Em células PC-3, vitamina D e sulforafano diminuíram a viabilidade celular em ensaio de MTT e vermelho neutro. O tratamento associado (sulforafano + vitamina D) diminuiu a viabilidade celular quando comparado aos tratamentos isolados após 24 horas, mas não houve alteração após 72 horas. Sulforafano induziu citotoxicidade e sua associação com vitamina D potencializou o efeito citotóxico do sulforafano em ambas as linhagens. Sulforafano induziu morte por apoptose e parada do ciclo celular em DU145 (fase S e G2) e PC-3 (fase G2). Vitamina D e sulforafano inibiram a atividade clonogênica em PC-3, mas somente sulforafano diminuiu a capacidade de formar colônias em células DU145. Após o tratamento associado, não foi observada qualquer diferença na indução de apoptose, modulação do ciclo celular ou capacidade clonogênica quando comparadas aos tratamentos isolados. Não houve alteração na migração celular em nenhuma das concentrações testadas, tanto em tratamento isolado como associado nas duas linhagens. Após o tratamento isolado, vitamina D e sulforafano não induziram formação de espécies reativas e danos no DNA. Entretanto, o tratamento associado foi genotóxico em DU145 e induziu estresse oxidativo em DU145 (3 e 24 horas) e PC-3 (3 horas). Sulforafano aumentou a autofagia e a associação do sulforafano com a vitamina D potencializou seu efeito autofágico em ambas as linhagens. Após o tratamento associado em células DU145, a expressão dos genes MAPK1, CCNB1, CDK1 e CTNNB1 aumentou. As proteínas BAX, CASP8, CASP3, NRF2 e JNK foram mais expressas, e BCL2 menos expressa em relação ao controle. Em células PC-3 foi observado aumento da expressão dos genes MAPK1 e CCNB1 e das proteínas BAX e NRF2, e diminuição da expressão do gene TNF e das proteínas BCL2, CASP8 e JNK. Após a predição das interações entre alvos, sulforafano e vitamina D, foi apresentada a via MAPK como possível via de sinalização responsável pelos efeitos encontrados com o tratamento associado. Esses resultados demonstram que a associação de sulforafano e vitamina D tem potencial para uso na terapia do câncer de próstata.
Title in English
Evaluation of the effects of the association between sulforaphane and vitamin D on cytotoxicity, genotoxicity, cell migration and modulation of gene expression in human prostate tumor cells (DU145 e PC-3)
Keywords in English
Calcitriol
Chemoprevention
Nutrigenomics
Potentiation
Abstract in English
Currently, prostate cancer is the second most incident in men in Brazil. Despite the available therapies, there is no treatment that is efficient for cases of advanced or metastatic cancer. Separated sulforaphane and vitamin D have shown promising anticancer activity in in vitro and in vivo studies, however, when used in clinical trials, their effects have been limited due to low bioavailability. Thus, the objective of this work was to evaluate the effects of the association of sulforaphane and vitamin D on cell viability, cytotoxicity, induction of apoptosis and DNA damage, oxidative stress and autophagy, clonogenic and migratory activity, cell cycle modulation, expression of genes and proteins in human prostate tumor cells obtained from metastases (DU145 and PC-3), in order to verify a possible synergistic effect between them. In DU145 cells after 72 hours of treatment, vitamin D decreased cell viability in neutral red assay and sulforaphane decreased cell viability in MTT and neutral red assay. In PC-3 cells, vitamin D and sulforaphane decreased cell viability in MTT and neutral red assay. The associated treatment (sulforaphane + vitamin D) decreased cell viability when compared to isolated treatments after 24 hours, but there was no change after 72 hours. Sulforaphane induced cytotoxicity and its association with vitamin D potentiated the cytotoxic effect of sulforaphane on both cell lines. Sulforaphane induced cell death by apoptosis and cell cycle arrest in DU145 (S and G2 phase) and PC-3 (G2 phase). Vitamin D and sulforaphane inhibited clonogenic activity in PC-3, but only sulforaphane decreased the ability to form colonies in DU145 cells. After the associated treatment, no difference was observed in the induction of apoptosis, cell cycle modulation or clonogenic capacity when compared to the isolated treatments. There was no change in cell migration at any of the concentrations tested, either in isolated or associated treatment in the two cell lines. Vitamin D and sulforaphane did not induce formation of reactive species and DNA damage. However, the associated treatment was genotoxic in DU145 and induced oxidative stress in DU145 (3 and 24 hours) and PC-3 (3 hours). Sulforaphane increased the autophagy and its association with vitamin D potentiated this effect in both cell lines. After the associated treatment in DU145 cells, the expression of MAPK1, CCNB1, CDK1 and CTNNB1 genes was increased. The proteins BAX, CASP8, CASP3, NRF2 and JNK were more expressed, and BCL2 less expressed in relation to the control. In PC-3 cells, there was an increase in the expression of the MAPK1 and CCNB1 genes and of the BAX and NRF2 proteins, and a decrease in the expression of the TNF gene and of the BCL2, CASP8 and JNK proteins. After predicting the interactions between targets, sulforaphane and vitamin D, the MAPK pathway was presented as a possible signaling pathway responsible for the effects found with the associated treatment. These results demonstrate that the association of sulforaphane and vitamin D has potential for use in prostate cancer therapy.
 
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Release Date
2024-06-08
Publishing Date
2022-11-01
 
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