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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.23.2023.tde-26062023-112225
Document
Author
Full name
Emília Maria Gomes Aguiar
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2023
Supervisor
Committee
Nunes, Fabio Daumas (President)
Corrêa, Luciana
Rodrigues, Maria Fernanda Setúbal Destro
Xavier, Flávia Caló de Aquino
Title in Portuguese
Efeito de quimioterápicos inibidores de histonas deacetilases sobre células-tronco tumorais derivadas de linhagens de carcinoma mucoepidermoide de glândula salivar
Keywords in Portuguese
Carcinoma mucoepidermoide de glândula salivar
Células-tronco tumorais
Inibidores de histonas deacetilases
Quimioterapia
Abstract in Portuguese
O tratamento quimioterápico para o carcinoma mucoepidermoide de glândula salivar (CME) é, usualmente, reservado para casos agressivos e metastáticos, devido a sua baixa resposta à radio e quimioterapia, a qual é associada à presença de célulastronco de câncer na população intratumoral. Nesse contexto, os fármacos inibidores de histonas deacetilases (iHDACs) surgiram como uma estratégia, em potencial, para o tratamento do câncer, já que a hipoacetilação das histonas tem sido identificada em vários tipos de câncer. Os iHDACs induzem a rápida hiperacetilação das histonas e possuem importantes efeitos antitumorais, incluindo a ação sobre Células-tronco tumorais (CTTs). Desse modo, este estudo se propôs a avaliar os efeitos antitumorais de dois fármacos iHDACs (Panobinostat - PAN e Romidepsin - ROM), isoladamente e em associação com a Cisplatina (CIS), sobre duas linhagens celulares derivadas de CME (UM-HMC1 e UM-HMC3A), com foco na população de CTTs. A ação dos iHDACs foi investigada quanto a capacidade de inibir: (i) viabilidade celular (MTS e sulforodamina B); (ii) migração coletiva (ferida) e individual (transwell); (iii) invasão (transwell com matrigel); (iv) clonogenicidade e autorrenovação (formação de colônias e esferas); (v) expressão de marcadores relacionados ao fenótipo tronco-tumoral (citometria de fluxo, RT-qPCR e qPCR array), após 48h de tratamento prévio com as doses de IC50 dos fármacos. As propriedades de autorrenovação e clonogenicidade, também foram analisadas em condições de desacetilação, obtidas pela manutenção dos fármacos no meio de cultivo por um período prolongado (tratamento concomitante). Os resultados mostraram que o tratamento prévio com os iHDACs induziram efeitos antitumorais, reduzindo a capacidade de migração, invasão e de formação de esferas, em ambas as linhagens celulares; apesar de não terem atuado eficientemente sobre as colônias tumorais, e nem na redução da população com fenótipo tronco-tumoral (ALDH+/CD44+) na linhagem UM-HMC3A, derivada de tumor recidivante. Já os tratamentos em associação com a Cisplatina (PAN+CIS e ROM+CIS), reduziram eficientemente o número de esferas e, ainda, potencializaram o efeito inibitório dos iHDACs sobre a capacidade de migração e invasão celular. Contudo, a redução da resistência a CIS só foi constatada quando os fármacos em associação, permaneceram em contato com as células por um período mais prolongado. Apesar de não ter havido alterações relevantes na expressão de genes relacionados à autorrenovação e pluripotência celular, após 48h de tratamento, os resultados obtidos em um screening com 84 genes, realizado com placas de qPCR array, revelaram a expressão diferencial de diversos genes relacionados à CTTs humanas. Coletivamente, os resultados obtidos nesse estudo, evidenciaram os efeitos antitumorais da monoterapia dos iHDACs (PAN e ROM) sobre linhagens de CME, apesar dos tratamentos em associação com a CIS, não terem reduzido efetivamente a resistência das células à ação da Cisplatina. Portanto, os dados aqui apresentados, ao mesmo tempo que comprovam os efeitos in vitro dos dois iHDACs em linhagens de CME, ressaltam a necessidade de outros estudos, visando identificar combinações terapêuticas mais efetivas na erradicação das CTTs e, consequentemente, no tratamento dos pacientes acometidos pelo CME de glândula salivar. Therefore, the data presented here, while confirming in vitro effects of the two iHDACs in CME cell lines, highlight the need for further studies to identify more effective therapeutic combinations in the eradication of CTT and, consequently, in the treatment of affected patients by MEC.
Title in English
Effects of chemotherapy with histone deacetylases inhibitors on cancer stem cells derived from cell lines of mucoepidermoid carcinoma of salivary gland
Keywords in English
Cancer stem cells
Chemotherapy
Histone deacetylase inhibitors
Mucoepidermoid carcinoma of salivary gland
Abstract in English
Chemotherapy treatment for mucoepidermoid carcinoma of the salivary gland (CME) is usually reserved for aggressive and metastatic cases due to its low response to radio and chemotherapy, which is associated with the presence of cancer stem cells in the intratumoral population. In this context, histone deacetylases (iHDAC) inhibitor drugs have emerged as a potential strategy for cancer treatment since histone hypoacetylation has been identified in several types of cancer. The iHDACs induce rapid histone hyperacetylation and have significant antitumor effects, including action on Cancer Stem Cells (CTTs). Thus, this study aimed to evaluate the antitumor effects of two iHDACs drugs (Panobinostat - PAN and Romidepsin - ROM), isolated and in association with Cisplatin (CIS), on two CME-derived cell lines (UM-HMC1 and UM - HMC3A), focusing on the CTTs population. We investigated iHDACs' abilities to inhibit: (i) cell viability (MTS and sulforhodamine B); (ii) colletive ("wound healing assay") and individual (transwells) migration; (iii) invasion (Matrigel-coated transwells); (iv) clonogenicity and self-renewal (colony and sphere formation); (v) expression of markers related to cancer stem-cell phenotype (flow cytometry, RT-qPCR and qPCR array), after 48h of previous treatment with the IC50 doses of the drugs. Self-renewal ability and clonogenicity were also analyzed under deacetylation conditions obtained by maintaining the drugs in the culture medium for an extended period (concomitant treatment). The results showed that previous treatment with iHDACs induced antitumor effects, reducing the ability to migrate, invade and form spheres in both cell lines. However, they did not act efficiently on tumor colonies nor in reducing the population with a stem-cell cancer phenotype (ALDH+/CD44+) in the UM-HMC3A lineage derived from a recurrent tumor. The treatments in association with Cisplatin (PAN+CIS and ROM+CIS) efficiently reduced the number of spheres and also potentiated the inhibitory effect of iHDACs on the capacity for cell migration and invasion. However, the reduction in resistance to CIS was only observed when the combined drugs remained in contact with the cells for a more extended period. Although there were no relevant alterations in the expression of genes related to self-renewal and cellular pluripotency, after 48 hours of treatment, the results obtained in the "screening" with 84 genes, carried out in qPCR array plates, revealed the differential expression of several genes related to human CTTs. Collectively, the results obtained in this study showed the antitumor effects of monotherapy with iHDACs (PAN and ROM) in CME cell lines, although treatments in association with CIS have not reduced effectively the resistance of cells to the Cisplatin action.
 
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Publishing Date
2023-09-13
 
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