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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.25.2020.tde-26102021-091418
Document
Author
Full name
Rodrigo Fonseca Buzo
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Bauru, 2020
Supervisor
Committee
Pegoraro, Camila de Oliveira Rodini (President)
Lara, Vanessa Soares
Soares, Cléverson Teixeira
Vilardi, Taisa Maria Rodrigues
Title in English
Microscopic and immunohistochemical characterization of tumor development in immunocompromised mice xenografted with cancer stem cells of oral squamous cell carcinoma
Keywords in English
Animal model
Epithelial-mesenchymal transition
Neoplastic stem cells
Squamous cell carcinoma
Abstract in English
Oral squamous cell carcinoma (OSCC) is one of the most common neoplasms of the head and neck region, with overall survival <5 years. The worst prognosis of the disease is lymph node metastasis associated with a subpopulation of stem cells in tumors, known as cancer stem cells (CSC). Studies have shown that this subpopulation undergoes epithelial to mesenchymal transition (EMT), a process which epithelial cells acquire a mesenchymal phenotype. In OSCC, CSC can be identified by biomarkers, CD44 transmembrane protein being the most commonly used. In oral cancer research, animal models have been widely used as a strategy to understand carcinogenesis as well as to test new antineoplastic agents and to develop new therapeutic approaches. We aimed to evaluate and compare microscopically murine tumors induced by CSC xenotransplantation. Two subpopulations CD44HighESAHigh (epithelial) and CD44HighESALow (mensenchymal) were isolated from OSCC cell line LUC4 by flow cytometry (BD FACSAria Fusion). Xenotransplantation was performed with 5x103 cells injected in the tongue into two groups with twelve NOD/SCID mice each one. Forty-nine days post-injection, tumors were measured, collected and submitted to histotechnical processing for microscopic and immunohistochemical analyses. CD44HighESAHigh cells showed great tumorigenic potential, being able to originate larger tumors in twelve animals (average tumor area: 4.22 mm²). In contrast, only six animals (50%) xenografted with CD44highESAlow cells developed microscopically visible tumors (average tumor area: 0.20 mm²). Structural and cellular changes similar to the human OSCC were observed in both groups. In addition, animals xenografted with CD44HighESAHigh cells showed greater weight loss compared to the CD44HighESALow group (p = 0.0217). The correlation of CSC subpopulations with their corresponding tumors in vivo represents a reliable approach for future research in oral cancer, highlighting the role of different CSC phenotypes in OSCC development and progression. Further studies should be conduct in this field, for example, in understanding how they respond in commonly used therapeutics and develop techniques to overcome their resistance mechanisms.
Title in Portuguese
Caracterização microscópica e imuno-histoquímica do desenvolvimento tumoral em camundongos imunodeficientes xenotransplantados com células-tronco de câncer de carcinoma epidermóide de boca
Keywords in Portuguese
Carcinoma epidermóide
Células-tronco neoplásicas
Modelo animal
Transição epitelial- mesenquimal
Abstract in Portuguese
O carcinoma epidermóide de boca (CEB) é uma das neoplasias mais comuns da região de cabeça e pescoço, com sobrevida global inferior a 5 anos. O pior prognóstico da doença está associado à presença de metástases linfonodais, que tem participação de uma subpopulação de células-tronco presente nos tumores, conhecidas por células-tronco de câncer (CSC, do inglês cancer stem cells). Essa subpopulação sofre transição epitélio-mesenquimal (EMT, do inglês epitelial-mesenchymal transition), processo no qual as células epiteliais adquirem um fenótipo mesenquimal tornando-se migratórias e invasivas. CSC podem ser identificadas por meio de biomarcadores, sendo a proteína CD44 a mais utilizada em CEB. Vale ressaltar que na pesquisa do câncer bucal, os modelos animais têm sido amplamente utilizados como estratégia para entender a carcinogênese, bem como para testar novos agentes antineoplásicos e desenvolver novas abordagens terapêuticas. O objetivo deste estudo foi avaliar e comparar microscopicamente tumores murinos induzidos por xenotransplante de duas subpopulações de CSC, CD44HighESAHigh (epitelial) e CD44HighESALow (mensenquimal), presentes em linhagens de CEB humano LUC4. Após isolamento por meio de citometria de fluxo (BD FACSAria Fusion), foi realizado o xenotransplante das duas subpopulações com 5x103 células inoculadas na língua, em dois grupos com 12 camundongos machos NOD/SCID cada. Após 49 dias, os tumores formados foram medidos, coletados e submetidos ao processamento histotécnico para caracterização microscópica e imuno-histoquímica. A subpopulação CD44HighESAHigh apresentou maior potencial tumorigênico, formando tumores (média da área: 4,22 mm²) em todos os animais inoculados. Em contrapartida, apenas seis animais (50%) xenotransplantados com células CD44HighESALow desenvolveram tumores microscopicamente visíveis (média da área: 0,20 mm²). Foram observadas alterações estruturais e celulares semelhantes ao CEB de humanos em ambos os grupos. Além disso, os animais do grupo CD44HighESAHigh apresentaram maior perda de peso comparado ao grupo CD44HighESALow (p= 0,0217). A correlação de subpopulações de CSC com seus tumores correspondentes in vivo representa uma abordagem confiável para futuras pesquisas sobre câncer bucal, destacando o papel de diferentes fenótipos de CSC no desenvolvimento e progressão de CEB. Estudos adicionais devem ser realizados nesse campo, por exemplo, para entender como eles respondem na terapêutica comumente usada e desenvolver técnicas para superar os mecanismos de resistência.
 
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Release Date
2023-10-26
Publishing Date
2021-10-26
 
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