Targeting Colorectal Cancer Stem Cells via ferroptosis, a potential immunogenic cell death

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: David, Jan Caira Cruz
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10451/58499
Resumo: Tese de mestrado, Ciências Biofarmacêuticas, 2022, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia.
id RCAP_d2e6220dcf16f538ab0cc2dd62b9385b
oai_identifier_str oai:repositorio.ul.pt:10451/58499
network_acronym_str RCAP
network_name_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository_id_str 7160
spelling Targeting Colorectal Cancer Stem Cells via ferroptosis, a potential immunogenic cell deathCancer stem cellsDrug discoveryFerroptosisRegulated cell deathImmunogenic cell deathTeses de mestrado - 2022Ciências da SaúdeTese de mestrado, Ciências Biofarmacêuticas, 2022, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia.O cancro colorretal (CRC) é uma doença agressiva com elevada incidência e mortalidade em todo o mundo. Apesar dos avanços no diagnóstico e terapia, a recorrência e as metástases são comuns, principalmente devido à existência de células estaminais cancerígenas (CSCs). Tal apela à descoberta de novos fármacos, que induzam vias de morte celular alternativas nas CSCs do CRC, para o seu uso em combinações terapêuticas. Assim, tivemos como objetivo validar três compostos previamente selecionados de uma triagem fenotípica para inibidores de CSCs no CRC e caraterizar a sua citotoxicidade. As linhas celulares HT29 e HCT116 foram plaqueadas a baixa densidade, utilizando meio para não-diferenciação e em condições de baixa adesão, para promover a formação de esferas enriquecidas em CSCs. A morte e a viabilidade celular foram avaliadas através de ensaios bioquímicos, seguidos do estudo de marcadores de morte celular, estaminalidade e diferenciação por qPCR e immunoblotting. A eficácia dos compostos foi validada in vivo em modelos de xenotransplante de HT29 à dose de 10 mg/kg i.p., três vezes por semana. Os nossos resultados revelam que os compostos foram tanto ou mais eficazes do que a salinomicina no impedimento da formação e crescimento das esferas colorretais enriquecidas em CSCs. Apesar das inconsistências na expressão de marcadores de estaminalidade/diferenciação, os compostos reduziram a viabilidade celular de esferas tumorais de células HT29 e HCT116, concomitante com um aumento da libertação extracelular de ATP, um damage associated molecular pattern bem estabelecido. A co-incubação com inibidores de morte celular revelou que os compostos induzem uma combinação de apoptose, necroptose e ferroptose em ambas as linhas celulares. Estes resultados foram apoiados pela modulação de marcadores característicos de apoptose e necroptose pelos compostos, nomeadamente caspase-3/7, PARP-1 e MLKL. Além disso, a indução de ferroptose em esferas tumorais de HCT116 foi corroborada pela alteração dos níveis proteicos de SLC7A11, GPx4, FTH1 e ALOX5, proteínas envolvidas no metabolismo do ferro e na peroxidação lipídica. Por fim, dois compostos foram bem tolerados e inibiram o crescimento tumoral in vivo, para além de modularem a expressão proteica dos principais marcadores de morte celular. Em conclusão, com este estudo descobrimos novos inibidores de CSCs de CRC que activam vários tipos de morte celular regulada com potencial imunogenicidade. Em particular, demonstrámos que a eliminação de CSCs colorretais por ferroptose poderá constituir uma estratégia para superar a resistência à morte celular em cancro.Colorectal cancer (CRC) is an aggressive disease with high prevalence and mortality worldwide. Despite advancements in diagnosis and therapy, recurrence and metastasis in patients are still common mainly due to cancer stem cells (CSCs). This calls for the discovery of novel drugs that target CSCs in CRC through alternative cell death pathways for use in rational drug combinations. Thus, we aimed to validate three hits of a previous phenotypic cell-based screening of colorectal CSC inhibitors and characterize their cytotoxic mechanism of action. HT29 and HCT116 cell lines were plated at low density in undifferentiated medium and ultra-low attachment conditions to promote CSC-enriched sphere formation. Cell death and viability was measured through biochemical assays, followed by assessment of cell death, stemness and differentiation markers through qPCR and immunoblotting. Hit efficacy was validated in vivo in a HT29 xenograft model at 10 mg/kg i.p., three times a week. Our data showed that hits were at least as effective as salinomycin in impairing CSC-enriched colonsphere formation and growth. Despite inconsistencies in stemness/differentiation marker expression, the compounds reduced cell viability in both HT29- and HCT116-derived tumorspheres, concomitant with an increased extracellular release of ATP, a well-established damage associated molecular pattern. Co-incubation with cell death inhibitors revealed that hits induce a combination of cell death modes in both cell lines, including apoptosis, necroptosis and ferroptosis. These results were supported with modulation by hits of apoptosis and necroptosis hallmarks in colonspheres, namely caspase-3/7, PARP-1 and MLKL. Further, substantiating ferroptosis induction, compounds altered the levels of iron homeostasis and lipid peroxidation-related proteins such as SLC7A11, GPx4, FTH1 and ALOX5 in HCT116-derived tumorspheres. Additionally, two compounds were well tolerated and inhibited tumour growth in vivo, while modulating the expression of key players in cell death. In conclusion, we discovered novel colon CSC inhibitors that trigger multiple types of regulated cell death with potential immunogenicity. Particularly, we showed that the elimination of colorectal CSCs by ferroptosis may serve as a promising therapeutic approach to overcome cancer cell death resistance.Instituto de Investigação do Medicamento.Afonso, Marta BentoRodrigues, Cecília Maria PereiraRepositório da Universidade de LisboaDavid, Jan Caira Cruz2023-07-06T15:02:14Z2022-12-072022-11-242022-12-07T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10451/58499TID:203198646enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-08T17:07:07Zoai:repositorio.ul.pt:10451/58499Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T22:08:36.685896Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
dc.title.none.fl_str_mv Targeting Colorectal Cancer Stem Cells via ferroptosis, a potential immunogenic cell death
title Targeting Colorectal Cancer Stem Cells via ferroptosis, a potential immunogenic cell death
spellingShingle Targeting Colorectal Cancer Stem Cells via ferroptosis, a potential immunogenic cell death
David, Jan Caira Cruz
Cancer stem cells
Drug discovery
Ferroptosis
Regulated cell death
Immunogenic cell death
Teses de mestrado - 2022
Ciências da Saúde
title_short Targeting Colorectal Cancer Stem Cells via ferroptosis, a potential immunogenic cell death
title_full Targeting Colorectal Cancer Stem Cells via ferroptosis, a potential immunogenic cell death
title_fullStr Targeting Colorectal Cancer Stem Cells via ferroptosis, a potential immunogenic cell death
title_full_unstemmed Targeting Colorectal Cancer Stem Cells via ferroptosis, a potential immunogenic cell death
title_sort Targeting Colorectal Cancer Stem Cells via ferroptosis, a potential immunogenic cell death
author David, Jan Caira Cruz
author_facet David, Jan Caira Cruz
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Afonso, Marta Bento
Rodrigues, Cecília Maria Pereira
Repositório da Universidade de Lisboa
dc.contributor.author.fl_str_mv David, Jan Caira Cruz
dc.subject.por.fl_str_mv Cancer stem cells
Drug discovery
Ferroptosis
Regulated cell death
Immunogenic cell death
Teses de mestrado - 2022
Ciências da Saúde
topic Cancer stem cells
Drug discovery
Ferroptosis
Regulated cell death
Immunogenic cell death
Teses de mestrado - 2022
Ciências da Saúde
description Tese de mestrado, Ciências Biofarmacêuticas, 2022, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia.
publishDate 2022
dc.date.none.fl_str_mv 2022-12-07
2022-11-24
2022-12-07T00:00:00Z
2023-07-06T15:02:14Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10451/58499
TID:203198646
url http://hdl.handle.net/10451/58499
identifier_str_mv TID:203198646
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron:RCAAP
instname_str Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron_str RCAAP
institution RCAAP
reponame_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
collection Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository.name.fl_str_mv Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1799134641429413888

Registros relacionados