Silenciamento de metaloproteinases de matriz 9 e 13 por RNA de interferência em modelo de câncer de mama murino
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Data de Publicação: | 2019 |
Tipo de documento: | Tese |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UFJF |
Texto Completo: | https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/14552 |
Resumo: | O câncer engloba um conjunto de doenças caracterizadas por crescimento e invasão celular anormal em órgãos e tecidos podendo espalhar-se para outros locais do corpo. Atualmente é considerado um problema de saúde pública mundial com altos índices de mortalidade. O câncer de mama é o segundo tipo de câncer mais prevalente em mulheres com altos índices de mortalidade devido a metástases. Proteínas envolvidas no processo de progressão tumoral tem sido alvos de abordagens terapêuticas. Nesse contexto, as metaloproteinases de matriz (MMPs) são genes que se encontram superexpressos em diversos tipos de cânceres e atuam na progressão tumoral por meio da proteólise de componentes da membrana basal e matriz extracelular, atuando na invasão e metástase de células tumorais. Terapias atuais como hormonal, quimioterapia, radioterapia e imunoterapia não tem sido totalmente eficaz, tornando-se necessário a busca de novas abordagens terapêuticas. Nesse contexto, o silenciamento de genes superexpressos nos tumores é uma alternativa. O uso de RNAs de interferência (siRNA) tem sido descrito como potencial método para o silenciamento, porém as moléculas de siRNA livres oferecem algumas limitações, como dificuldade para entrar de forma passiva nas células e seu peso molecular, sendo necessária o uso de nanocarreadores que entreguem esta molécula à célula alvo. Diante disso, o objetivo principal foi utilizar nanopartículas híbridas de fosfato de cálcio para a entrega de siRNA in vitro às células de câncer de mama metastático 4T1 para silenciar os genes de MMPs 9 e 13. Os resultados obtidos mostraram que as sequências de siRNA construídas a partir de critérios de funcionalidade foram adequadas para a utilização proposta. Além disso, as nanopartículas híbridas utilizadas apresentam tamanho adequado para a entrega de siRNA às células tumorais alvo e eficiência de incorporação de siRNA às nanopartículas de aproximadamente 80%. Foi avaliada a capacidade citotóxica (ensaios de MTT e Azul de Tripan) das nanopartículas e de siRNas em células 4T1 e não houve diferença significativa na viabilidade celular. Em seguida, avaliamos se a complexo nanoestruturado foi eficaz reduzindo a expressão dos genes alvo. Obtivemos um silenciamento satisfatório que permitiu analisar se, ao silenciar MMP9 e MMP13, haveria interferência em etapas fundamentais de progressão tumoral como proliferação (ensaio clonogênico) e migração celulares (ensaio de wound healing e transwell). Os resultados obtidos corroboraram aos dados da literatura que mostram MMP9 e MMP13 envolvidas com o processo de migração de células tumorais em câncer de mama. Portanto, não obtivemos diferenças em termos de proliferação celular com o silenciamento das MMPs 9 e 13, mas houve redução significativa nos processos de migração de células tumorais com o silenciamento. Em conclusão, as MMPs 9 e 13 estão envolvidas com a migração de células de câncer de mama e o silenciamento por RNAi se mostrou promissor para novas abordagens terapêuticas e para a melhor compreensão sobre as metástases em câncer de mama. |
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Proteínas envolvidas no processo de progressão tumoral tem sido alvos de abordagens terapêuticas. Nesse contexto, as metaloproteinases de matriz (MMPs) são genes que se encontram superexpressos em diversos tipos de cânceres e atuam na progressão tumoral por meio da proteólise de componentes da membrana basal e matriz extracelular, atuando na invasão e metástase de células tumorais. Terapias atuais como hormonal, quimioterapia, radioterapia e imunoterapia não tem sido totalmente eficaz, tornando-se necessário a busca de novas abordagens terapêuticas. Nesse contexto, o silenciamento de genes superexpressos nos tumores é uma alternativa. O uso de RNAs de interferência (siRNA) tem sido descrito como potencial método para o silenciamento, porém as moléculas de siRNA livres oferecem algumas limitações, como dificuldade para entrar de forma passiva nas células e seu peso molecular, sendo necessária o uso de nanocarreadores que entreguem esta molécula à célula alvo. Diante disso, o objetivo principal foi utilizar nanopartículas híbridas de fosfato de cálcio para a entrega de siRNA in vitro às células de câncer de mama metastático 4T1 para silenciar os genes de MMPs 9 e 13. Os resultados obtidos mostraram que as sequências de siRNA construídas a partir de critérios de funcionalidade foram adequadas para a utilização proposta. Além disso, as nanopartículas híbridas utilizadas apresentam tamanho adequado para a entrega de siRNA às células tumorais alvo e eficiência de incorporação de siRNA às nanopartículas de aproximadamente 80%. Foi avaliada a capacidade citotóxica (ensaios de MTT e Azul de Tripan) das nanopartículas e de siRNas em células 4T1 e não houve diferença significativa na viabilidade celular. Em seguida, avaliamos se a complexo nanoestruturado foi eficaz reduzindo a expressão dos genes alvo. Obtivemos um silenciamento satisfatório que permitiu analisar se, ao silenciar MMP9 e MMP13, haveria interferência em etapas fundamentais de progressão tumoral como proliferação (ensaio clonogênico) e migração celulares (ensaio de wound healing e transwell). Os resultados obtidos corroboraram aos dados da literatura que mostram MMP9 e MMP13 envolvidas com o processo de migração de células tumorais em câncer de mama. Portanto, não obtivemos diferenças em termos de proliferação celular com o silenciamento das MMPs 9 e 13, mas houve redução significativa nos processos de migração de células tumorais com o silenciamento. Em conclusão, as MMPs 9 e 13 estão envolvidas com a migração de células de câncer de mama e o silenciamento por RNAi se mostrou promissor para novas abordagens terapêuticas e para a melhor compreensão sobre as metástases em câncer de mama.Cancer encompasses a set of diseases characterized by abnormal cell growth and invasion in organs and tissues that can spread to other parts of the body. It is currently considered a worldwide public health problem with high mortality rates. Breast cancer is the second most prevalent type of cancer in women with high mortality rates due to metastases. Proteins involved in the process of tumor progression have been targeted by therapeutic approaches. In this context, matrix metalloproteinases (MMPs) are genes that are overexpressed in several types of cancers and act on tumor progression through the proteolysis of components of the basement membrane and extracellular matrix, acting on the invasion and metastasis of tumor cells. Current therapies such as hormonal, chemotherapy, radiotherapy and immunotherapy have not been fully effective, making it necessary to seek new therapeutic approaches. In this context, the silencing of superexpressed genes in tumors is an alternative. The use of interfering RNAs (siRNA) has been described as a potential method for silencing, but the free siRNA molecules offer some limitations, such as the difficulty to enter passively into the cells and their molecular weight, being necessary the use of nanocarreadores that this molecule to the target cell. In view of this, the main objective was to use hybrid calcium phosphate nanoparticles for delivery of siRNA in vitro to 4T1 metastatic breast cancer cells to silence the MMPs genes 9 and 13. The results obtained showed that the siRNA sequences constructed at functional criteria were adequate for the proposed use. In addition, the hybrid nanoparticles used are suitable size for delivery of siRNA to target tumor cells and efficiency of incorporation of siRNA into nanoparticles of approximately 80%. The cytotoxic capacity (MTT and Tripan Blue assays) of the nanoparticles and siRNAs in 4T1 cells was evaluated and there was no significant difference in cell viability. Next, we evaluated whether the nanostructured complex was effective by reducing the expression of the target genes. We obtained a satisfactory silencing that allowed us to analyze whether silencing MMP9 and MMP13 would interfere with fundamental stages of tumor progression, such as cell proliferation (clonogenic assay) and cell migration (wound healing and transwell assay). The results obtained corroborated the literature data showing MMP9 and MMP13 involved in the migration process of tumor cells in breast cancer. Therefore, we did not obtain differences in terms of cell proliferation with the silencing of MMPs 9 and 13 but there was a significant reduction in the migration processes of tumor cells with silencing. In conclusion, MMPs 9 and 13 are involved in the migration of breast cancer cells and the silencing by RNAi has shown promise for new therapeutic approaches and for the better understanding on the metastases in breast cancer.porUniversidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)Programa de Pós-graduação em Ciências Biológicas: Imunologia e Doenças Infecto-Parasitárias/Genética e BiotecnologiaUFJFBrasilICB – Instituto de Ciências Biológicashttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::IMUNOLOGIACâncer de mamaMetástaseMetaloproteinase de matrizNanopartículassiRNABreast cancerMetastasisMatrix metalloproteinaseNanoparticlessiRNASilenciamento de metaloproteinases de matriz 9 e 13 por RNA de interferência em modelo de câncer de mama murinoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisreponame:Repositório Institucional da UFJFinstname:Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)instacron:UFJFLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/14552/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/14552/1/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD51ORIGINALanacristinamouragualberto.pdfanacristinamouragualberto.pdfapplication/pdf2096783https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/14552/3/anacristinamouragualberto.pdfe13c3cca4c3579bcf65a8b41dfa91fd2MD53TEXTanacristinamouragualberto.pdf.txtanacristinamouragualberto.pdf.txtExtracted texttext/plain111751https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/14552/4/anacristinamouragualberto.pdf.txt6b22b3ea013c34188c313d9cc816e47bMD54THUMBNAILanacristinamouragualberto.pdf.jpganacristinamouragualberto.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1202https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/14552/5/anacristinamouragualberto.pdf.jpg95cc1936396505a41dc4c51d95a96544MD55ufjf/145522023-11-15 04:04:08.661oai:hermes.cpd.ufjf.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufjf.br/oai/requestopendoar:2023-11-15T06:04:08Repositório Institucional da UFJF - Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)false |
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O câncer engloba um conjunto de doenças caracterizadas por crescimento e invasão celular anormal em órgãos e tecidos podendo espalhar-se para outros locais do corpo. Atualmente é considerado um problema de saúde pública mundial com altos índices de mortalidade. O câncer de mama é o segundo tipo de câncer mais prevalente em mulheres com altos índices de mortalidade devido a metástases. Proteínas envolvidas no processo de progressão tumoral tem sido alvos de abordagens terapêuticas. Nesse contexto, as metaloproteinases de matriz (MMPs) são genes que se encontram superexpressos em diversos tipos de cânceres e atuam na progressão tumoral por meio da proteólise de componentes da membrana basal e matriz extracelular, atuando na invasão e metástase de células tumorais. Terapias atuais como hormonal, quimioterapia, radioterapia e imunoterapia não tem sido totalmente eficaz, tornando-se necessário a busca de novas abordagens terapêuticas. Nesse contexto, o silenciamento de genes superexpressos nos tumores é uma alternativa. O uso de RNAs de interferência (siRNA) tem sido descrito como potencial método para o silenciamento, porém as moléculas de siRNA livres oferecem algumas limitações, como dificuldade para entrar de forma passiva nas células e seu peso molecular, sendo necessária o uso de nanocarreadores que entreguem esta molécula à célula alvo. Diante disso, o objetivo principal foi utilizar nanopartículas híbridas de fosfato de cálcio para a entrega de siRNA in vitro às células de câncer de mama metastático 4T1 para silenciar os genes de MMPs 9 e 13. Os resultados obtidos mostraram que as sequências de siRNA construídas a partir de critérios de funcionalidade foram adequadas para a utilização proposta. Além disso, as nanopartículas híbridas utilizadas apresentam tamanho adequado para a entrega de siRNA às células tumorais alvo e eficiência de incorporação de siRNA às nanopartículas de aproximadamente 80%. Foi avaliada a capacidade citotóxica (ensaios de MTT e Azul de Tripan) das nanopartículas e de siRNas em células 4T1 e não houve diferença significativa na viabilidade celular. Em seguida, avaliamos se a complexo nanoestruturado foi eficaz reduzindo a expressão dos genes alvo. Obtivemos um silenciamento satisfatório que permitiu analisar se, ao silenciar MMP9 e MMP13, haveria interferência em etapas fundamentais de progressão tumoral como proliferação (ensaio clonogênico) e migração celulares (ensaio de wound healing e transwell). Os resultados obtidos corroboraram aos dados da literatura que mostram MMP9 e MMP13 envolvidas com o processo de migração de células tumorais em câncer de mama. Portanto, não obtivemos diferenças em termos de proliferação celular com o silenciamento das MMPs 9 e 13, mas houve redução significativa nos processos de migração de células tumorais com o silenciamento. Em conclusão, as MMPs 9 e 13 estão envolvidas com a migração de células de câncer de mama e o silenciamento por RNAi se mostrou promissor para novas abordagens terapêuticas e para a melhor compreensão sobre as metástases em câncer de mama. |
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