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Type: Dissertação
Title: Investigação dos efeitos do extrato metanólico de Smilax officinalis na viabilidade e proliferação de carcinoma mamário e macrófagos murinos e em respostas efetoras de macrófagos in vitro
Author: Dib, Paula Ribeiro Braga
First Advisor: Macedo, Gilson Costa
Co-Advisor: Hottz, Eugenio Damaceno
Referee Member: Franco, Danielle Cristina Zimmermann
Referee Member: Pereira Júnior, Olavo dos Santos
Referee Member: Reis, Patricia Alves
Referee Member: Silva, Flavia Marcia de Castro e
Resumo: O câncer é caracterizado pelo acúmulo de alterações genéticas e perda da regulação dos processos celulares normais, como a proliferação e morte celular. Além disso, a reprogramação metabólica em células tumorais contribui para o crescimento, sobrevivência, evasão do sistema imune e o recrutamento de células para o microambiente tumoral. Entre as células imunes recrutadas pelo tumor, os macrófagos estão entre os mais abundantes e influenciam a progressão tumoral e resposta antitumoral. Macrófagos pró-inflamatórios (fenótipo M1) podem auxiliar na destruição tumoral, enquanto macrófagos anti-inflamatórios (perfil M2) contribuem para a imunossupressão e a progressão tumoral. Em macrófagos as alterações no metabolismo celular estão relacionadas à proliferação, sobrevivência e aos diferentes fenótipos funcionais. Nesse contexto, Smilax spp. são utilizadas como plantas medicinais e já foram associadas as atividades imunomoduladoras e antitumorais. Assim, o presente trabalho teve por objetivo investigar os efeitos do extrato metanólico de Smilax officinalis (SMEx) sobre a viabilidade e proliferação de carcinoma mamário e macrófagos murinos, bem como na função mitocondrial e respostas efetoras de macrófagos. Inicialmente, avaliamos a influência do SMEx sobre a viabilidade e proliferação de células 4T1 (carcinoma mamário murino) e macrófagos J774A.1 através do ensaio de MTT, exclusão de azul de tripan e contagem de células viáveis. Nossos resultados demonstram que o SMEx teve efeitos citotóxicos em células 4T1 em menores concentrações comparado a macrófagos. Os efeitos do SMEx sobre a viabilidade celular também foram avaliados por determinação de LDH extracelular e marcação com iodeto de propídeo (citometria de fluxo). O tratamento com SMEx induziu vias de morte com rupturas da membrana plasmática em células 4T1. Enquanto em macrófagos a indução de morte pelo SMEx foi observado apenas em 50 μg/mL, uma dose maior que as tóxicas para células 4T1. Uma vez que em macrófagos o SMEx nas menores doses reduziu o metabolismo do MTT sem interferir na viabilidade e proliferação, nós avaliamos a atividade mitocondrial dessas células. De acordo com os dados, o SMEx foi capaz de alterar a função mitocondrial e pode-se sugerir que o mesmo induza a reprogramação metabólica. Dessa forma, investigamos os efeitos do SMEx, nas concentrações não tóxicas, em macrófagos estimulados com IL-4 (fenótipo M2 dependente do metabolismo oxidativo), bem como em macrófagos estimulados com LPS (perfil M1 que possuem metabolismo predominantemente glicolítico). Os nossos resultados sugerem que o SMEx reduza os níveis de citocinas anti-inflamatórias e recupere parcialmente a secreção de IL-12 em macrófagos M2. Em macrófagos M1 o SMEx não alterou a produção de mediadores pró-inflamatórios e reduziu a secreção de citocinas anti-inflamatórias. Em conjunto, os efeitos tóxicos do SMEx em células tumorais associados a sua capacidade de modular a resposta de macrófagos sugerem que o SMEx possa contribuir para o controle do crescimento de células tumorais e estimular os macrófagos para um perfil antitumoral. Conforme os nossos resultados, o SMEx representa um alvo promissor para novos estudos direcionados a estratégias imunoterapêuticas para o câncer de mama.
Abstract: Cancer is characterized by the accumulation of genetic alterations and loss of regulation of normal cellular processes, such as cell proliferation and death. In addition, metabolic reprogramming in tumor cells contributes to the growth, survival, evasion of the immune system and recruitment of cells into the tumor microenvironment. Among the immune cells recruited by the tumor, macrophages are the most abundant and influence tumor progression and antitumor response. Proinflammatory macrophages (M1 phenotype) may assist in tumor destruction, while anti-inflammatory macrophages (M2 profile) contribute to immunosuppression and tumor progression. In macrophages the alterations in the cellular metabolism are related to the proliferation, survival and the different functional phenotypes. In this context, Smilax spp. are used as medicinal plants and have already been associated with immunomodulatory and antitumor activities. The aim of the present study was to investigate the effects of the methanolic extract of Smilax officinalis (SMEx) on the viability and proliferation of mammary carcinoma and murine macrophages, as well as mitochondrial function and effector response of macrophages. Initially, we assessed the influence of SMEx on the viability and proliferation of 4T1 cells (murine mammary carcinoma) and J774A.1 macrophages through the MTT assay, trypan blue exclusion and viable cell count. Our results demonstrate that SMEx had cytotoxic effects on 4T1 cells at lower concentrations compared to macrophages. The effects of SMEx on cell viability were also evaluated by extracellular LDH determination and labeling with propidium iodide (flow cytometry).Treatment with SMEx induced death pathways with plasma membrane ruptures in 4T1 cells. While in macrophages the induction of death by SMEx was observed only at the 50 μg/mL, a higher dose than those toxic to 4T1 cells. Since in macrophages, SMEx at lower doses reduced the metabolism of MTT without interfering with viability and proliferation, we evaluated the mitochondrial activity of these cells. According to the data, SMEx was able to alter mitochondrial function and it may be suggested that it induces metabolic reprogramming. In this way, we investigated the effects of SMEx, in non-toxic concentrations, on macrophages stimulated with IL-4 (M2 phenotype dependent on oxidative metabolism), as well as on LPS-stimulated macrophages (M1 profile with predominantly glycolytic metabolism). Our results suggest that SMEx reduces the levels of anti-inflammatory cytokines and partially recovers the secretion of IL-12 in M2 macrophages. In M1 macrophages SMEx did not alter the production of pro-inflammatory mediators and reduced the secretion of anti-inflammatory cytokines. Taken together, the toxic effects of SMEx on tumor cells associated with their ability to modulate macrophage response suggest that SMEx may contribute to the control of tumor cell growth and stimulate macrophages to an antitumor profile. According to our results, SMEx represents a promising target for new studies aimed at immunotherapeutic strategies for breast cancer.
Keywords: Câncer de mama
Reprogramação metabólica
Macrófagos
Smilax
Smilax officinalis
Breast cancer
Metabolic reprogramming
Macrophages
Smilax
Smilax officinalis
CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: ICB – Instituto de Ciências Biológicas
Program: Programa de Pós-graduação em Ciências Biológicas: Imunologia e Doenças Infecto-Parasitárias/Genética e Biotecnologia
Access Type: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/9290
Issue Date: 12-Feb-2019
Appears in Collections:Mestrado em Ciências Biológicas - Imunologia e Doenças Infecto - Parasitárias/Genética e Biotecnologia (Dissertações)



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