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Type: Dissertação
Title: Silenciamento do gene HOXB7 em linhagem de câncer de mama utilizando nanopartículas híbridas contendo siRNA e co-tratamento com tamoxifeno
Author: Valle, Ana Beatriz Caribé dos Santos
First Advisor: Silva, Frederico Pittella
Referee Member: Caneschi, César Augusto
Referee Member: Tavares, Guilherme Diniz
Resumo: O câncer é a segunda principal causa de morte mundialmente e responsável por aproximadamente 9,6 milhões de mortes em 2018. Dentre os casos de câncer em mulheres, o câncer de mama é o segundo tipo mais comum e o que mais mata no Brasil e no mundo. Entre os tratamentos convencionais, os mais comuns são cirurgia, radioterapia, quimioterapia e hormonioterapia. No entanto, esses tratamentos promovem diversos efeitos colaterais, e por isso, terapias direcionadas estão emergindo. Entre elas, pode-se citar a terapia por RNA interferente (RNAi) que consiste no silenciamento gênico a partir da degradação do RNA mensageiro (RNAm) do gene-alvo pelo pareamento específico de pequenas moléculas de RNA interferente (siRNA). Dentre os genes chave de importância no câncer, o gene HOXB7 atua em diversas vias metabólicas do câncer de mama receptor de hormônio positivo, como sobrevivência e proliferação celular, além de atuar também, na resistência a drogas utilizadas na hormonioterapia, como o tamoxifeno. No entanto, para o silenciamento de tal gene pelo efeito de RNAi, é necessária a utilização de nanocarreadores para transpor as barreiras biológicas. Diante do exposto, o objetivo deste trabalho foi realizar o silenciamento do gene HOXB7 na linhagem MCF7 de câncer mamário humano utilizando nanopartículas híbridas (NPs) carreando siRNA e a eficácia do co-tratamento com a droga tamoxifeno em concentrações subtóxicas. Primeiramente, nanopartículas de fosfato de cálcio estabilizadas por copolímeros em bloco contendo polietilenoglicol (PEG) foram formadas por auto-associação a partir de mistura estequiométrica dos constituintes. As NPs apresentaram diâmetros hidrodinâmicos médios de 87,9nm ± 0,9 e 104,9nm ± 0,4 e índice de polidispersividade (PdI) de 0,100 ± 0,009 e 0,123 ± 0,008 para NP-siHOXB7 e NP-mock (sem siRNA), respectivamente, com morfologia arredondada e homogênea. O potencial Zeta de ambas NPs foi próxima ao neutro, indicando a presença do polímero PEG na sua superfície. A eficiência de encapsulação do siRNA foi de aproximadamente 65%. O teste de estabilidade mostrou que as NPs foram estáveis por 7 dias quando armazenadas em temperatura de 4°C. Não houve redução da viabilidade celular de células de câncer de mama após tratamento com as NPs híbridas carreando siRNA contra o gene HOXB7 em 24h. No entanto, houve redução da viabilidade (p<0.05) das mesmas células a partir de 48h com tratamento de NPs carreando concentração final de siRNA de 150nM. O sinergismo do co-tratamento de NPs-siHOXB7 e TAM foi observado já em 15h. Ainda, a partir desses ensaios foi possível constatar que o sistema nanoestruturado utilizado mostrou pouca ou nenhuma citotoxicidade, uma vez que não houve redução de viabilidade no tratamento com a nanopartícula mock. O silenciamento de 65% (p<0.05) foi observado, assim como a internalização das nanopartículas por microscopia confocal. Assim, pode-se concluir que as nanopartículas utilizadas são eficientes na transfecção de células MCF7 e que o silenciamento gênico de HOXB7 utilizando como sistema de entrega as nanopartículas híbridas, combinado ao tamoxifeno se mostra como uma opção promissora para o tratamento de câncer de mama positivo para receptor de estrogênio.
Abstract: Cancer is the second leading cause of death in the world and accounted for approximately 9.6 million deaths in 2018. Among the cases of cancer in women, breast cancer is the second most common type and the one that kills the most in Brazil and in the world. Among the conventional treatments, the most common are surgery, radiotherapy, chemotherapy and hormone therapy. However, these treatments promote several side effects, and therefore, targeted therapies are emerging. Among them, we can mention interfering RNA therapy (RNAi) consisting of gene silencing from messenger RNA degradation (mRNA) of the target gene by the specific pairing of small interfering RNA molecules (siRNA). Among the key genes of importance in cancer, the HOXB7 gene acts on several metabolic pathways of hormone receptor-positive breast cancer, such as cell survival and proliferation, and also acts on resistance to drugs used in hormone therapy such as tamoxifen. However, for the silencing of such a gene by the effect of RNAi, the use of nanocarriers is required to transpose the biological barriers. The objective of this study was to perform the silencing of the HOXB7 gene in the human mammary cancer MCF7 strain using hybrid nanoparticles (NPs) carrying siRNA and the efficacy of co-treatment with the drug tamoxifen in subtoxic concentrations. First, calcium phosphate nanoparticles stabilized by block copolymers containing polyethylene glycol (PEG) were formed by self-association from a stoichiometric mixture of the constituents. The NPs had mean hydrodynamic diameters of 87.9nm ± 0.9 and 104.9nm ± 0.4 and polydispersity index (PdI) of 0.100 ± 0.009 and 0.123 ± 0.008 for NP-siHOXB7 and NP-mock (without siRNA). respectively, with rounded and homogeneous morphology. The Zeta potential of both NPs was close to the neutral, indicating the presence of the PEG polymer on its surface. The siRNA encapsulation efficiency was approximately 65%. The stability test showed that the NPs were stable for 7 days when stored at 4 ° C. There was no reduction of the cell viability of breast cancer cells after treatment with the hybrid NPs carrying siRNA against the HOXB7 gene in 24h. However, there was a reduction in viability (p <0.05) of the same cells from 48h with treatment of NPs carrying final siRNA concentration of 150nM. The synergism of co-treatment of NPs-siHOXB7 and TAM was observed as early as 15h. Also, from these tests it was possible to verify that the nanostructured system used showed little or no cytotoxicity, since there was no reduction of viability in the treatment with the mock nanoparticle. The 65% (p <0.05) silencing was observed, as well as the internalization of the nanoparticles by confocal microscopy. Thus, it can be concluded that the nanoparticles used are efficient in the transfection of MCF7 cells and that the gene silencing of HOXB7 using as a delivery system the hybrid nanoparticles combined with tamoxifen is shown as a promising option for the treatment of positive breast cancer for estrogen receptor.
Keywords: Terapia por RNAi
Fosfato de cálcio
siRNA
Nanocarreador
HOXB7
Tamoxifeno
RNAi therapy
Calcium phosphate
siRNA
Nanocarrier
HOXB7
Tamoxifen
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/9318
Issue Date: 14-Feb-2019
Appears in Collections:Mestrado em Ciências Biológicas - Imunologia e Doenças Infecto - Parasitárias/Genética e Biotecnologia (Dissertações)



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