Integração de análises in silico e transcriptoma espacial para o estudo de vias biológicas e estruturas cell-in-cell no carcinoma oral de células escamosas

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Rocha, Leonardo de Oliveira Siquara da lattes
Orientador(a): Rocha, Clarissa Araújo Gurgel
Banca de defesa: Leitão, Águida Cristina Gomes Henriques, Araújo, Iguaracyra Barreto de Oliveira, Santos, Jean Nunes dos, Santos, Washington Luis Conrado dos, Rocha, Clarissa Araújo Gurgel
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal da Bahia
Programa de Pós-Graduação: Pós-Graduação em Patologia Humana e Patologia Experimental (PGPAT) 
Departamento: Faculdade de Medicina da Bahia
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/42692
Resumo: INTRODUÇÃO: O carcinoma oral de células escamosas (COE) é um tumor agressivo cuja progressão é influenciada pelas interações no microambiente tumoral. Fibroblastos associados ao câncer (CAFs) e estruturas cell-in-cell (CIC) têm emergido como elementos críticos na modulação da plasticidade tumoral, remodelação tecidual e evasão imune. Contudo, a influência espacial dos CAFs sobre a expressão gênica tumoral, particularmente relacionada à formação de CICs, ainda é pouco compreendida. OBJETIVO: Investigar os transcritos tumorais associados a processos biológicos de remodelação tecidual, adesão celular e plasticidade tumoral (incluindo a formação de estruturas CIC), bem como a influência dos CAFs e do microambiente tumoral no transcriptoma espacial de esferoides e tecido de COE, respectivamente. MÉTODO: Foi realizada uma análise in silico utilizando dados do TCGA para identificar transcritos tumorais com maior variabilidade de expressão e estabelecer redes de correlação gênica e enriquecimento funcional. Análises adicionais de expressão gênica foram realizadas em linhagens tumorais. Modelos tridimensionais de esferoides de COE foram gerados por bioprinting magnético (NanoShuttle-PL™, Greiner Bio-One) utilizando células tumorais (SCC-4 e H357) e fibroblastos normais e ativados (NHOF e NHOF-MYO). Após fixação, processamento e construção de TMA, foi realizada análise de transcriptoma espacial com a plataforma Xenium™ (10x Genomics). Um caso clínico de COE também foi analisado por transcriptoma espacial Visium™ (10x Genomics) e histologia para avaliação translacional dos achados. RESULTADOS: A análise in silico identificou os transcritos tumorais mais variáveis associados a remodelamento da matriz extracelular, plasticidade tumoral e adesão celular, além de redes funcionais associadas. A análise espacial revelou padrões de expressão gênica associados à presença de fibroblastos ativados nos esferoides tumorais e no caso clínico, envolvendo genes ligados a fenótipos mais agressivos e formação de estruturas CIC. CONCLUSÕES: O estudo sugere que fibroblastos associados ao câncer podem influenciar a expressão gênica de tumores de COE de forma espacialmente organizada, favorecendo perfis associados a remodelamento tecidual, plasticidade e formação de estruturas CIC. A abordagem integrativa envolvendo análises in silico, modelos tridimensionais e casos clínicos reforça o caráter translacional da pesquisa e contribui para uma compreensão mais abrangente das interações tumor-estroma no COE.
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MÉTODO: Foi realizada uma análise in silico utilizando dados do TCGA para identificar transcritos tumorais com maior variabilidade de expressão e estabelecer redes de correlação gênica e enriquecimento funcional. Análises adicionais de expressão gênica foram realizadas em linhagens tumorais. Modelos tridimensionais de esferoides de COE foram gerados por bioprinting magnético (NanoShuttle-PL™, Greiner Bio-One) utilizando células tumorais (SCC-4 e H357) e fibroblastos normais e ativados (NHOF e NHOF-MYO). Após fixação, processamento e construção de TMA, foi realizada análise de transcriptoma espacial com a plataforma Xenium™ (10x Genomics). Um caso clínico de COE também foi analisado por transcriptoma espacial Visium™ (10x Genomics) e histologia para avaliação translacional dos achados. RESULTADOS: A análise in silico identificou os transcritos tumorais mais variáveis associados a remodelamento da matriz extracelular, plasticidade tumoral e adesão celular, além de redes funcionais associadas. A análise espacial revelou padrões de expressão gênica associados à presença de fibroblastos ativados nos esferoides tumorais e no caso clínico, envolvendo genes ligados a fenótipos mais agressivos e formação de estruturas CIC. CONCLUSÕES: O estudo sugere que fibroblastos associados ao câncer podem influenciar a expressão gênica de tumores de COE de forma espacialmente organizada, favorecendo perfis associados a remodelamento tecidual, plasticidade e formação de estruturas CIC. A abordagem integrativa envolvendo análises in silico, modelos tridimensionais e casos clínicos reforça o caráter translacional da pesquisa e contribui para uma compreensão mais abrangente das interações tumor-estroma no COE.INTRODUCTION: Oral squamous cell carcinoma (OSCC) is an aggressive tumor whose progression is influenced by tumor microenvironment interactions. Cancer-associated fibroblasts (CAFs) and cell-in-cell (CIC) structures have emerged as critical elements in modulating tumor plasticity, tissue remodeling, and immune evasion. However, the spatial influence of CAFs on tumor gene expression, particularly regarding CIC formation, remains poorly understood. AIM: To investigate the tumor transcripts associated with key biological processes in tissue remodeling, cell adhesion, and tumor plasticity (including the formation of CIC structures), as well as the influence of CAFs and the tumor microenvironment on the spatial transcriptome of OSCC spheroids and tissue. MATERIAL AND METHODS: An in silico analysis was performed using TCGA data to identify highly variable tumor transcripts and to establish gene correlation and functional enrichment networks. Gene expression analyses were also conducted on OSCC cell lines. Three-dimensional tumor spheroids were generated via magnetic bioprinting (NanoShuttle-PL™, Greiner Bio-One) using OSCC cell lines (SCC-4 and H357) and normal or activated fibroblasts (NHOF and NHOF-MYO). After fixation, processing, and TMA construction, spatial transcriptomics analysis was performed using the Xenium™ platform (10x Genomics). Additionally, a clinical OSCC case was analyzed through Visium™ spatial transcriptomics and histology for translational evaluation. RESULTS: The in silico analysis identified the most variable tumor transcripts associated with extracellular matrix remodeling, tumor plasticity, and cell adhesion, as well as functional enrichment networks. Spatial transcriptomics revealed gene expression patterns associated with the presence of activated fibroblasts in tumor spheroids and in the clinical case, involving genes linked to more aggressive phenotypes and the formation of CIC structures. CONCLUSIONS: The findings suggest that cancer-associated fibroblasts may influence tumor gene expression in OSCC in a spatially organized manner, favoring profiles associated with tissue remodeling, plasticity, and CIC formation. The integrative approach, combining in silico analyses, 3D models, and clinical samples, reinforces the translational relevance of the study and contributes to a deeper understanding of tumor-stroma interactions in OSCC.porUniversidade Federal da BahiaPós-Graduação em Patologia Humana e Patologia Experimental (PGPAT) UFBABrasilFaculdade de Medicina da BahiaOral squamous cell carcinomaCell-in-cell formationTranscriptomeCiências BiológicasCarcinomas de células escamosas oraisFormação de célula em célulaTranscriptomaIntegração de análises in silico e transcriptoma espacial para o estudo de vias biológicas e estruturas cell-in-cell no carcinoma oral de células escamosasDoutoradoinfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionRocha, Clarissa Araújo GurgelLeitão, Águida Cristina Gomes HenriquesAraújo, Iguaracyra Barreto de OliveiraSantos, Jean Nunes dosSantos, Washington Luis Conrado dosRocha, Clarissa Araújo Gurgelhttp://lattes.cnpq.br/0318020734497545Rocha, Leonardo de Oliveira Siquara dainfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFBAinstname:Universidade Federal da Bahia (UFBA)instacron:UFBAORIGINALTESE_-_FINAL_PDF.pdfTESE_-_FINAL_PDF.pdfapplication/pdf8144468https://repositorio.ufba.br/bitstream/ri/42692/1/TESE_-_FINAL_PDF.pdf919b58b3b096524e8785b556bd68bd79MD51open accessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain1720https://repositorio.ufba.br/bitstream/ri/42692/2/license.txtd9b7566281c22d808dbf8f29ff0425c8MD52open accessri/426922025-08-08 13:03:11.181open accessoai:repositorio.ufba.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufba.br/oai/requestrepositorio@ufba.bropendoar:19322025-08-08T16:03:11Repositório Institucional da UFBA - Universidade Federal da Bahia (UFBA)false
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