Caracterização diferencial da senescência celular induzida por doxorrubicina em células de câncer de mama cultivadas em monocamada e esferoides

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Bitencourt, Thais Cardoso
Orientador(a): Chiela, Eduardo Cremonese Filippi
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/308378
Resumo: A senescência celular, caracterizada pela parada permanente do ciclo celular, pode ocorrer por erosão telomérica ou induzida precocemente. As células senescentes apresentam diversas alterações morfofuncionais como aumento do tamanho celular e nuclear, disfunção do fluxo autofágico e no funcionamento lisossomal, perturbações de citoesqueleto e alterações na membrana plasmática. Estas características são acompanhadas de mudanças metabólicas e moleculares, incluindo aumento de expressão de inibidores de CDKs, redução de Lamina B1 e aumento da atividade da enzima beta-galactosidase lisossomal (SA-β-gal). A doxorrubicina (Doxo) é uma droga antineoplásica que promove dano ao DNA e, subsequentemente, parada no ciclo celular seguida de apoptose ou senescência. A caracterização destes desfechos induzidos pela Doxo em células de câncer de mama tem sido realizada em modelos de cultura celular bidimensional (2D). Porém, estes modelos apresentam limitações que dificultam a compreensão de respostas e desfechos celulares. Compreender o fenótipo das células senescentes em modelos in vitro mais complexos é relevante pois a senescência tem sido associada a um prognóstico ruim, possivelmente devido à secreção de fatores solúveis e vesículas com efeitos pró-tumorais. Neste estudo investigamos os efeitos in vitro a longo prazo da exposição à Doxo em duas linhagens celulares de câncer de mama humano, MCF7 e MDA-MB-231, cultivadas em 2D e em esferoides obtidos pela metodologia do hanging drop. Em monocamada, Doxo induziu um aumento transitório nos marcadores canônicos de senescência, com heterogeneidade pronunciada entre as células tratadas. A longo prazo, porém, as células tumorais resistentes à Doxo passaram a predominar, levando ao recrescimento populacional. Considerando a comparação entre culturas 2D e 3D, a Doxo reduziu a área dos esferoides de modo dose-dependente, com sensibilidade relativa semelhante entre os modelos. Além disso, as células dos esferoides apresentaram aumento do tamanho nuclear e complexidade intracelular, o que pode servir como indicadores de senescência celular em modelos 3D. Por outro lado, não observamos aumento da atividade de SA-β-gal nas culturas 3D. Esses achados ressaltam a necessidade de aprimorar estudos usando culturas 3D, oferecendo evidências mais precisas e incrementando a translacionalidade de modelos in vitro.
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A caracterização destes desfechos induzidos pela Doxo em células de câncer de mama tem sido realizada em modelos de cultura celular bidimensional (2D). Porém, estes modelos apresentam limitações que dificultam a compreensão de respostas e desfechos celulares. Compreender o fenótipo das células senescentes em modelos in vitro mais complexos é relevante pois a senescência tem sido associada a um prognóstico ruim, possivelmente devido à secreção de fatores solúveis e vesículas com efeitos pró-tumorais. Neste estudo investigamos os efeitos in vitro a longo prazo da exposição à Doxo em duas linhagens celulares de câncer de mama humano, MCF7 e MDA-MB-231, cultivadas em 2D e em esferoides obtidos pela metodologia do hanging drop. Em monocamada, Doxo induziu um aumento transitório nos marcadores canônicos de senescência, com heterogeneidade pronunciada entre as células tratadas. A longo prazo, porém, as células tumorais resistentes à Doxo passaram a predominar, levando ao recrescimento populacional. Considerando a comparação entre culturas 2D e 3D, a Doxo reduziu a área dos esferoides de modo dose-dependente, com sensibilidade relativa semelhante entre os modelos. Além disso, as células dos esferoides apresentaram aumento do tamanho nuclear e complexidade intracelular, o que pode servir como indicadores de senescência celular em modelos 3D. Por outro lado, não observamos aumento da atividade de SA-β-gal nas culturas 3D. Esses achados ressaltam a necessidade de aprimorar estudos usando culturas 3D, oferecendo evidências mais precisas e incrementando a translacionalidade de modelos in vitro.Cellular senescence, characterized by permanent cell cycle arrest, can occur through telomere erosion or be induced prematurely. Senescent cells exhibit several morphofunctional alterations, such as increased cell and nuclear size, impaired autophagic flux and lysosomal function, cytoskeletal disturbances, and plasma membrane alterations. These characteristics are accompanied by metabolic and molecular changes, including increased expression of CDK inhibitors, reduced Lamin B1, and increased activity of the lysosomal beta-galactosidase enzyme (β- gal). Doxorubicin (Doxo) is an antineoplastic drug that promotes DNA damage and, subsequently, cell cycle arrest followed by apoptosis or senescence. These Doxo- induced outcomes in breast cancer cells have been characterized in two- dimensional (2D) cell culture models. However, these models have limitations that hinder understanding cellular responses and outcomes. Understanding the phenotype of senescent cells in more complex in vitro models is relevant because senescence has been associated with a poor prognosis, possibly due to the secretion of soluble factors and vesicles with pro-tumor effects. In this study, we investigated the long-term in vitro effects of Doxo exposure on two human breast cancer cell lines, MCF7 and MDA-MB-231, cultured in 2D and spheroids obtained using the hanging drop method. Doxo induced a transient increase in canonical senescence markers in monolayer cultures, with pronounced heterogeneity among treated cells. However, Doxo-resistant tumor cells began to predominate in the long term, leading to population regrowth. Comparing 2D and 3D cultures, Doxo reduced spheroid area in a dose-dependent manner, with similar relative sensitivity between the models. Furthermore, the spheroid cells showed increased nuclear size and intracellular complexity, which may indicate cellular senescence in 3D models. Conversely, we did not observe increased β-gal activity in the 3D cultures. These findings highlight the need for improved studies using 3D cultures, providing more precise evidence and increasing the translational potential of in vitro models.application/pdfporDoxorrubicinaCâncer de mamaSenescência celularDoxorubicinCellular senescenceBreast cancerCaracterização diferencial da senescência celular induzida por doxorrubicina em células de câncer de mama cultivadas em monocamada e esferoidesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisUniversidade Federal do Rio Grande do SulCentro de Biotecnologia do Estado do Rio Grande do SulPrograma de Pós-Graduação em Biologia Celular e MolecularPorto Alegre, BR-RS2025mestradoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Lume - Repositório Digital da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)instname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)instacron:UFRGSTEXT001306118.pdf.txt001306118.pdf.txtExtracted Texttext/plain99689http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/308378/2/001306118.pdf.txtac2afe7b4ab6315ac3ffcd92f8d39099MD52ORIGINAL001306118.pdfTexto parcialapplication/pdf1914755http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/308378/1/001306118.pdf4e23f595754711937d00123fee8b82e7MD5110183/3083782026-06-19 08:04:22.240909oai:www.lume.ufrgs.br:10183/308378Repositório InstitucionalPUBhttps://lume.ufrgs.br/oai/requestlume@ufrgs.bropendoar:2026-06-19T11:04:22Lume - Repositório Digital da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)false
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