Investigação do potencial antineoplásico de novos fármacos que modulam a dinâmica de microtúbulos em leucemias agudas.
| Ano de defesa: | 2024 |
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| Tipo de documento: | Tese |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
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| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/42/42136/tde-17022025-145640/ |
Resumo: | As leucemias agudas representam um desafio contínuo na prática clínica devido às altas taxas de recidiva e à resistência aos tratamentos quimioterápicos. Os microtúbulos emergem como alvos farmacológicos importantes no tratamento do câncer, incluindo as leucemias, devido à sua função essencial na divisão celular. Nesse contexto, a descoberta e o reposicionamento de fármacos antimicrotúbulos surgem como estratégias promissoras para ampliar o arsenal antineoplásico e superar a resistência terapêutica. A stathmin 1 (STMN1), proteína reguladora da dinâmica dos microtúbulos, desponta como possível alvo terapêutico, dada sua relevância no fenótipo proliferativo leucêmico e sua integração em diversas vias de sinalização associadas às neoplasias hematológicas. O objetivo do presente estudo é investigar o potencial terapêutico de agentes antimicrotúbulos em leucemias agudas, com enfoque na expressão e atividade da proteína stathmin 1 (STMN1) e nos efeitos celulares e moleculares do composto 2 (C2E1), derivado inédito dos ciclopenta[<font face = \"symbol\">b]indóis sintéticos, e da eribulina, inibidor de microtúbulos proposto para reposicionamento. Dividido em três partes, o estudo primeiramente revelou alta expressão de STMN1 em pacientes com leucemia promielocítica aguda (LPA), com análises de bioinformática associando essa alta expressão a assinaturas gênicas de proliferação e metabolismo em LPA. A inibição de STMN1 por shRNA resultou em redução na clonogenicidade celular, enquanto a estabilização dos microtúbulos com paclitaxel induziu morte celular, inclusive de células resistentes ao tratamento padrão com ácido all-transretinóico (ATRA). Na segunda parte, três compostos sintéticos inéditos da classe dos ciclopenta[<font face = \"symbol\">b]indóis foram testados em modelos celulares de LPA, e o C2E1 apresentou citotoxicidade seletiva através da interrupção da dinâmica de microtúbulos. A investigação ampliada dos efeitos celulares e moleculares do ciclopenta[<font face = \"symbol\">b]indol C2E1 sobre o fenótipo leucêmico em amplo painel, molecularmente heterogêneo, de linhagens celulares de leucemias agudas demonstrou sua alta citotoxicidade, redução da clonogenicidade, indução de apoptose e parada do ciclo celular. Por fim, a terceira parte investigou o efeito da eribulina em modelos experimentais de neoplasias hematológicas, demonstrando alta citotoxicidade e eficácia na redução da viabilidade celular pela perturbação da dinâmica de microtúbulos, levando a catástrofe mitótica e morte celular. A expressão e ativação de MDR1 (ABCB1 e ABCC1), PI3K/AKT e NFB mostraram-se potenciais biomarcadores de resposta à eribulina e o tratamento combinado de eribulina com elacridar potencializou os efeitos da eribulina e foi capaz de superar a resistência em neoplasias hematológicas. Em conjunto, o trabalho fornece perspectivas sobre o papel da STMN1 e dos agentes inibidores de microtúbulos no tratamento das leucemias agudas, oferecendo evidências pré-clínicas na identificação de potenciais novos agentes terapêuticos e estratégias para superar a resistência a tratamentos convencionais. |
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Investigação do potencial antineoplásico de novos fármacos que modulam a dinâmica de microtúbulos em leucemias agudas.Investigation of the antineoplastic potential of new drugs that modulate microtubule dynamics in acute leukemias.Acute LeukemiasBiologia do CâncerCancer BiologyLeucemias AgudasMicrotubulesMicrotúbulosResistanceResistênciaStathmin 1Stathmin 1As leucemias agudas representam um desafio contínuo na prática clínica devido às altas taxas de recidiva e à resistência aos tratamentos quimioterápicos. Os microtúbulos emergem como alvos farmacológicos importantes no tratamento do câncer, incluindo as leucemias, devido à sua função essencial na divisão celular. Nesse contexto, a descoberta e o reposicionamento de fármacos antimicrotúbulos surgem como estratégias promissoras para ampliar o arsenal antineoplásico e superar a resistência terapêutica. A stathmin 1 (STMN1), proteína reguladora da dinâmica dos microtúbulos, desponta como possível alvo terapêutico, dada sua relevância no fenótipo proliferativo leucêmico e sua integração em diversas vias de sinalização associadas às neoplasias hematológicas. O objetivo do presente estudo é investigar o potencial terapêutico de agentes antimicrotúbulos em leucemias agudas, com enfoque na expressão e atividade da proteína stathmin 1 (STMN1) e nos efeitos celulares e moleculares do composto 2 (C2E1), derivado inédito dos ciclopenta[<font face = \"symbol\">b]indóis sintéticos, e da eribulina, inibidor de microtúbulos proposto para reposicionamento. Dividido em três partes, o estudo primeiramente revelou alta expressão de STMN1 em pacientes com leucemia promielocítica aguda (LPA), com análises de bioinformática associando essa alta expressão a assinaturas gênicas de proliferação e metabolismo em LPA. A inibição de STMN1 por shRNA resultou em redução na clonogenicidade celular, enquanto a estabilização dos microtúbulos com paclitaxel induziu morte celular, inclusive de células resistentes ao tratamento padrão com ácido all-transretinóico (ATRA). Na segunda parte, três compostos sintéticos inéditos da classe dos ciclopenta[<font face = \"symbol\">b]indóis foram testados em modelos celulares de LPA, e o C2E1 apresentou citotoxicidade seletiva através da interrupção da dinâmica de microtúbulos. A investigação ampliada dos efeitos celulares e moleculares do ciclopenta[<font face = \"symbol\">b]indol C2E1 sobre o fenótipo leucêmico em amplo painel, molecularmente heterogêneo, de linhagens celulares de leucemias agudas demonstrou sua alta citotoxicidade, redução da clonogenicidade, indução de apoptose e parada do ciclo celular. Por fim, a terceira parte investigou o efeito da eribulina em modelos experimentais de neoplasias hematológicas, demonstrando alta citotoxicidade e eficácia na redução da viabilidade celular pela perturbação da dinâmica de microtúbulos, levando a catástrofe mitótica e morte celular. A expressão e ativação de MDR1 (ABCB1 e ABCC1), PI3K/AKT e NFB mostraram-se potenciais biomarcadores de resposta à eribulina e o tratamento combinado de eribulina com elacridar potencializou os efeitos da eribulina e foi capaz de superar a resistência em neoplasias hematológicas. Em conjunto, o trabalho fornece perspectivas sobre o papel da STMN1 e dos agentes inibidores de microtúbulos no tratamento das leucemias agudas, oferecendo evidências pré-clínicas na identificação de potenciais novos agentes terapêuticos e estratégias para superar a resistência a tratamentos convencionais.Acute leukemias represent a continuous challenge in clinical practice due to high rates of relapse and resistance to chemotherapy treatments. Microtubules emerge as important pharmacological targets in cancer treatment, including leukemias, due to their essential role in cell division. In this context, the discovery and repositioning of antimicrotubule drugs arise as promising strategies to expand the anti-neoplastic arsenal and overcome therapeutic resistance. Stathmin 1 (STMN1), a microtubule dynamics regulator protein, stands out as a potential therapeutic target, given its relevance in the leukemic proliferative phenotype and its integration into various signaling pathways associated with hematologic neoplasms. The objective of this study is to investigate the therapeutic potential of antimicrotubule agents in acute leukemias, focusing on the expression and activity of stathmin 1 (STMN1) and the cellular and molecular effects of compound 2 (C2E1), a novel derivative of synthetic cyclopenta[<font face = \"symbol\">b]indoles, and eribulin, a microtubule inhibitor proposed for repositioning. Divided into three parts, the study initially revealed high expression of STMN1 in patients with acute promyelocytic leukemia (APL), with bioinformatics analyses associating this high expression with proliferation and metabolism gene signatures in APL. Inhibition of STMN1 by shRNA resulted in reduced cellular clonogenicity, while microtubule stabilization with paclitaxel induced cell death, including in cells resistant to standard treatment with all-transretinoic acid (ATRA). In the second part, three novel synthetic compounds of the cyclopenta[<font face = \"symbol\">b]indole class were tested in cellular models of APL, and C2E1 showed selective cytotoxicity through microtubule dynamics interruption. Expanded investigation of the cellular and molecular effects of cyclopenta[<font face = \"symbol\">b]indole C2E1 on the leukemic phenotype in a broad, molecularly heterogeneous panel of acute leukemia cell lines demonstrated its high cytotoxicity, reduced clonogenicity, induction of apoptosis, and cell cycle arrest. Finally, the third part investigated the effect of eribulin in experimental models of hematologic neoplasms, demonstrating high cytotoxicity and effectiveness in reducing cell viability by disrupting microtubule dynamics, leading to mitotic catastrophe and cell death. The expression and activation of MDR1 (ABCB1 and ABCC1), PI3K/AKT, and NFB were identified as potential biomarkers of response to eribulin, and combined treatment of eribulin with elacridar potentiated eribulin effects and overcame resistance in hematologic neoplasms. Overall, the study provides insights into the role of STMN1 and microtubule inhibitor agents in the treatment of acute leukemias, offering preclinical evidence in the identification of potential new therapeutic agents and strategies to overcome resistance to conventional treatments.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPMachado Neto, João AgostinhoVicari, Hugo Passos2024-08-05info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/42/42136/tde-17022025-145640/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-02-25T10:03:02Zoai:teses.usp.br:tde-17022025-145640Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-02-25T10:03:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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