Mecanismos de resistência tumoral à cisplatina: processamento de lesões no DNA e efeito do ciclo circadiano

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Silva, Matheus Molina
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Câncer de pulmão
Ciclo circadiano
Circadian cycle
Cisplatin
Cisplatina
CRISPR/Cas9
DNA Repair
Estresse oxidativo
Lung cancer
Oxidative Stress
Reparo de DNA
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/42/42132/tde-29052025-114430/
Resumo: O câncer de pulmão representa um grande desafio de saúde global, com mais de 1,8 milhão de novos casos diagnosticados anualmente em todo o mundo. Como uma das principais causas de morte por câncer, a mortalidade por câncer de pulmão permanece alta devido às limitadas opções de tratamento curativo e prolongador de vida. A quimioterapia à base de cisplatina representa o padrão de cuidados de primeira linha para muitos pacientes com câncer de pulmão. No entanto, a resistência intrínseca e adquirida à cisplatina limita severamente sua eficácia terapêutica. O aumento na expressão das proteínas de reparo de DNA ERCC1 e XPF, componentes da via de reparo por excisão de nucleotídeos (NER, na sigla em inglês), foi identificada como um mecanismo-chave de resistência à cisplatina. Além disso, a elevada expressão do fator de transcrição antioxidante NRF2 e seus alvos a jusante protegem as células cancerosas do estresse oxidativo induzido pela cisplatina. Evidências emergentes sugerem que o relógio circadiano regula a expressão desses fatores de resistência de acordo com o horário do dia. Para elucidar os mecanismos moleculares de resistência à cisplatina, avaliamos um painel de linhagens celulares estabelecidas de câncer de pulmão com sensibilidade intrínseca ao medicamento variável. Observamos que a resistência se correlacionou com a atividade antioxidante de NRF2 e menos com a capacidade de reparo de DNA. Usando edição genômica CRISPR/Cas9, geramos um modelo de linhagem celular deficiente em ERCC1 para interrogarmos mais profundamente o papel de NER. Posteriormente, sincronizamos os relógios circadianos de células cultivadas e realizamos o silenciamento de genes do relógio circadiano com RNA interferência (shRNA) para testar se a modulação dos ritmos circadianos poderia superar a resistência. Nossos resultados indicam que a perturbação circadiana sensibiliza as células cancerígenas de pulmão ao tratamento com cisplatina por meio da desregulação de NRF2 e das vias citoprotetoras associadas, e visam determinar o melhor horário do dia para a administração de cisplatina com base no controle circadiano dos mecanismos de resistência. Este trabalho de tese busca elucidar novas terapias de combinação com base no ritmo circadiano para melhorar os resultados clínicos de pacientes com câncer de pulmão.
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O aumento na expressão das proteínas de reparo de DNA ERCC1 e XPF, componentes da via de reparo por excisão de nucleotídeos (NER, na sigla em inglês), foi identificada como um mecanismo-chave de resistência à cisplatina. Além disso, a elevada expressão do fator de transcrição antioxidante NRF2 e seus alvos a jusante protegem as células cancerosas do estresse oxidativo induzido pela cisplatina. Evidências emergentes sugerem que o relógio circadiano regula a expressão desses fatores de resistência de acordo com o horário do dia. Para elucidar os mecanismos moleculares de resistência à cisplatina, avaliamos um painel de linhagens celulares estabelecidas de câncer de pulmão com sensibilidade intrínseca ao medicamento variável. Observamos que a resistência se correlacionou com a atividade antioxidante de NRF2 e menos com a capacidade de reparo de DNA. 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Este trabalho de tese busca elucidar novas terapias de combinação com base no ritmo circadiano para melhorar os resultados clínicos de pacientes com câncer de pulmão.Lung cancer poses a major global health challenge, with over 1.8 million new cases diagnosed annually worldwide. As one of the leading causes of cancer death, lung cancer mortality remains high due to limited curative and life-prolonging treatment options. Cisplatin-based chemotherapy represents the first-line standard of care for many lung cancer patients. However, intrinsic and acquired resistance to cisplatin severely limits its therapeutic efficacy. Upregulation of DNA repair proteins ERCC1 and XPF, encoded by the nucleotide excision repair (NER) pathway, has been identified as a key mechanism of cisplatin resistance. Additionally, elevated expression of the antioxidant transcription factor NRF2 and its downstream targets protect cancer cells from cisplatin-induced oxidative stress. Emerging evidence suggests the circadian clock regulates expression of these resistance factors in a time-of-day dependent manner. To elucidate the molecular mechanisms of cisplatin resistance, we evaluated a panel of established lung cancer cell lines with varying intrinsic sensitivity to the drug. We observed resistance correlated with NRF2/antioxidant activity rather than DNA repair capacity. Using CRISPR/Cas9 genome editing, we generated an ERCC1-deficient cell line model to further interrogate the role of NER. Subsequently, we synchronized the circadian clocks of cultured cells and performed shRNA knockdown of core clock genes to test whether modulating circadian rhythms could overcome resistance. Our results indicate circadian disruption sensitizes lung cancer cells to cisplatin treatment through deregulation of NRF2 and associated cytoprotective pathways and aim to determine the optimal time-of-day for cisplatin administration based on circadian control of resistance mechanisms. This thesis work seeks to elucidate novel circadian-based combination therapies to improve clinical outcomes for lung cancer patients.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPMenck, Carlos Frederico MartinsSilva, Matheus Molina2024-08-15info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/42/42132/tde-29052025-114430/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPReter o conteúdo por motivos de patente, publicação e/ou direitos autoriais.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-05-29T17:30:02Zoai:teses.usp.br:tde-29052025-114430Biblioteca 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:27212025-05-29T17:30:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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