Repolarização de macrófagos associados ao tumor (TAMs) para macrófagos antitumorais M1 em leucemia mieloide aguda: um modelo murino

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Pinheiro, Lucio Henrique Sousa
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:
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/5/5155/tde-13032026-123311/
Resumo: A leucemia mieloide aguda (LMA) é uma neoplasia hematológica agressiva, caracterizada pelo acúmulo de células mieloides imaturas na medula óssea (MO) e sangue periférico (SP). Diversas alterações no microambiente da MO foram associadas à gênese e progressão da LMA, algumas afetam o sistema imunológico e favorecem a evasão tumoral. Também contribuem para estes processos alterações genéticas, tais como a superexpressão do gene MN1 abordada neste estudo. Ela está relacionada a um fenótipo leucêmico mais agressivo e resistência terapêutica. Dentre os achados patológicos no microambiente da MO leucêmica, o aumento relativo dos macrófagos associados ao tumor (do inglês, tumor-associated macrophages TAMs) parece ser favorável à progressão da LMA. Os TAMs têm fenótipo semelhante ao observado em macrófagos M2 saudáveis, e, portanto, associados à atividade antiinflamatória e imunosupressora. Nesse contexto, abordagens terapêuticas capazes de reprogramar os TAMs para um estado mais inflamatório e antitumoral, similar ao fenótipo M1, têm sido investigadas. Este estudo teve como objetivo avaliar os efeitos imunomoduladores dos compostos plinabulina, um inibidor da polimerização da tubulina, e selumetinibe, um inibidor das quinases MEK1/2, sobre TAMs em modelos de LMA decorrentes da superexpressão do MN1. Nosso interesse decorreu de descrições na literatura que sugeriram que esses compostos teriam ação na polarização de macrófagos. Foram utilizados modelos in vitro e in vivo com macrófagos humanos e murinos diferenciados a partir de monócitos do SP ou derivados da MO, submetidos à polarização clássica (M1) ou alternativa (M2), além de coculturas com linhagens de LMA. Os efeitos dos fármacos sobre o perfil imunofenotípico, expressão gênica, atividade fagocítica, perfil secretório e capacidade de suprimir o crescimento leucêmico foram avaliados por citometria de fluxo, qRT-PCR e ensaios funcionais in vitro. Também foram analisados os efeitos citotóxicos de ambos os fármacos sobre o crescimento de células de LMA em modelo murino usando o transplante de células superexpressando o gene MN1. Nossos resultados demonstraram que ambos os compostos modularam significativamente a expressão de marcadores, promovendo aumento na expressão de CD86 e redução de CD163 em amostras humanas. Também foi observada uma maior secreção de citocinas pró-inflamatórias, como IL-1 e TNF-, e redução da secreção de TGF-. Em amostras murinas, observamos um aumento na expressão de genes associados ao fenótipo M1 (Cd80, Tnf- e Nos2) e redução de Arg1, um marcador clássico de macrófagos M2. Nos ensaios com co-cultura de macrófagos e células de LMA, os primeiros apresentaram aumento da atividade fagocítica e inibiram a proliferação de células leucêmicas. Além disso, o microambiente leucêmico induzido in vitro condicionou os macrófagos a um perfil tolerogênico, parcialmente revertido pelos tratamentos, evidenciando sua plasticidade funcional. A plinabulina, em particular, apresentou efeitos citotóxicos diretos sobre células CD34 leucêmicas de amostras de pacientes e reduziu a carga tumoral em modelo murino, sugerindo seu potencial terapêutico. O selumetinibe, embora tenha modulado o fenótipo e função dos macrófagos, não apresentou efeito citotóxico significativo in vivo. Esses achados reforçam o potencial da reprogramação de macrófagos como estratégia complementar no tratamento da LMA, especialmente em subtipos de alto risco molecular, como os associados à superexpressão de MN1.
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Dentre os achados patológicos no microambiente da MO leucêmica, o aumento relativo dos macrófagos associados ao tumor (do inglês, tumor-associated macrophages TAMs) parece ser favorável à progressão da LMA. Os TAMs têm fenótipo semelhante ao observado em macrófagos M2 saudáveis, e, portanto, associados à atividade antiinflamatória e imunosupressora. Nesse contexto, abordagens terapêuticas capazes de reprogramar os TAMs para um estado mais inflamatório e antitumoral, similar ao fenótipo M1, têm sido investigadas. Este estudo teve como objetivo avaliar os efeitos imunomoduladores dos compostos plinabulina, um inibidor da polimerização da tubulina, e selumetinibe, um inibidor das quinases MEK1/2, sobre TAMs em modelos de LMA decorrentes da superexpressão do MN1. Nosso interesse decorreu de descrições na literatura que sugeriram que esses compostos teriam ação na polarização de macrófagos. Foram utilizados modelos in vitro e in vivo com macrófagos humanos e murinos diferenciados a partir de monócitos do SP ou derivados da MO, submetidos à polarização clássica (M1) ou alternativa (M2), além de coculturas com linhagens de LMA. Os efeitos dos fármacos sobre o perfil imunofenotípico, expressão gênica, atividade fagocítica, perfil secretório e capacidade de suprimir o crescimento leucêmico foram avaliados por citometria de fluxo, qRT-PCR e ensaios funcionais in vitro. Também foram analisados os efeitos citotóxicos de ambos os fármacos sobre o crescimento de células de LMA em modelo murino usando o transplante de células superexpressando o gene MN1. Nossos resultados demonstraram que ambos os compostos modularam significativamente a expressão de marcadores, promovendo aumento na expressão de CD86 e redução de CD163 em amostras humanas. Também foi observada uma maior secreção de citocinas pró-inflamatórias, como IL-1 e TNF-, e redução da secreção de TGF-. Em amostras murinas, observamos um aumento na expressão de genes associados ao fenótipo M1 (Cd80, Tnf- e Nos2) e redução de Arg1, um marcador clássico de macrófagos M2. Nos ensaios com co-cultura de macrófagos e células de LMA, os primeiros apresentaram aumento da atividade fagocítica e inibiram a proliferação de células leucêmicas. Além disso, o microambiente leucêmico induzido in vitro condicionou os macrófagos a um perfil tolerogênico, parcialmente revertido pelos tratamentos, evidenciando sua plasticidade funcional. A plinabulina, em particular, apresentou efeitos citotóxicos diretos sobre células CD34 leucêmicas de amostras de pacientes e reduziu a carga tumoral em modelo murino, sugerindo seu potencial terapêutico. O selumetinibe, embora tenha modulado o fenótipo e função dos macrófagos, não apresentou efeito citotóxico significativo in vivo. Esses achados reforçam o potencial da reprogramação de macrófagos como estratégia complementar no tratamento da LMA, especialmente em subtipos de alto risco molecular, como os associados à superexpressão de MN1.Acute myeloid leukemia (AML) is an aggressive hematological malignancy characterized by the accumulation of immature myeloid cells in the bone marrow (BM) and peripheral blood (PB). Several alterations in the BM microenvironment have been associated with the development and progression of AML, some of which affect the immune system and promote tumor evasion. Genetic alterations also contribute to these processes, such as the overexpression of the MN1 gene discussed in this study. MN1 overexpression is associated with a more aggressive leukemic phenotype and therapeutic resistance. Among the pathological findings in the leukemic BM microenvironment, the relative increase in tumor-associated macrophages (TAMs) appears to favor AML progression. TAMs exhibit a phenotype similar to that of healthy M2 macrophages and are associated with anti-inflammatory and immunosuppressive activity. In this context, the reprogramming of TAMs toward a more inflammatory and antitumoral phenotype, resembling the M1 profile, has emerged as a promising therapeutic alternative. This study aimed to evaluate the immunomodulatory effects of plinabulin, a tubulin polymerization inhibitor, and selumetinib, a MEK1/2 kinase inhibitor, on TAMs in AML models driven by MN1 overexpression. To this end, we employed both in vitro and in vivo models using human and murine macrophages differentiated from peripheral blood monocytes or BMderived monocytes, which were subjected to either classical (M1) or alternative (M2) polarization, as well as co-cultures with AML cell lines. The effects of both compounds on immunophenotype, gene expression, phagocytic activity, secretory profile, and their capacity to suppress leukemic cell growth were assessed through flow cytometry, qRT-PCR, and functional in vitro assays. Additionally, we assessed the cytotoxic effects of both drugs and their ability to reduce tumor burden in a murine model using AML cells genetically modified to overexpress MN1. Our results demonstrated that both compounds significantly modulated marker expression, promoting increased expression of CD86 and reduced CD163 in human samples. We also observed increased secretion of pro-inflammatory cytokines, such as IL-1 and TNF-, and a decrease in TGF- secretion. In murine samples, there was an upregulation of M1-associated genes (Cd80, Tnf-, and Nos2) alongside downregulation of Arg1, a canonical M2 marker. In co-culture assays with macrophages and AML cells, macrophages showed enhanced phagocytic activity and inhibited leukemic cell proliferation. Moreover, exposure to an AML-conditioned microenvironment in vitro induced a tolerogenic macrophage profile, which was partially reversed by treatment with the tested compounds, underscoring the functional plasticity of these cells. Notably, plinabulin exhibited direct cytotoxic effects on CD34 leukemic cells from patient samples and led to a reduction in tumor burden in the murine model, suggesting a potential therapeutic benefit. While selumetinib was able to modulate macrophage phenotype and function, it did not produce significant cytotoxic effects in vivo. Overall, these findings support the concept that macrophage reprogramming represents a promising complementary approach in AML treatment, particularly in high-risk molecular subtypes, such as those associated with MN1 overexpression.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPRego, Eduardo MagalhãesPinheiro, Lucio Henrique Sousa2025-10-24info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/5/5155/tde-13032026-123311/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/openAccesspor2026-03-16T18:09:07Zoai:teses.usp.br:tde-13032026-123311Biblioteca 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:27212026-03-16T18:09:07Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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