Caracterização do mecanismo de ação da seriniquinona e derivados sintéticos em modelos celulares de melanoma.
| 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: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/42/42136/tde-22012025-154217/ |
Resumo: | A seriniquinona (SQ) é um produto natural isolado da bactéria marinha Serinicoccus sp. e com propriedades antitumorais únicas. Além de sua seletividade para células de melanoma, a SQ apresentou a dermicidina como alvo molecular, desencadeando autofagia e apoptose. O melanoma é o câncer de pele mais agressivo devido ao seu alto índice de metástase e resistência à quimioterapia, que ainda carece de tratamentos eficazes. Por conta da baixa solubilidade da substância, foram realizadas pequenas alterações estruturais na SQ, além de tentar aprimorar sua seletividade e toxicidade para células de melanoma. Assim, o estudo objetivou caracterizar a atividade citotóxica e o mecanismo de ação das substâncias SQ e derivados sintéticos, relacionando com a função da dermicidina. Após triagem em diversas linhagens celulares, o derivado sintético SQ2 foi escolhido para prosseguir os estudos, juntamente com a SQ1, de caracterização do efeito nas linhagens SK-MEL-28 (BRAFV600E) e SK-MEL-147 (NRASQ61R), que carregam as duas mutações mais prevalentes no melanoma. A partir dos ensaios de MTT, clonogênico, qPCR e western blot, pode-se observar diferentes respostas entre as linhagens e entre as substâncias SQ1 e SQ2, onde a SK-MEL-28 foi mais sensível. Com a utilização de inibidores de autofagia, concluiu-se que a inibição da autofagia em células que já possuem maior atividade autofágica basal pode levá-las a apoptose, como visto nas células BRAFV600E. Por outro lado, a autofagia pode se transformar em um processo citotóxico em células que possuem esse mecanismo suprimido, como ocorreu nas células NRASQ61R, que apresentou maior resistência as seriniquinonas quando a autofagia se encontrava inibida. Sendo assim, esse estudo reforça a importância de se investigar a combinação de um inibidor autofágico com a quimioterapia para tumores NRAS mutantes, como já vem sido explorado para os BRAF mutantes. Na segunda parte do trabalho foram estudadas as células SK-MEL-28 (parental) e SK-MEL-28R, resistentes ao vemurafenibe, que se mostraram sensíveis ao tratamento por apenas 6h e 12h com a SQ pelos ensaios de MTT e clonogênico. No modelo de pele reconstruída, tumores de ambas as linhagens apresentaram redução no tamanho e na invasão da derme com a SQ, somada a segurança para os tecidos saudáveis. Por RNA-seq, a transcriptômica revelou a ativação do estresse do retículo endoplasmático pela SQ, validada em ambas as linhagens pela superexpressão das proteínas GRP78, p-eIF2<font face = \"symbol\">a e XBP1s. Na literatura, a dermicidina já foi relatada ligada à GRP78 modulando a migração pela via Wnt/<font face = \"symbol\">b-catenina; especialmente para SK-MEL-28R, o tratamento de 6h diminuiu em 98% a capacidade de adesão; a N-caderina e a <font face = \"symbol\">b-catenina também foram reduzidas; além da célula SK-MEL-173, que apresenta maior atividade da <font face = \"symbol\">b-catenina, foi resistente a SQ. Análises de bancos de sequenciamento com amostras de pacientes correlacionam com os efeitos observados no RNA seq das células tratadas com SQ. Por fim, a SQ demonstrou potente atividade contra o melanoma, especialmente na resistente. Sua importância como novo candidato a fármaco também reside na sua seletividade e segurança para a pele. Nossos resultados têm apontado consistentemente para interação dermicidina-GRP78 como reguladores da adesão celular e consequente migração. |
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Caracterização do mecanismo de ação da seriniquinona e derivados sintéticos em modelos celulares de melanoma.Characterization of the mechanism of action of seriniquinone and synthetic derivatives in cellular models of melanoma.AdesãoAdhesionAutofagiaAutophagyDermcidinDermicidinaEstresse de RetículoNatural ProductsProdutos NaturaisReticulum StressA seriniquinona (SQ) é um produto natural isolado da bactéria marinha Serinicoccus sp. e com propriedades antitumorais únicas. Além de sua seletividade para células de melanoma, a SQ apresentou a dermicidina como alvo molecular, desencadeando autofagia e apoptose. O melanoma é o câncer de pele mais agressivo devido ao seu alto índice de metástase e resistência à quimioterapia, que ainda carece de tratamentos eficazes. Por conta da baixa solubilidade da substância, foram realizadas pequenas alterações estruturais na SQ, além de tentar aprimorar sua seletividade e toxicidade para células de melanoma. Assim, o estudo objetivou caracterizar a atividade citotóxica e o mecanismo de ação das substâncias SQ e derivados sintéticos, relacionando com a função da dermicidina. Após triagem em diversas linhagens celulares, o derivado sintético SQ2 foi escolhido para prosseguir os estudos, juntamente com a SQ1, de caracterização do efeito nas linhagens SK-MEL-28 (BRAFV600E) e SK-MEL-147 (NRASQ61R), que carregam as duas mutações mais prevalentes no melanoma. A partir dos ensaios de MTT, clonogênico, qPCR e western blot, pode-se observar diferentes respostas entre as linhagens e entre as substâncias SQ1 e SQ2, onde a SK-MEL-28 foi mais sensível. Com a utilização de inibidores de autofagia, concluiu-se que a inibição da autofagia em células que já possuem maior atividade autofágica basal pode levá-las a apoptose, como visto nas células BRAFV600E. Por outro lado, a autofagia pode se transformar em um processo citotóxico em células que possuem esse mecanismo suprimido, como ocorreu nas células NRASQ61R, que apresentou maior resistência as seriniquinonas quando a autofagia se encontrava inibida. Sendo assim, esse estudo reforça a importância de se investigar a combinação de um inibidor autofágico com a quimioterapia para tumores NRAS mutantes, como já vem sido explorado para os BRAF mutantes. Na segunda parte do trabalho foram estudadas as células SK-MEL-28 (parental) e SK-MEL-28R, resistentes ao vemurafenibe, que se mostraram sensíveis ao tratamento por apenas 6h e 12h com a SQ pelos ensaios de MTT e clonogênico. No modelo de pele reconstruída, tumores de ambas as linhagens apresentaram redução no tamanho e na invasão da derme com a SQ, somada a segurança para os tecidos saudáveis. Por RNA-seq, a transcriptômica revelou a ativação do estresse do retículo endoplasmático pela SQ, validada em ambas as linhagens pela superexpressão das proteínas GRP78, p-eIF2<font face = \"symbol\">a e XBP1s. Na literatura, a dermicidina já foi relatada ligada à GRP78 modulando a migração pela via Wnt/<font face = \"symbol\">b-catenina; especialmente para SK-MEL-28R, o tratamento de 6h diminuiu em 98% a capacidade de adesão; a N-caderina e a <font face = \"symbol\">b-catenina também foram reduzidas; além da célula SK-MEL-173, que apresenta maior atividade da <font face = \"symbol\">b-catenina, foi resistente a SQ. Análises de bancos de sequenciamento com amostras de pacientes correlacionam com os efeitos observados no RNA seq das células tratadas com SQ. Por fim, a SQ demonstrou potente atividade contra o melanoma, especialmente na resistente. Sua importância como novo candidato a fármaco também reside na sua seletividade e segurança para a pele. Nossos resultados têm apontado consistentemente para interação dermicidina-GRP78 como reguladores da adesão celular e consequente migração.Seriniquinone (SQ) is a natural product isolated from the marine bacterium Serinicoccus sp. and with unique antitumor properties. In addition to its selectivity for melanoma cells, SQ presented dermcidin as a molecular target, triggering autophagy and apoptosis. Melanoma is the most aggressive skin cancer due to its high metastasis rate and resistance to chemotherapy, which still lacks effective treatments. Due to the low solubility of the substance, small structural modifications were made to SQ to improve its selectivity and toxicity for melanoma cells. Thus, the study aimed to characterize the cytotoxic activity and mechanism of action of SQ and its synthetic derivatives, relating it to dermcidin function. After screening in various cell lines, the synthetic derivative SQ2 was selected for further studies, along with SQ1, to characterize the effect in SK-MEL-28 (BRAFV600E) and SK-MEL-147 (NRASQ61R) lines, which carry the two most prevalent mutations in melanoma. From MTT, clonogenic, qPCR, and western blot assays, different responses were observed between the cell lines and between the substances SQ1 and SQ2, with SK-MEL-28 showing greater sensitivity. The use of autophagy inhibitors concluded that inhibiting autophagy in cells with already higher basal autophagic activity may lead them to apoptosis, as seen in BRAFV600E cells. Conversely, autophagy can become a cytotoxic process in cells with this mechanism suppressed, as occurred in NRASQ61R cells, which exhibited higher resistance to seriniquinones when autophagy was inhibited. Thus, this study reinforces the importance of investigating the combination of an autophagy inhibitor with chemotherapy for NRAS mutant tumors, as has already been explored for BRAF mutants. In the second part of the work, SK-MEL-28 (parental) and SK-MEL-28R cells, resistant to vemurafenib, were studied and showed sensitivity to treatment for 6h and 12h with SQ by MTT and clonogenic assays. In the reconstructed skin model, tumors from both lines showed reduced size and dermal invasion with SQ, while maintaining safety for healthy tissues. By RNA-seq, transcriptomics reveled activation of endoplasmic reticulum stress with SQ, validated in both lines by the overexpression of GRP78, p-eIF2<font face = \"symbol\">a, and XBP1s proteins. In the literature, dermcidin has been reported to bind to GRP78, modulating migration via the Wnt/<font face = \"symbol\">b-catenin pathway; especially for SK-MEL-28R, 6h treatment reduced adhesion capacity by 98%; N-cadherin and <font face = \"symbol\">b-catenin were also reduced; in addition, SK-MEL-173 cells, which exhibit higher <font face = \"symbol\">b-catenin activity, were resistant to SQ. Sequencing bank analyses with patient samples correlate with the effects observed in the RNA-seq of SQ-treated cells. Finally, SQ demonstrated potent activity against melanoma, especially in resistant cases. Its significance as a new drug candidate also lies in its selectivity and safety for the skin. Our results consistently point to the interaction between dermcidin and GRP78 as regulators of cell adhesion and consequent migration.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPLotufo, Leticia Veras CostaHirata, Amanda Soares2024-12-04info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/42/42136/tde-22012025-154217/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/openAccesspor2025-01-29T16:53:02Zoai:teses.usp.br:tde-22012025-154217Biblioteca 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:27212025-01-29T16:53:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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A seriniquinona (SQ) é um produto natural isolado da bactéria marinha Serinicoccus sp. e com propriedades antitumorais únicas. Além de sua seletividade para células de melanoma, a SQ apresentou a dermicidina como alvo molecular, desencadeando autofagia e apoptose. O melanoma é o câncer de pele mais agressivo devido ao seu alto índice de metástase e resistência à quimioterapia, que ainda carece de tratamentos eficazes. Por conta da baixa solubilidade da substância, foram realizadas pequenas alterações estruturais na SQ, além de tentar aprimorar sua seletividade e toxicidade para células de melanoma. Assim, o estudo objetivou caracterizar a atividade citotóxica e o mecanismo de ação das substâncias SQ e derivados sintéticos, relacionando com a função da dermicidina. Após triagem em diversas linhagens celulares, o derivado sintético SQ2 foi escolhido para prosseguir os estudos, juntamente com a SQ1, de caracterização do efeito nas linhagens SK-MEL-28 (BRAFV600E) e SK-MEL-147 (NRASQ61R), que carregam as duas mutações mais prevalentes no melanoma. A partir dos ensaios de MTT, clonogênico, qPCR e western blot, pode-se observar diferentes respostas entre as linhagens e entre as substâncias SQ1 e SQ2, onde a SK-MEL-28 foi mais sensível. Com a utilização de inibidores de autofagia, concluiu-se que a inibição da autofagia em células que já possuem maior atividade autofágica basal pode levá-las a apoptose, como visto nas células BRAFV600E. Por outro lado, a autofagia pode se transformar em um processo citotóxico em células que possuem esse mecanismo suprimido, como ocorreu nas células NRASQ61R, que apresentou maior resistência as seriniquinonas quando a autofagia se encontrava inibida. Sendo assim, esse estudo reforça a importância de se investigar a combinação de um inibidor autofágico com a quimioterapia para tumores NRAS mutantes, como já vem sido explorado para os BRAF mutantes. Na segunda parte do trabalho foram estudadas as células SK-MEL-28 (parental) e SK-MEL-28R, resistentes ao vemurafenibe, que se mostraram sensíveis ao tratamento por apenas 6h e 12h com a SQ pelos ensaios de MTT e clonogênico. No modelo de pele reconstruída, tumores de ambas as linhagens apresentaram redução no tamanho e na invasão da derme com a SQ, somada a segurança para os tecidos saudáveis. Por RNA-seq, a transcriptômica revelou a ativação do estresse do retículo endoplasmático pela SQ, validada em ambas as linhagens pela superexpressão das proteínas GRP78, p-eIF2<font face = \"symbol\">a e XBP1s. Na literatura, a dermicidina já foi relatada ligada à GRP78 modulando a migração pela via Wnt/<font face = \"symbol\">b-catenina; especialmente para SK-MEL-28R, o tratamento de 6h diminuiu em 98% a capacidade de adesão; a N-caderina e a <font face = \"symbol\">b-catenina também foram reduzidas; além da célula SK-MEL-173, que apresenta maior atividade da <font face = \"symbol\">b-catenina, foi resistente a SQ. Análises de bancos de sequenciamento com amostras de pacientes correlacionam com os efeitos observados no RNA seq das células tratadas com SQ. Por fim, a SQ demonstrou potente atividade contra o melanoma, especialmente na resistente. Sua importância como novo candidato a fármaco também reside na sua seletividade e segurança para a pele. Nossos resultados têm apontado consistentemente para interação dermicidina-GRP78 como reguladores da adesão celular e consequente migração. |
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