Efeito da hiperglicemia no desenvolvimento do melanoma murino B16F10-Nex2
Data
2019-08-29
Autores
Machado, Aline De Oliveira 
Orientadores
Rodrigues, Elaine Guadelupe
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
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Título de Volume
Resumo
Epidemiological data indicate that diabetic individuals are at increased risk of developing several types of cancer. Both, Diabetes mellitus (DM) and cancer, are complex, chronic, and potentially fatal diseases that share common risk factors. Hyperglycemia is one of the potential biological mediators that associate these diseases. Recent studies in our group showed a positive correlation between hyperglycemia and in vivo tumor progression of B16F10-Nex2 murine melanoma, and this effect was dependent on infiltrating macrophages, the nitric oxide (NO) synthesized by them, and the participation of the Toll-like receptor 4 (TLR-4) signaling pathway. Therefore, the aim of this work was to evaluate the influence of hyperglycemia on the tumorigenicity of B16F10-Nex2 murine melanoma cells. We also investigated how a hyperglycemic environment modulates the phenotype of bone marrow derived macrophages (BMDMs) and how these findings correlate with the observed effect. B16F10-Nex2 tumor cells were inoculated subcutaneously on normo and hyperglycemic animals, in which hyperglycemia was previously induced by intraperitoneal administration of streptozotocin (STZ), and after 16 days tumor cells were reisolated from the primary tumors for in vitro and in vivo assays. In vitro, tumor cells reisolated from hyperglycemic animals (B16-HG) showed better adaptation (in viability, proliferation and clonogenic assays) and less intracellular accumulation of NO at higher glucose concentrations (60 and 80mM), whereas cells reisolated from normoglycemic animals (B16-NG) showed a better adaptation in lower concentrations of glucose (10 and 30mM). B16-HG cells showed higher production of IL-10 and a pattern suggestive of cytokine consumption, which was not observed by B16-NG cells. High glucose levels did not affect cell migration, and both cells presented similar patterns of induction of pre-angiogenic structures in vitro. In vivo, B16-HG cells were shown to be more aggressive than B16-NG cells in normoglycemic and hyperglycemic animals, which was evidenced in the primary and metastatic tumor models. Taken together, these results suggest that a hyperglycemic environment induced a more aggressive phenotype of murine melanoma cells, and these cells were better adapted to conditions of hyperglycemia. In addition, a hyperglycemic environment, as well as molecules secreted by B16-NG and B16-HG cells were able to influence the in vitro BMDMs phenotype, modulating the synthesis of pro-tumorigenic factors such as NO and pro-and anti-inflammatory cytokines (IL-6 and IL-10, respectively) in the presence or absence of TLR-4 signaling pathway.
Dados epidemiológicos indicam que indivíduos diabéticos possuem risco aumentado de desenvolver diversos tipos de câncer. Diabetes mellitus (DM) e câncer representam doenças complexas, crônicas e potencialmente fatais. Ambas compartilham fatores de risco em comum, sendo a hiperglicemia um dos potenciais mediadores biológicos que as associam. Estudos recentes do nosso grupo mostraram uma correlação positiva entre hiperglicemia e progressão tumoral in vivo de melanoma murino B16F10-Nex2, sendo este efeito dependente de macrófagos infiltrantes, do óxido nítrico (NO) sintetizado por estes, e da participação da via de ativação de Toll-like receptor 4 (TLR-4). Diante disso, o objetivo do trabalho foi avaliar a influência da hiperglicemia sobre a tumorigenicidade de células de melanoma murino B16F10-Nex2. Também investigamos como um ambiente hiperglicêmico modula o fenótipo de macrófagos derivados de medula óssea (BMDMs), buscando correlacionar os achados com o efeito observado. Células tumorais B16F10-Nex2 foram inoculadas no dorso de animais normo e hiperglicêmicos, cuja hiperglicemia foi previamente induzida pela administração intraperitoneal de estreptozotocina (STZ), e após 16 dias as células tumorais foram reisoladas dos tumores subcutâneos para ensaios in vitro e in vivo. In vitro, células reisoladas de animais hiperglicêmicos (B16-HG) apresentaram melhor adaptação (em experimentos de viabilidade, proliferação e formação de colônias) e menor acúmulo intracelular de NO em maiores concentrações de glicose (60 e 80mM), enquanto que células reisoladas de animais normoglicêmicos (B16-NG) mostraram uma melhor adaptação em concentrações menores de glicose (10 e 30mM). B16-HG apresentaram maior produção de IL-10 e um padrão sugestivo de consumo da citocina, o que não foi observado por células B16-NG. Altos níveis de glicose não afetaram a migração das células, e ambas apresentaram padrões semelhantes de indução de estruturas pré-angiogênicas in vitro. In vivo, células B16-HG mostraram-se mais agressivas que células B16-NG em animais normoglicêmicos e hiperglicêmicos, o que foi evidenciado nos modelos primário e metastático. Em conjunto, os resultados sugerem que um ambiente hiperglicêmico induziu um fenótipo mais agressivo de células de melanoma murino, sendo que estas mostraram-se melhor adaptadas a condições de hiperglicemia. Adicionalmente, um ambiente hiperglicêmico, assim como moléculas secretadas pelas células tumorais B16-NG e B16-HG, foram capazes de influenciar o comportamento in vitro BMDMs, modulando a síntese de fatores pró-tumorigênicos como NO e citocinas pró e anti-inflamatórias (IL-6 e IL-10, respectivamente) na presença ou ausência de ativação da via TLR-4.
Dados epidemiológicos indicam que indivíduos diabéticos possuem risco aumentado de desenvolver diversos tipos de câncer. Diabetes mellitus (DM) e câncer representam doenças complexas, crônicas e potencialmente fatais. Ambas compartilham fatores de risco em comum, sendo a hiperglicemia um dos potenciais mediadores biológicos que as associam. Estudos recentes do nosso grupo mostraram uma correlação positiva entre hiperglicemia e progressão tumoral in vivo de melanoma murino B16F10-Nex2, sendo este efeito dependente de macrófagos infiltrantes, do óxido nítrico (NO) sintetizado por estes, e da participação da via de ativação de Toll-like receptor 4 (TLR-4). Diante disso, o objetivo do trabalho foi avaliar a influência da hiperglicemia sobre a tumorigenicidade de células de melanoma murino B16F10-Nex2. Também investigamos como um ambiente hiperglicêmico modula o fenótipo de macrófagos derivados de medula óssea (BMDMs), buscando correlacionar os achados com o efeito observado. Células tumorais B16F10-Nex2 foram inoculadas no dorso de animais normo e hiperglicêmicos, cuja hiperglicemia foi previamente induzida pela administração intraperitoneal de estreptozotocina (STZ), e após 16 dias as células tumorais foram reisoladas dos tumores subcutâneos para ensaios in vitro e in vivo. In vitro, células reisoladas de animais hiperglicêmicos (B16-HG) apresentaram melhor adaptação (em experimentos de viabilidade, proliferação e formação de colônias) e menor acúmulo intracelular de NO em maiores concentrações de glicose (60 e 80mM), enquanto que células reisoladas de animais normoglicêmicos (B16-NG) mostraram uma melhor adaptação em concentrações menores de glicose (10 e 30mM). B16-HG apresentaram maior produção de IL-10 e um padrão sugestivo de consumo da citocina, o que não foi observado por células B16-NG. Altos níveis de glicose não afetaram a migração das células, e ambas apresentaram padrões semelhantes de indução de estruturas pré-angiogênicas in vitro. In vivo, células B16-HG mostraram-se mais agressivas que células B16-NG em animais normoglicêmicos e hiperglicêmicos, o que foi evidenciado nos modelos primário e metastático. Em conjunto, os resultados sugerem que um ambiente hiperglicêmico induziu um fenótipo mais agressivo de células de melanoma murino, sendo que estas mostraram-se melhor adaptadas a condições de hiperglicemia. Adicionalmente, um ambiente hiperglicêmico, assim como moléculas secretadas pelas células tumorais B16-NG e B16-HG, foram capazes de influenciar o comportamento in vitro BMDMs, modulando a síntese de fatores pró-tumorigênicos como NO e citocinas pró e anti-inflamatórias (IL-6 e IL-10, respectivamente) na presença ou ausência de ativação da via TLR-4.
Descrição
Citação
MACHADO, Aline de Oliveira. Efeito da hiperglicemia no desenvolvimento do melanoma murinho B16F10-Nex2. 2019. 102f. Dissertação (Mestrado em Microbiologia e Imunologia) – Escola Paulista de Medicina, Universidade Federal de São Paulo. São Paulo, 2019.