quinta-feira, 25 de junho de 2020
Nanoparticulas de ouro combinadas a b-bloqueadores em tecidos hepático de ratos com lesão hepática induzida por álcool e metanfetamina
Descrição: O Álcool (etanol) é a substância legalmente vendida mais amplamente utilizada e muitas vezes é co-abusada com outros agentes, como as anfetaminas e seus derivados. O co-abuso do etanol e drogas ilicitas contendo metanfetamina é prevalente em todo o mundo, inclusive no Brasil. O consumo crônico do álcool e drogas contendo metanfetaminas tem se tornado um problema de saúde pública Mundial no qual os países têm gastado milhões de doláres no tratamento físico-psicológico dos usuários crônicos dessas drogas. O uso comum concomitante do etanol e da metanfetamina tem grande potencial de interação, já que ambos são metabolizados no fígado a metabólitos hepatotóxicos e neurotóxicos. Distúrbios relacionados a memória, a motricidade e a afetividade são algumas das inúmeras alterações neurológicas observadas nos usuários crônicos de álcool e metanfetaminas. O álcool pode alterar a expressão ou atividade de algumas enzimas metabolizadoras de drogas, incluindo aquelas envovidas no metabolismo das metanfetaminas. O desenvolvimento das lesões hepáticas que varia desde a uma injúria inflamatória até a uma cirrose induzidas por álcool em alcoólicos está ligado à oxidação do etanol para o composto altamente reativo como o acetaldeído quebpromove nos hepatócitos e nas células neuronais processos inflamatórios até morte celular. O citocromo 450 (CYP2E1), é uma outra importante enzima metabolizadora de drogas e importante fonte de espécies reativas de oxigênio (EROs), como superóxidos (O2) e peróxido de hidrogênio (H2O2), na injúria hepática induzida pelo álcool. O uso crônico associado das duas referidas drogas pode promover uma super-expressão dos EROs causando mais danos teciduais. Novos fármacos que atenue processos inflamatórios, principalmente em tecidos hepático e cerebral tem se tornado uma fonte inesgotável de estudos. O carvedilol, um anti-hipertensivo bloqueador do sistema nervoso simpático via adrenoreceptores 1, 2 e 1, tem mostrado propriedades antiinflamatórias. Em estudos prévios do nosso grupo, o carvedilol reduziu o estress oxidativo e a perda óssea em ratos com doença periodontal. A associação de fármacos a nanopartículas tem sido empregada em inúmeros modelos experimentais, uma vez que, nanotransportadores representam umanova plataforma para o transporte de agentes terapêuticos a alvos específicos. Por ser uma substância inerte e não tóxica, as nanopartículas de ouro utilizadas isoladamente têm se mostrado com propriedades anti-inflamatórias. Portanto, é objetivo desse projeto avaliar, em estudos in vitro e em modelo experimental em ratos com injúria hepática induzida pela associação do álcool e metanfetamina, os efeitos anti-inflamatórios do anti-hipertensivo carvedilol associado a nanoparticulas de ouro em células e tecidos hepático e cerebral.
Nanotecnologia: Ensaios pré-clínicos in vitro e in vivo para avaliação das atividades analgésica, antiinflamatória e antitumoral de anti-hipertensivos bloqueadores da angiotensina II associados a nanopartículas de ouro e prata
Descrição: O descrédito dos inibidores COX-2 chama a atenção dos pesquisadores para a síntese de novas sustâncias com atividades anti-inflamatórias, mas com diminuição dos efeitos adversos, ou a realização de pesquisas para a avaliação da atividade anti-inflamatória de substâncias já conhecidas, mas que tem outras indicações. Uma classe de medicamentos que merece atenção é a dos anti-hipertensivos inibidores da angiotensina II. Estudos demonstram que os níveis de Ang-II no tecido e plasma estão aumentados durante o estresse, conduzindo à liberação de espécies reativas do oxigênio a partir do músculo liso vascular com consequentes danos celulares e inflamação. Ang-II promove o aumento da permeabilidade vascular (através da liberação de prostaglandinas e do fator de crescimento de células endoteliais vasculares/fator de permeabilidade vascular) e participa do recrutamento de células inflamatórias do infiltrado tecidual através da sua ativação direta ou pela regulação da expressão de moléculas de adesão e quimiocinas pelas células residentes; dessa forma, Ang-II participa de diversos eventos-chave da resposta inflamatória. Nanotecnologias podem ser definidas como o design, ca- racterização na produção e aplicação de estruturas, dispositivos e sistemas de controle por forma e tamanho a uma escala nanométrica. As nanopartículas, de acordo com o American Society for Testing and Materials (ASTM) são partículas com comprimentos que variam de 1 a 100 nm, em duas ou três dimensões. O mais estudado nanopartículas são nanotubos de carbono, nanopartículas de ouro e prata (PNB) e pontos quânticos de seleneto de cádmio que são promissores agentes anti-câncer e antiinflamatório. O objetivo desse projeto é analisar através de ensaios in vitro com linhagens celulares normais e tumorais e modelos animais, tais sejam: artrite reumatóide, doença periodontal, cirrose hepática, mucosites oral e intestinal a atividade biológica (antiinflamtória e anti-tumoral) dos antihipertensivos bloqueadores da angiotensina.
Image-Guided Surgery (IGS) and Personalised Postoperative Immunotherapy To Improving Cancer Outcome
Description: The basic concept of our proposal is to develop nanoparticle-based encapsulated libraries of different immunotherapeutic biomolecules for treatment after surgery as part of a novel cancer management strategy. The current state-of-art for the management of cancer starts with surgery, after identification of an accessible tumour mass. Surgery remains an effective treatment option for many types of cancer today and it is considered curative treatment for most solid tumours. It forms part of a multidisciplinary approach used in conjunction with radiotherapy or chemotherapy. These approaches, however, have several limitations, including inability of surgical resection to affect distal metastatic disease, toxicity to healthy tissues with chemotherapy and lack of effectiveness of radiation therapy in more aggressive tumours. The observation that cancer can relapse months or years after initial surgery implies that micrometastases still resides within the body in a latent state. Our proposal is to take cancer therapy to beyond state-of-art by implementing techniques which will take us into new directions. This includes a) new methods to identify immune gene profiles and biomarkers b) transgenic mouse models where the complex interactions that underlie immune function can be visualised as multiplexed events in real time and c) the use of nanoparticle-based libraries of immune modulating reagent combinations. There are three key objectives within this project: i) to use immune gene signatures to monitor disease progression and therapeutic efficacy of immunotherapy combinations on nanoparticle-based platforms, ii) to optimise the platform to encapsulate libraries of immune components for more personalised, accurate and timely delivery of the payload to its intended target and iii) to optimise the overall cancer management process of image-guided surgery followed by postoperative immunotherapy so that we can ultimately provide a lifetime of protection against cancer.
A translational study of the antitumor activity of smart nanoparticles in resistant cancers induced by inflammatory microenvironment
Description: The current state-of-art for cancer treatment begins with surgery after identifying an accessible tumor mass. The proposal of this project is to take cancer therapy beyond state-of-art through the implementation of techniques that will lead to immunotherapy in new directions, such as the use of multiconjugated nanoparticles with immunological components and chemotherapics beyond Fluorescent agents to monitor the functional activity of immunological cells in the tumor, specially macrophages during immunotherapy and in metastases after surgery..
Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa.
segunda-feira, 15 de junho de 2020
Ceramide and palmitic acid inhibit macrophage-mediated epithelial–mesenchymal transition in colorectal cancer
DE ARAUJO JUNIOR, RAIMUNDO FERNANDES; EICH, CHRISTINA ; JORQUERA, CARLA ; SCHOMANN, TIMO ; BALDAZZI, FABIO ; CHAN, ALAN B. ; CRUZ, LUIS J. . Ceramide and palmitic acid inhibit macrophage-mediated epithelial-mesenchymal transition in colorectal cancer. MOLECULAR AND CELLULAR BIOCHEMISTRY, v. 468, p. 153-168, 2020.
Abstract
Accumulating evidence indicates that ceramide (Cer) and palmitic acid (PA) possess the ability to modulate switching of macrophage phenotypes and possess anti-tumorigenic effects; however, the underlying molecular mechanisms are largely unknown. The aim of the present study was to investigate whether Cer and PA could induce switching of macrophage polarization from the tumorigenic M2- towards the pro-inflammatory M1-phenotype, and whether this consequently altered the potential of colorectal cancer cells to undergo epithelial–mesenchymal transition (EMT), a hallmark of tumor progression. Our study showed that Cer- and PA-treated macrophages increased expression of the macrophage 1 (M1)-marker CD68 and secretion of IL-12 and attenuated expression of the macrophage 2 (M2)-marker CD163 and IL-10 secretion. Moreover, Cer and PA abolished M2 macrophage-induced EMT and migration of colorectal cancer cells. At the molecular level, this coincided with inhibition of SNAI1 and vimentin expression and upregulation of E-cadherin. Furthermore, Cer and PA attenuated expression levels of IL-10 in colorectal cancer cells co-cultured with M2 macrophages and downregulated STAT3 and NF-κB expression. For the first time, our findings suggest the presence of an IL-10-STAT3-NF-κB signaling axis in colorectal cancer cells co-cultured with M2 macrophages, mimicking the tumor microenvironment. Importantly, PA and Cer were powerful inhibitors of this signaling axis and, consequently, EMT of colorectal cancer cells. These results contribute to our understanding of the immunological mechanisms that underlie the anti-tumorigenic effects of lipids for future combination with drugs in the therapy of colorectal carcinoma.
Resumo
Evidências acumuladas indicam que a ceramida (Cer) e o ácido palmítico (PA) possuem a capacidade de modular a troca de fenótipos de macrófagos e possuem efeitos antitumorigênicos; no entanto, mecanismos moleculares subjacentes são amplamente desconhecidos. O objetivo do presente estudo foi investigar se Cer e PA poderiam induzir a troca da polarização de macrófagos M2 tumorigênico em direção ao fenótipo M1 pró-inflamatório, e se isso consequentemente alterava o potencial de células cancerígenas colorretais sofrerem transição epitelial-mesenquimal (EMT), uma marca registrada da progressão tumoral. Nosso estudo mostrou que os macrófagos tratados com Cer e PA aumentaram a expressão dos CD68, marcadores de macrófagos 1 (M1) e a secreção de IL-12 e reduziram a expressão dos marcadores de macrófagos 2 (M2), CD163 e IL-10. Além disso, Cer e PA aboliram o EMT induzida por macrófagos M2 e a migração de células cancerígenas colorretais. Em nível molecular, isso coincidiu com a inibição da expressão de SNAI1 e vimentina e a regulação positiva da caderina-E. Além disso, Cer e PA atenuaram os níveis de expressão de IL-10 em células cancerígenas colorretais co-cultivadas com macrófagos M2 e regularam negativamente a expressão de STAT3 e NF-kB. Pela primeira vez, nossos achados sugerem a presença de um eixo de sinalização IL-10-STAT3-NF-κB em células cancerígenas colorretais co-cultivadas com macrófagos M2, imitando o microambiente tumoral. É importante ressaltar que PA e Cer foram poderosos inibidores desse eixo de sinalização e, consequentemente, do processo de EMT das células de câncer colorretais. Esses resultados contribuem para o entendimento dos mecanismos imunológicos subjacentes aos efeitos antitumorigênicos dos lipídios para futura combinação com fármacos na terapia do carcinoma colorretal.
Effect of Oxaliplatin-Loaded Poly (d,l-Lactide-co-Glycolic Acid) (PLGA) Nanoparticles Combined with Retinoic Acid and Cholesterol on Apoptosis, Drug Resistance, and Metastasis Factors of Colorectal Cancer
C. DE S. L. OLIVEIRA, ANA LUIZA ; ARAÚJO JÚNIOR, RAIMUNDO FERNANDES DE ; GOMES DE CARVALHO, THAÍS ; B. CHAN, ALAN ; SCHOMANN, TIMO ; TAMBURINI, FILIPPO ; DE GEUS-OEI, LIOE-FEE ; J. CRUZ, LUIS . Effect of Oxaliplatin-Loaded Poly (d,l-Lactide-co-Glycolic Acid) (PLGA) Nanoparticles Combined with Retinoic Acid and Cholesterol on Apoptosis, Drug Resistance, and Metastasis Factors of Colorectal Cancer. PHARMACEUTICS, v. 12, p. 193, 2020.
Abstract
Apoptosis signaling pathways, drug resistance, and metastasis are important targets to develop new cancer treatments. We developed cholesterol-coated Poly(d,l-Lactide-co-Glycolic Acid) (PLGA) nanoparticles for effective encapsulation and delivery of retinoic acid and oxaliplatin to analyze their antitumor activity in colorectal cancer. The cell viability and proliferation of tumoral cells lines (CT-26 and SW-480) decreased when compared to control in vitro after treatment with the nanoparticles. In addition, apoptosis of CT-26 cells increased. Importantly, cytoprotection of nontumor cells was detected. Expression of pro-apoptotic proteins was upregulated, while anti-apoptotic proteins were downregulated either in vitro or in vivo. In addition, drug resistance and metastasis factors were downregulated in vivo. Human colorectal tumors that highly expressed BCL-2 and Ki-67 had a greater tendency towards death within 60 months. Our results show that loading oxaliplatin combined with retinoic acid and cholesterol in a nanoparticle formulation enables determination of optimal antitumor activity and subsequent treatment efficacy.
Resumo
Vias de sinalização de apoptose, resistência a droga e metástase são importantes ligantes para o desenvolvimento de novos tratamentos para o câncer. Nós desenvolvemos nanopartículas de Poli(D,L-Lactídeo-ácido-co-Glicólico) revestidas de colesterol para efetivar o encapsulamento e a entrega de ácido retinoico e oxaliplatina para analisar sua atividade antitumoral no câncer colorretal. A viabilidade e proliferação celular das linhagens tumorais (CT-26 e SW-480) foram reduzidas, quando comparadas ao grupo controle, in vitro, após o tratamento com as nanopartículas. Além disso, a apoptose aumentou em células CT-26. É importante ressaltar que a citoproteção de células não tumorais foi detectada. Expressão de proteínas pró-apoptóticas foram reguladas positivamente, enquanto as proteínas anti-apoptóticas foram reguladas negativamente in vitro ou in vivo. Além disso, fatores de resistência à droga e metástase foram regulados negativamente in vivo. Os tumores colorretais humanos que expressaram altamente BCL-2 e Ki-67 apresentaram uma maior tendência à morte em 60 meses. Nossos resultados mostram que o carregamento de oxaliplatina combinada com ácido retinóico e colesterol em uma formulação de nanopartículas permite a determinação da atividade antitumoral ideal e a subsequente eficácia do tratamento.
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