Padronização de protocolos de cultivo de células tridimensional (3D) pela técnica de sobreposição líquida para a avaliação de citotoxicidade em linhagens de câncer de mama

dc.contributor.advisor1Daltoe, Renata Dalmaschio
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000000285710428
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0931389996547944
dc.contributor.authorRodrigues, Mileni Fatima
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0002-1665-1719
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/1001091096074330
dc.contributor.referee1Rangel, Leticia Batista Azevedo
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000000261504064
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6706127386696883
dc.contributor.referee2Guimarães, Isabella dos Santos
dc.date.accessioned2024-05-30T00:53:18Z
dc.date.available2024-05-30T00:53:18Z
dc.date.issued2022-03-31
dc.description.abstractBreast cancer is the most common and the leading cause of cancer death among woman overall. This highly heterogeneous tumor has multiples subtypes with a wide range of clinical manifestations and therapies responses. The tumor behavior and their response to treatments are not exclusively determined by their intrinsic characteristics, but are influenced by the tumor microenvironment. The growing interest in developing in vitro cell culture models that mimics the tumor microenvironment led to the extensive use of three-dimensional cell culture. In this context, we proposed to standardize 3D culture protocols, verifying which one is best suited for the evaluation of cytotoxicity in breast cancer cell lines, in terms of applicability and effectiveness. The protocols used were based on the formation of spheroids by the liquid overlay technique, with agarose gel coated plates. We also evaluated the addition of reconstituted basement membrane (Geltrex®) in their formation. For MCF-7, spheroids were reproducibly obtained in 1.0% (w/v) agarose, both in the absence and in the presence of Geltrex® (concentration of 1.5% (v/v)). However, MDA-MB-231 was not able to form spheroids without the addition of the basement membrane, and the concentrations of 1.0% (w/v) agarose and 2.0% (v/v) Geltrex® were the best conditions for generating them. For both cell lines, the moment at which the basement membrane is incorporated into the medium directly interferes with the success in the structure formation: only the addition of Geltrex® 24 hours after plating allowed good results. After cells cultured in monolayer (2D) and 3D were treated with Paclitaxel for 72 hours, it was found that spheroids are less sensitive to treatments, with an estimated IC50 of 7.054x10-6 M (MCF-7 without Geltrex®), 1.751x10-5 M (MCF-7 with Geltrex®) and 5.053x10-6 M (MDA-MB-231 with Geltrex®), against IC50 of 3.962x10-8 M (MCF-7) and 9.502x10-8 M (MDA-MB-231) for 2D cells. These results demonstrate that the three-dimensionality of the model, which ensures greater cell-cell contact and hinders drug diffusion, and the presence of matrix components, are factors that influence the cancer cell response to taxane. Therefore, since MDA-MB-231 formed spheroids only in the presence of Geltrex®, and it mimics the basement membrane in vivo, this protocol was chosen as the most appropriate for cytotoxicity evaluation for MCF-7 and MDA-MB-231
dc.description.resumoEntre as mulheres, o câncer de mama é a neoplasia mais comum e a causa principal de morte por câncer. São tumores altamente heterogêneos, com múltiplos subgrupos, além de diferentes manifestações clínicas e padrões de resposta às terapias existentes. Tais comportamentos tumorais, bem como a resposta frente aos tratamentos, não são determinados exclusivamente por suas características intrínsecas, mas são influenciados pelo microambiente tumoral. O crescente interesse em desenvolver modelos de cultivo celular in vitro mais representativos do microambiente tumoral culminou no surgimento da cultura celular tridimensional (3D). Nesse contexto, o presente trabalho se propôs a padronizar protocolos de cultivo 3D, verificando aquele que melhor se adequa, em termos de aplicabilidade e efetividade, para a avaliação da citotoxicidade em linhagens de câncer de mama. Os protocolos utilizados se basearam na formação de esferoides pela técnica de sobreposição líquida, com gel de agarose recobrindo os poços de uma placa. Avaliou-se, ainda, a adição de membrana basal reconstituída (Geltrex®) na formação dos mesmos. Para MCF-7, esferoides foram obtidos de forma reprodutível em agarose 1,0% (m/v), tanto na ausência quanto na presença de Geltrex® (concentração de 1,5% (v/v)). No entanto, MDA-MB-231 não foi capaz de formar esferoides sem a adição da membrana basal, sendo as concentrações de agarose a 1,0% (m/v) e Geltrex® a 2,0% (v/v) as melhores condições para geração destes. Para ambas as linhagens, o momento em que a membrana basal é incorporada ao meio interfere diretamente no sucesso na formação das estruturas: apenas a adição de Geltrex® 24 horas após os plaqueamentos permitiu bons resultados. Ao avaliar a resposta das células cultivadas em monocamada (2D) e em 3D frente ao Paclitaxel por 72 horas, verificou-se que os esferoides são menos sensíveis aos tratamentos, obtendo IC50 estimadas de 7.054x10-6 M (MCF-7 sem Geltrex®), 1.751x10-5 M (MCF-7 com Geltrex®) e 5.053x106M (MDA-MB-231 com Geltrex®), contra IC50 paras as células em 2D de 3.962x10-8 M (MCF-7) e 9.502x10-8 M (MDA-MB-231). Os resultados demonstram que a tridimensionalidade do modelo, que garante um maior contato célula-célula e que dificulta a difusão da droga, juntamente com a presença de componentes de matriz, influenciam a resposta das células ao taxano. Dessa forma, uma vez que MDA-MB231 formou esferoides exclusivamente na presença de Geltrex®, e que o mesmo mimetiza a membrana basal in vivo, escolheu-se o referido protocolo como o mais adequado para avaliação de citotoxicidade para MCF-7 e MDA-MB-231
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/15931
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Bioquímica
dc.publisher.departmentCentro de Ciências da Saúde
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Bioquímica
dc.rightsopen access
dc.subjectCâncer de mama
dc.subjectMicroambiente tumoral
dc.subjectCultura tridimensional
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqFarmacologia Bioquímica e Molecular
dc.titlePadronização de protocolos de cultivo de células tridimensional (3D) pela técnica de sobreposição líquida para a avaliação de citotoxicidade em linhagens de câncer de mama
dc.typemasterThesis

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