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terça-feira, 10 de maio de 2022

Peptídeo criado por grupo brasileiro retarda avanço do melanoma em testes com animais

Pesquisa publicada na revista Scientific Reports mostra que um peptídeo (molécula derivada de uma proteína) desenvolvido por cientistas brasileiros, chamado Rb4, foi eficaz no combate à progressão do câncer em modelo animal – especialmente melanoma grave –, sendo um agente promissor para o tratamento de tumores resistentes a drogas.

Em fase pré-clínica, in vitro e in vivo, o trabalho forneceu evidências de que o Rb4 desencadeia necrose em células de melanoma murinas (de camundongos). Além disso, o composto inibiu a viabilidade de linhagens celulares do câncer humano. Essas células tumorais perdem a integridade da membrana plasmática e as mitocôndrias (organelas que geram a energia celular) ficam dilatadas. Os cientistas, porém, ainda não têm claro como essa necrose é desencadeada.



Dados divulgados na revista Scientific Reports indicam que tratamento experimental com molécula derivada de proteína reduziu o crescimento do tumor e a formação de metástase, aumentando em 25% a sobrevida dos camundongos (antes e depois da atuação do peptídeo Rb4 nas células tumorais; imagem: Fabrício Castro Machado).

Nos animais, o peptídeo reduziu a metástase pulmonar e retardou o crescimento do melanoma subcutâneo. Os resultados sugerem que o Rb4 atua diretamente no tumor, induzindo a expressão de dois padrões moleculares associados ao dano, chamados DAMPs, que desencadeiam um efeito imunoestimulador durante a morte celular de melanoma.

“Fazemos ciência básica em busca de novas moléculas. Neste estudo, o Rb4, que deriva de proteína proteolipídica 2 [PLP2], apresentou preferência por causar um tipo específico de morte celular, a necrose, especialmente em melanoma. Mas não está claro como essa necrose ocorre e se desenvolve. O artigo dá alguns indícios da composição morfológica e dos efeitos finais do contato com o peptídeo”, diz à Agência FAPESP Fabrício Castro Machado, um dos autores do artigo.

Machado fez parte do grupo da Unidade Experimental de Oncologia, do Departamento de Microbiologia, Imunologia e Parasitologia da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp), e é pesquisador da Recepta Biopharma (ReceptaBio), uma empresa brasileira de biotecnologia voltada ao estudo e ao desenvolvimento de novos fármacos para o tratamento do câncer. Daí o nome do peptídeo “Rb”.

Com o apoio da FAPESP, a pesquisa começou a ser desenvolvida pelo grupo do professor da Unifesp Luiz Rodolpho Travassos, que faleceu em 2020 e é homenageado no artigo.

Travassos publicou mais de 260 artigos, sendo parte deles ligada a estudos sobre atividades biológicas de peptídeos e peptidases (enzimas que quebram ligações peptídicas entre os aminoácidos das proteínas) em doenças infecciosas e câncer. Esse interesse o aproximou, em 2008, da ReceptaBio, que tem como diretor-presidente José Fernando Perez, ex-diretor científico da FAPESP (entre 1993 e 2005).

“O professor Travassos identificou várias sequências de pequenas moléculas, peptídeos bioativos baseados em anticorpos desenvolvidos pela ReceptaBio. O Rb4 foi também identificado durante esse processo de busca por novas moléculas, embora não derive de anticorpos. Temos uma outra, o Rb9, em processo de estudo mais avançado, com várias publicações e patentes, no entanto, ainda em fase pré-clínica”, explica a cientista Alice Santana Morais, analista de Pesquisa e Desenvolvimento da empresa e autora correspondente do artigo.

Em 2016, os cientistas descreveram as estruturas do peptídeo Rb9 e seus mecanismos de ação na inibição também de células de melanoma. Em publicação mais recente, de 2020, o avanço das pesquisas indicou um efeito imunomodulador do Rb9 no controle da progressão tumoral.

“Seja na academia ou em empresas como a ReceptaBio, é preciso agregar esforços para fazer pesquisa. Buscamos parcerias para ajudar a alavancar o processo de desenvolvimento dos fármacos, que é demorado, minucioso e exige discussão, detalhes e troca de experiências”, diz Morais.

Caminhos promissores

Novos tratamentos têm sido usados nos últimos anos contra vários tipos de câncer, entre eles a quimioterapia baseada em peptídeos. Essas moléculas despertam interesse em decorrência de algumas vantagens, como a capacidade de atingir especificamente células tumorais e a baixa toxicidade em tecidos normais. Podem ser usadas em terapias baseadas apenas em peptídeos ou conjugadas com outros tipos de medicamento, com aplicação como reagentes celulares, ligantes e vacinas, por exemplo.

Na pesquisa para avaliar o efeito antitumoral de Rb4, o grupo de cientistas investigou o crescimento e a morfologia em células de melanoma (B16F10-Nex2) cultivadas. O peptídeo foi capaz de interferir na morfologia, replicação e associação do melanoma.

Isso porque as células tratadas com Rb4 não se replicaram e formaram aglomerados rapidamente – fenômeno não observado no grupo-controle. Após 24 horas de incubação, as células também perderam sua morfologia natural.

Além disso, Rb4 reduziu o número de nódulos metastáticos pulmonares no modelo de melanoma singênico (animais gêmeos). Esse resultado foi detectado após células do câncer terem sido injetadas por via intravenosa nos camundongos. Eles receberam tratamento de cinco injeções do peptídeo (300 microgramas/por animal) em dias alternados, o que atrasou o crescimento tumoral em até 40 dias.

A taxa de sobrevivência dos camundongos tratados com Rb4 foi maior do que a de grupos-controle, aumentando a sobrevida em mais de 25% e em até dez dias.

O melanoma tem origem nas células que produzem a melanina, substância que determina a cor da pele, podendo aparecer em várias partes do corpo humano. Embora o câncer de pele seja o mais frequente no Brasil, correspondendo a cerca de 30% dos tumores, o melanoma representa 3% das neoplasias malignas. No entanto, é o tipo mais grave devido à alta possibilidade de provocar metástase, ou seja, de se disseminar por outros órgãos.

Segundo estimativas do Instituto Nacional de Câncer (Inca), são cerca de 8.400 novos casos ao ano. Em 2019, foram 1.978 mortes.

O artigo PLP2-derived peptide Rb4 triggers PARP-1-mediated necrotic death in murine melanoma cells pode ser lido em: www.nature.com/articles/s41598-022-06429-8.





Autor: Luciana Constantino
Fonte: Agência FAPESP
Sítio Online da Publicação: Agência FAPESP
Data: 09/05/2022
Publicação Original: https://agencia.fapesp.br/peptideo-criado-por-grupo-brasileiro-retarda-avanco-do-melanoma-em-testes-com-animais/38565/

quarta-feira, 29 de novembro de 2017

Grupo da USP identifica genes ligados à progressão do melanoma


Mapeamento foi feito usando um composto sintético similar à curcumina, que em testes preliminares apresentou ação antitumoral – Foto: Skincareaus/Wikimedia Commons

Ao tratar linhagens celulares de melanoma humano com um composto sintético semelhante à curcumina – pigmento que dá a cor amarelo-alaranjada ao pó extraído da raiz da cúrcuma (Curcuma longa) – pesquisadores da USP identificaram genes que estão com a expressão alterada em tumores com potencial invasivo e em células malignas refratárias à quimioterapia.

Segundo os cientistas, caso novos estudos confirmem a importância desses genes para a progressão da doença e o ganho de resistência aos medicamentos, eles poderão ser explorados no futuro como biomarcadores para auxílio do diagnóstico ou até mesmo como alvos terapêuticos. Resultados da pesquisa, apoiada pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), foram publicados na revista Pharmacological Research.

“Estudos anteriores de colaboradores já haviam demonstrado que o DM-1, composto análogo à curcumina, tem atividade antitumoral em baixas concentrações. Nosso objetivo foi entender quais genes essa substância modula e por que ela é tóxica para o melanoma e não para uma célula normal”, disse Érica Aparecida de Oliveira, pós-doutoranda na Faculdade de Ciências Farmacêuticas (FCF) da USP.

A pesquisa vem sendo desenvolvida sob a supervisão de Silvya Stuchi Maria-Engler, com a colaboração de Helder Nakaya e Gisele Monteiro – todos professores da FCF.

Como explicou Érica Oliveira, a literatura científica conta com algumas centenas de trabalhos atestando as propriedades antioxidantes, antitumorais, antimicrobianas e anti-inflamatórias da curcumina. No entanto, o uso terapêutico desse composto na forma natural é limitado devido à sua má absorção, metabolismo rápido e insolubilidade na água. Para resolver esse problema, cientistas têm desenvolvido análogos sintéticos com pequenas modificações estruturais que visam a tornar a molécula mais estável no organismo.

O DM-1 foi sintetizado há alguns anos pelo professor José Agustín Pablo Quincoces Suárez, da Universidade Bandeirantes (Uniban). “Experimentos com animais feitos por colaboradores mostraram que o tratamento com esse composto é capaz de promover uma redução no volume tumoral. O DM-1 também se mostrou tóxico para culturas de melanoma resistentes à quimioterapia”, conta Érica.
Mecanismo de ação

Para desvendar os mecanismos de ação do DM-1, Érica recorreu a uma plataforma desenvolvida pelo grupo de Monteiro. Trata-se de uma coleção de 6 mil leveduras congeladas, todas mutantes da espécie Saccharomyces cerevisiae, comumente usada na fermentação de pão e cerveja.

“O genoma dessa levedura tem 6 mil genes e, em cada um desses mutantes, um gene diferente foi silenciado. Com isso, pudemos estudar o efeito de um composto de forma muito específica, gene a gene”, explica Érica.

As 6 mil levaduras mutantes foram então descongeladas, distribuídas em placas contendo 96 pequenos poços e tratadas com DM-1. Ao isolar as leveduras que não cresceram na presença do análogo de curcumina, Érica obteve uma primeira lista com 211 genes afetados pelo tratamento.


Embora seja a forma mais rara de câncer de pele (cerca de 4% dos casos), o melanoma é a mais letal – Foto: Pixabay / CC0

O passo seguinte foi filtrar quais genes dessa lista apresentam homólogos no genoma humano, pois parte poderia estar relacionada a funções específicas de leveduras. Com auxílio de ferramentas de bioinformática e da expertise de Nakaya, o grupo chegou a uma segunda lista com 79 genes candidatos.

“Começamos então a olhar os bancos públicos que armazenam dados genômicos de pacientes com câncer, como o The Cancer Genome Atlas (TCGA) e o Gene Expression Omnibus (GEO), para entender de que forma esses genes conversavam entre si”, contou Érica.

A análise mostrou que a maioria estava relacionada a vias de sinalização celular que, quando ativas, favorecem a progressão tumoral. É o caso das vias mediadas pelas proteínas MAP quinase e EGFR.

A tarefa seguinte foi investigar quais genes eram importantes para o avanço do melanoma especificamente – focando as análises de bioinformática nas sequências genômicas de portadores da doença.

“Fizemos uma mineração nos dados para mapear genes cuja expressão se alterava durante a progressão do melanoma. Identificamos sete que pareciam ser importantes e, ao olhar os bancos de dados públicos, pudemos ver que de fato muitos pacientes tinham alteração na expressão desses genes”, conta Érica.
Novo foco

Em um segundo projeto de pós-doutorado atualmente em andamento, com apoio da Fapesp, Érica pretende investigar mais profundamente a participação do gene TOP-1 e também do ATP6V0B – um dos sete identificados no trabalho anterior – na progressão do melanoma.

“Estamos investigando como esses genes estão expressos em um amplo painel de melanomas: tumores primários, metastáticos, com e sem mutação no gene BRAF, resistentes ou não ao tratamento. E também pretendemos comparar com a expressão em um melanócito normal. O objetivo é entender como esses genes participam da progressão tumoral e o que acontece em cada caso quando eles são inibidos”, diz.

Embora seja a forma mais rara de câncer de pele (cerca de 4% dos casos), o melanoma é sem dúvida a mais letal. A doença se desenvolve a partir dos melanócitos, as células produtoras de melanina. Além do crescimento rápido e do alto potencial para se tornar invasivo e gerar metástase, esse tipo de tumor desenvolve frequentemente resistência às principais drogas usadas no tratamento.

“A existência de diferentes subpopulações celulares dentro de um mesmo tumor é hoje considerado o principal fator associado à resistência ao tratamento. Por isso, acredita-se que a melhor abordagem é a combinação de várias estratégias terapêuticas e, para isso, é importante a descoberta de novos alvos”, afirma Érica.

O artigo Toxicogenomic and bioinformatics platforms to identify key molecular mechanisms of a curcumin-analogue DM-1 toxicity in melanoma cells pode ser lido neste link.

Adaptado de Karina Toledo / Agência Fapesp, com edição do Jornal da USP (Leia aqui o texto original)

Autora: Jornal USP
Fonte: Jornal USP
Sítio Online da Publicação: Jornal USP
Data de Publicação: 23/11/2017
Publicação Original: http://jornal.usp.br/ciencias/ciencias-da-saude/grupo-da-usp-identifica-genes-ligados-a-progressao-do-melanoma/

terça-feira, 21 de novembro de 2017

Grupo da USP identifica genes relacionados à progressão do melanoma

Ao tratar linhagens celulares de melanoma humano com um composto sintético semelhante à curcumina – pigmento que dá a cor amarelo-alaranjada ao pó extraído da raiz da cúrcuma (Curcuma longa) – pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP) identificaram genes que estão com a expressão alterada em tumores com potencial invasivo e em células malignas refratárias à quimioterapia.


Mapeamento foi feito usando um composto sintético similar à curcumina, que apresentou em testes preliminares ação antitumoral (foto: Skincareaus / Wikimedia)

Segundo os cientistas, caso novos estudos confirmem a importância desses genes para a progressão da doença e o ganho de resistência aos medicamentos, eles poderão ser explorados no futuro como biomarcadores para auxílio do diagnóstico ou até mesmo como alvos terapêuticos.

Resultados da pesquisa, apoiada pela FAPESP foram publicados na revista Pharmacological Research.

“Estudos anteriores de colaboradores já haviam demonstrado que o DM-1, composto análogo à curcumina, tem atividade antitumoral em baixas concentrações. Nosso objetivo foi entender quais genes essa substância modula e por que ela é tóxica para o melanoma e não para uma célula normal”, disse Érica Aparecida de Oliveira, pós-doutoranda na Faculdade de Ciências Farmacêuticas (FCF) da USP.

A pesquisa vem sendo desenvolvida sob a supervisão de Silvya Stuchi Maria-Engler, com a colaboração de Helder Nakaya e Gisele Monteiro – todos professores da FCF-USP.

Como explicou Oliveira, a literatura científica conta com algumas centenas de trabalhos atestando as propriedades antioxidantes, antitumorais, antimicrobianas e anti-inflamatórias da curcumina. No entanto, o uso terapêutico desse composto na forma natural é limitado devido à sua má absorção, metabolismo rápido e insolubilidade na água. Para resolver esse problema, cientistas têm desenvolvido análogos sintéticos com pequenas modificações estruturais que visam tornar a molécula mais estável no organismo.

O DM-1 – cujo nome completo é sodium 4-[5-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-3-oxo- penta-1,4-dienyl]-2-methoxy-phenolate – foi sintetizado há alguns anos pelo professor José Agustín Pablo Quincoces Suárez, da Universidade Bandeirantes (Uniban).

“Experimentos com animais feitos por colaboradores mostraram que o tratamento com esse composto é capaz de promover uma redução no volume tumoral. O DM-1 também se mostrou tóxico para culturas de melanoma resistentes à quimioterapia”, contou Oliveira.

Mecanismo de ação

Para desvendar os mecanismos de ação do DM-1, Oliveira recorreu a uma plataforma de toxicogenômica desenvolvida pelo grupo de Monteiro. Trata-se de uma coleção de 6 mil leveduras congeladas, todas mutantes da espécie Saccharomyces cerevisiae, comumente usada na fermentação de pão e cerveja.

“O genoma dessa levedura tem 6 mil genes e, em cada um desses mutantes, um gene diferente foi silenciado. Com isso, pudemos estudar o efeito de um composto de forma muito específica, gene a gene”, explicou Oliveira.

As 6 mil levaduras mutantes foram então descongeladas, distribuídas em placas contendo 96 pequenos poços e tratadas com DM-1. Ao isolar as leveduras que não cresceram na presença do análogo de curcumina, Oliveira obteve uma primeira lista com 211 genes afetados pelo tratamento.

O passo seguinte foi filtrar quais genes dessa lista apresentam homólogos no genoma humano, pois parte poderia estar relacionada a funções específicas de leveduras. Com auxílio de ferramentas de bioinformática e da expertise de Nakaya, o grupo chegou a uma segunda lista com 79 genes candidatos.

“Começamos então a olhar os bancos públicos que armazenam dados genômicos de pacientes com câncer, como o The Cancer Genome Atlas (TCGA) e o Gene Expression Omnibus (GEO), para entender de que forma esses genes conversavam entre si”, contou Oliveira.

A análise mostrou que a maioria estava relacionada a vias de sinalização celular que, quando ativas, favorecem a progressão tumoral. É o caso das vias mediadas pelas proteínas MAP quinase e EGFR.

A tarefa seguinte foi investigar quais genes eram importantes para o avanço do melanoma especificamente – focando as análises de bioinformática nas sequências genômicas de portadores da doença.

“Fizemos uma mineração nos dados para mapear genes cuja expressão se alterava durante a progressão do melanoma. Identificamos sete que pareciam ser importantes e, ao olhar os bancos de dados públicos, pudemos ver que de fato muitos pacientes tinham alteração na expressão desses genes”, contou Oliveira.

Em testes in vitro, com uma linhagem de melanoma parental (não resistente ao tratamento), a pesquisadora observou que o tratamento com DM-1 induz a morte celular principalmente por aumentar a expressão de um gene conhecido como TOP-1. Quando ativo, esse gene induz erros na transcrição do DNA e, portanto, causa instabilidade genômica na célula.

Já na linhagem de melanoma resistente, a citotoxicidade foi causada principalmente pelo aumento na expressão do gene ADK, envolvido na produção de energia para a célula.

“Assim como a curcumina, que é uma molécula capaz de interagir com múltiplos alvos celulares e modular múltiplas vias de sinalização, o DM-1 também age em vias diferentes para promover a toxicidade tanto no melanoma parental como no resistente”, avaliou Oliveira.

Novo foco

Em um segundo projeto de pós-doutorado atualmente em andamento, com apoio da FAPESP, Oliveira pretende investigar mais profundamente a participação do gene TOP-1 e também do ATP6V0B – um dos sete identificados no trabalho anterior – na progressão do melanoma.

“Estamos investigando como esses genes estão expressos em um amplo painel de melanomas: tumores primários, metastáticos, com e sem mutação no gene BRAF, resistentes ou não ao tratamento. E também pretendemos comparar com a expressão em um melanócito normal. O objetivo é entender como esses genes participam da progressão tumoral e o que acontece em cada caso quando eles são inibidos”, disse.

Embora seja a forma mais rara de câncer de pele (cerca de 4% dos casos), o melanoma é sem dúvida a mais letal. A doença se desenvolve a partir dos melanócitos, as células produtoras de melanina. Além do crescimento rápido e do alto potencial para se tornar invasivo e gerar metástase, esse tipo de tumor desenvolve frequentemente resistência às principais drogas usadas no tratamento.

“A existência de diferentes subpopulações celulares dentro de um mesmo tumor é hoje considerado o principal fator associado à resistência ao tratamento. Por isso, acredita-se que a melhor abordagem é a combinação de várias estratégias terapêuticas e, para isso, é importante a descoberta de novos alvos”, disse Oliveira.

O artigo Toxicogenomic and bioinformatics platforms to identify key molecular mechanisms of a curcumin-analogue DM-1 toxicity in melanoma cells (https://doi.org/10.1016/j.phrs.2017.08.018) pode ser lido emwww.sciencedirect.com/science/article/pii/S1043661817305662.

Autora: Karina Toledo
Fonte: Agência FAPESP
Sítio Online da Publicação: FAPESP
Data de Publicação: 16/11/2017
Publicação Original: http://agencia.fapesp.br/grupo_da_usp_identifica_genes_relacionados_a_progressao_do_melanoma/26653/