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Tese

Estabelecimento de sistemas de cultivo tridimensionais (3D) utilizando células de câncer de ovário como plataforma para ensaios de toxicidade (2020)

  • Authors:
  • Autor USP: TOFANI, LARISSA BUENO - FCFRP
  • Unidade: FCFRP
  • Sigla do Departamento: 602
  • DOI: 10.11606/T.60.2020.tde-22092021-143825
  • Subjects: NEOPLASIAS OVARIANAS; ALGINATOS; CULTURA DE CÉLULAS; MEDICAMENTO; TOXICOLOGIA; PLANEJAMENTO DE FÁRMACOS
  • Keywords: 3D cell culture; Alginate encapsulation; Câncer de ovário; Co-culturas; Co-cultures; Cultivo celular 3D; Encapsulação em alginato; Esferoides; Flutuação forçada; Forced floating; Hanging-drop; Ovarian cancer; Spheroids
  • Language: Português
  • Abstract: Para que um novo medicamento chegue ao mercado, estima-se que sejam necessários 10 anos de desenvolvimento com um custo aproximado de 2,6 bilhões de dólare. Além disso, a determinação da toxicidade desse medicamento durante seu desenvolvimento corresponde a um dos principais desafios, uma vez 98% dos novos candidatos a fármacos falham em segurança e eficácia. Embora modelos in vivo tenham sido amplamente utilizados para avaliar a toxicidade de diferentes susbtâncias, diversas limitações estão associadas à sua utilização como alto custo, elevado número de animais, variabilidade de procedimentos empregados e aspectos éticos. Em função disso, ensaios in vitro baseados em cultura de células vêm sendo utilizados por apresentar um melhor custo-benefício, maior reprodutibilidade e possibilidade de aplicação em plataformas de triagem automatizada em larga escala (HTS). No entanto, uma vez que o cultivo celular em monocamada (2D) tradicional pode não predizer de maneira adequada o que ocorre no ambiente in vivo, a utilização do cultivo celular tridimensional (3D) está ganhando cada vez mais importância, por reproduzir diversas características do ambiente nativo, tais como: heterogeneidade celular, interação célula-célula e célula-matriz extracelular, perfil de expressão gênica, cinética de crescimento, perfil de resistência à fármacos, dentre outros. O câncer de ovário é o sétimo tumor mais comum, sendo que o principal desafio durante seu tratamento é a frequente quimioresistência adquirida pelas pacientes. Este trabalho teve como objetivo avaliar diferentes técnicas de cultivos 3D utilizando células de adenocarcinoma de ovário (SKOV-3 e OVCAR-3) com o intuito de estabelecer um modelo in vitro para ensaios de toxicidade com maior capacidade preditiva. Para isso, o cultivo celular 3D foi realizado na forma de esferoides utilizandoas técnicas de flutuação forçada (FF) e hanging-drop (HD) em mono (SKOV-3 e OVCAR-3) e co-cultura (SKOV-3:células mesenquimais-MCU-9 e SKOV-3:fibroblastos-CCD27-Sk) e em sistemas híbridos (esferoides obtidos em biorreatores do tipo spinner encapsulados em matriz de alginato) em mono (SKOV-3) e co-cultura (SKOV-3:fibroblastos-HDFs). Os esferoides obtidos nos diferentes sistemas foram avaliados em função de sua morfologia (diâmetro, circularidade e estrutura organizacional), crescimento e viabilidade celular, perfil de expressão gênica e resposta após exposição ao fármaco Paclitaxel. Inicialmente, esferoides obtidos com as células SKOV-3 e OVCAR-3 apresentaram-se pouco compactos e, em função disso, foi necessária a aplicação de um estímulo externo à técnica FF (centrifugação da placa ULA) e adição da metilcelulose (MC) ao meio de cultura (0,25% e 0,5%, p/v). Após adição da MC (FF e HD), esferoides mais esféricos com diâmetros em torno de 200-500 μm, com maior número de microvilosidades, menor taxa de crescimento e maior conteúdo apoptótico foram obtidos, quando comparado ao cultivo 2D. Co-culturas (SKOV-3:MCU-9 e SKOV-3:CCD27-Sk) obtidas utilizando a técnica FF também formaram esferoides regulares com diâmetros em torno de 200-500 μm, com maior presença de microvilosidades. A associação das células SKOV-3 com células mesenquimais em 3D propiciou uma melhor recapitulação do ambiente tumoral in vivo devido ao perfil de expressão dos genes avaliados (MMP-2, MMP-9, HIF1-α, VEGF, SNAIL, ZEB1, vimentina e β-catenina). Todos os sistemas 3D (FF e HD) apresentaram maior resistência após exposição ao fármaco Paclitaxel, quando comparado ao cultivoem 2D. Já o sistema híbrido obtido após formação dos esferoides em biorreatores do tipo spinner (SKOV-3) propiciou um maior número esferoides ao final de 21 dias de cultivo, quando comparado às técnicas FF e HD, com manutenção da viabilidade celular durante todo o cultivo. Não foi observada a fusão dos esferoides ao longo da cultura após encapsulação em alginato. Assim como para os sistemas estáticos (FF e HD), as cápsulas em mono-SKOV-3 (IC50= 11,48 μg/mL) e co-cultura- SKOV-3:HDFs (IC50 = 17,63 μg/mL) demonstraram maior resistência ao Paclitaxel, quando comparadas ao cultivo 2D (IC50 = 5,13 μg/mL). Os resultados apresentados ao longo deste trabalho sugerem que a co-cultura SKOV-3:MCU-9 apresenta melhores características para ensaios drug screenig em um curto período, em função da facilidade de obtenção, recapitulação da resposta celular in vivo e custo-benefício. Já a co-cultura em sistema híbrido SKOV-3:HDFs pode ser utilizada para ensaios a longo termo, em função da viabilidade e resposta da cultura. Além disso, os resultados obtidos podem contribuir para a consolidação e padronização dos sistemas de cultivo celular 3D para o screening de novos fármacos para o tratamento do câncer
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 10.01.2020
    • Acesso à fonteAcesso à fonteDOI
    Informações sobre o DOI: 10.11606/T.60.2020.tde-22092021-143825 (Fonte: oaDOI API)
    • Este periódico é de acesso aberto
    • Este artigo é de acesso aberto
    • URL de acesso aberto
    • Cor do Acesso Aberto: gold
    • Licença: cc-by-nc-sa
    How to cite
    A citação é gerada automaticamente e pode não estar totalmente de acordo com as normas

    • ABNT

      TOFANI, Larissa Bueno. Estabelecimento de sistemas de cultivo tridimensionais (3D) utilizando células de câncer de ovário como plataforma para ensaios de toxicidade. 2020. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, 2020. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/60/60137/tde-22092021-143825/. Acesso em: 18 abr. 2024.

    • APA

      Tofani, L. B. (2020). Estabelecimento de sistemas de cultivo tridimensionais (3D) utilizando células de câncer de ovário como plataforma para ensaios de toxicidade (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/60/60137/tde-22092021-143825/

    • NLM

      Tofani LB. Estabelecimento de sistemas de cultivo tridimensionais (3D) utilizando células de câncer de ovário como plataforma para ensaios de toxicidade [Internet]. 2020 ;[citado 2024 abr. 18 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/60/60137/tde-22092021-143825/

    • Vancouver

      Tofani LB. Estabelecimento de sistemas de cultivo tridimensionais (3D) utilizando células de câncer de ovário como plataforma para ensaios de toxicidade [Internet]. 2020 ;[citado 2024 abr. 18 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/60/60137/tde-22092021-143825/

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