A inibição de NFkB como estratégia para indução de morte celular em tumores

Abstract

A caracterização de vias de sinalização alteradas em células tumorais, e a validação de fármacos inibidores de transdução de sinal que interajam com as mesmas de modo a atuar como terapia principal ou adjuvante no tratamento de neoplasias sólidas e hematopoiéticas, é um campo de grande interesse em oncologia. A necessidade da caracterização de novos alvos moleculares advém da incidência considerável de recidivas, quadros de quimiorresistência e efeitos adversos associados ao tratamento com os agentes antitumorais clássicos. Nesta tese, desenvolvemos a hipótese de que o fator de transcrição NFκB poderia estar envolvido com processos de proliferação, antiapoptose e quimiorresistência em células neoplásicas, caracterizando-se como um potencial alvo para interferência farmacológica. Para isso, avaliamos: i) o papel de NFκB na resposta celular a ERO e no controle da decisão entre morte e proliferação celular; ii) o estado de ativação de NFκB em modelos tumorais in vitro e in vivo; iii) o potencial citotóxico e seletividade dos inibidores de NFκB, seus mecanismos de ação, atividade em células neoplásicas e em linhagens quimiorresistentes. Para isso, foram utilizadas abordagens in vitro (cultivos celulares), in vivo (modelo animal de implante tumoral), e análises de bancos de expressão gênica através de ferramentas de biologia de sistemas. Os resultados demonstraram que NFκB está superestimulado em linhagens de leucemia e de glioblastoma quando comparado com leucócitos e astrócitos não-transformados. O tratamento com inibidores farmacológicos de NFκB causou morte celular programada em um mecanismo seletivo para células tumorais, potenciando os efeitos de antitumorais clássicos tanto em linhagens selvagens quanto em células quimiorresistentes. Além disso, os inibidores BAY117082 e curcumina apresentaram atividade in vivo em modelo animal de glioma sem evidência de citotoxicidade aguda. Em suma, os dados aqui apresentados sugerem que o fator de NFκB constitui-se um potencial alvo para inibição farmacológica no tratamento de neoplasias. Neste contexto, a diversidade da expressão de NFκB em diferentes tipos tumorais e a segurança associada ao uso clínico de seus inibidores permanece por ser avaliada.

Characterization of new molecular targets is one of the most important challenges in oncology. In this context, there is a growing interest in characterization of deregulated cell signaling pathways in solid and hematopoietic cancer cells in order to leverage the development of specific cell signaling inhibitors to act as principal or adjuvant therapy, and to circumvent the frequently observed chemoresistance and relapse in cancer patients. In this study, we hypothesized that the transcription factor NFκB could be involved on proliferation, antiapoptosis response and chemoresistance in cancer cells thus being a potential target for pharmacological interference. Attempting to test this, we evaluated: i) the role of NFκB in cell response against reactive oxygen species and in control of cell death and proliferation signaling; ii) NFκB activation status in cancer and noncancerous cells in vitro and in vivo; iii) cytotoxicity, selectivity and mechanisms of action of NFκB inhibitors in glioma and leukemia cells besides its biological activity against chemotherapy-resistant cell lines. Experiments were performed based on in vitro (cancer cell lines and primary cultures) and in vivo (tumor implants) models of cell growth. Moreover, in some experiments, bench-directed analysis of public gene expression databases followed by bioinformatic approach was used to ensure the significance and reliability of experimental data. Our findings showed an overstimulation of NFκB in leukemic and glioblastoma cell lines compared to healthy leucocytes and non-transformed astrocytes, respectively. Treatment with pharmacological inhibitors of NFκB induced programmed cell death in a cancer cells selective manner and potentiated the effects of classical anticancer drugs in both wild-type and chemoresistant cell lines. Indeed, the pharmacological NFκB inhibitors BAY117082 and curcumin showed significant anticancer efficacy in a model of brain-implanted gliomas without evidence of acute toxicity. Overall, the herein presented data suggest that NFκB is a potential target for cell death induction in leukemia and glioblastomas. Evaluation of its expression profile in different type of cancers beyond testing efficacy and safety of NFκB pharmacological inhibitors for clinical usefulness remains to be investigated.