Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10316/88213
Title: PLASMA FRIO ATMOSFÉRICO COMO ALTERNATIVA TERAPÊUTICA NO CANCRO DA MAMA
Other Titles: COLD ATMOSPHERIC PLASMA AS A ALTERNATIVE THERAPEUTIC IN BREAST CANCER
Authors: Ferreira, Catarina Alexandra Almeida
Orientador: Moreira, João Nuno Sereno Almeida
Botelho, Maria Filomena Rabaça Roque
Keywords: Plasma frio atmosférico; Cancro da mama; Apoptose; Migração celular; Espécies reativas; Cold atmospheric plasma; Breast cancer; Apoptosis; Cell migration; Reactive species
Issue Date: 25-Jul-2019
Serial title, monograph or event: PLASMA FRIO ATMOSFÉRICO COMO ALTERNATIVA TERAPÊUTICA NO CANCRO DA MAMA
Place of publication or event: FAculdade da Farmácia da U.C e Instituto de Biofísica, Faculdade de Medicina da Universidade de Coimbra
Abstract: O cancro da mama é a neoplasia maligna com maior taxa de incidência e mortalidade nas mulheres, em todo o mundo. A estratificação prognóstica deste tipo de cancro considera três subtipos histológicos distintos que apresentam diferentes abordagens terapêuticas: hormonodependente, sobre-expressão do gene HER2 (do inglês, human epidermal growth factor receptor 2) e ainda, triplo negativo. Atualmente, as terapias centram-se na cirurgia, quimioterapia e radioterapia, sendo que em alguns casos recorre-se ao uso de terapias dirigidas, como o tamoxifeno ou anticorpos monoclonais, como o trastuzumab. No entanto, a estes tratamentos estão associados efeitos secundários, muitas vezes, graves. Neste sentido, estudos recentes têm demonstrado o efeito da ação do plasma frio atmosférico, quarto estado da matéria, como tratamento de diferentes tipos de células malignas. Artigos publicados sugerem uma redução significativa da viabilidade celular após exposição ao plasma e uma possível seletividade para as células tumorais. Esta dissertação teve como principal objetivo avaliar o potencial terapêutico do plasma frio atmosférico (PFA) em duas linhas celulares representativas do cancro da mama (MCF7 e HCC1806) com características histológicas distintas. Para determinar a citotoxicidade da terapia, foi avaliada a atividade metabólica e o conteúdo proteico das células submetidas a diferentes tempos de exposição ao tratamento. A sobrevivência celular foi avaliada pelo ensaio clonogénico. Para clarificar os possíveis mecanismos de ação da terapêutica com PFA foram realizados diversos ensaios de biologia molecular e celular.A atividade metabólica e o conteúdo proteico das células MCF7 e HCC1806 diminuíram de um modo dependente da concentração, após o tratamento com plasma frio. A apoptose parece ser o tipo de morte mais prevalente, acumulando-se as células na fase G2/M com perda da sua capacidade de replicação. A terapêutica induziu alterações no potencial de membrana mitocondrial bem como o aumento significativo da razão da expressão das proteínas BAX/BCL2. Além disso, a expressão da procaspase 3 apresentou uma diminuição nas condições da terapêutica. De um modo geral, a concentração intracelular de peróxidos e do anião superóxido esteve diminuída. O oxigénio singleto e o radical hidroxilo não pareceram interferir no efeito anti-proliferativo do plasma, à exceção do radical hidroxilo, após 60 segundos de exposição. Os níveis intracelulares de óxido nítrico estavam aumentados. Em relação às defesas antioxidantes, a concentração da glutationa reduzida (GSH) e da superóxido dismutase (SOD) mantiveram-se muito similares à condição controlo. O tratamento pareceu ter um efeito modulador na migração das células, afetando as interações célula-célula.Assim, este trabalho de investigação básica reforça o potencial terapêutico do PFA no tratamento do cancro da mama, elucidando sobre os seus possíveis mecanismos de ação. Os resultados obtidos neste estudo encorajam novos estudos, de modo a permitir uma abordagem mais próxima da prática clínica.
Breast cancer is a malignant neoplasia with the highest incidence and mortality rates in women worldwide. The prognosis based on stratification of this type of cancer considers three distinct histological subtypes that present different therapeutic approaches, namely hormone-dependent, overexpression of HER2 (human epidermal growth factor receptor 2) gene and triple negative. Currently, therapies are focused on surgery, chemotherapy and radiotherapy, and in some cases targeted therapies such as tamoxifen or monoclonal antibodies such as trastuzumab are used. However, these treatments are often associated with serious side effects. Therefore, recent studies have demonstrated the effect of cold atmospheric plasma (CAP), the fourth state of matter, as a treatment of different types of tumoral cells. Published papers suggest a significant decrease in cell viability after plasma exposure and a possible selectivity for cancer cells.The principal aim of this dissertation was to evaluate the therapeutic potential of cold atmospheric plasma in two representative breast cancer cell lines (MCF7 e HCC1806) with distinct histological features. To determine the cytotoxicity of this type of therapy, the cells’ metabolic activity and protein content were measured at different times of treatment. Cell survival was assessed by clonogenic assay. To clarify the possible mechanisms of action of CAP therapy, several molecular and cellular biology assays were performed.Metabolic activity and protein content of MCF7 and HCC1806 cells decreased in a concentration-dependent manner after treatment with cold atmospheric. Apoptosis seemed to be the most prevalent type of death, with an accumulation of cells in the G2/M phase which consequently causes cells to lose the ability to replicate. The therapy induced changes in the mitochondrial membrane potential well as a significant increase in the BAX/BCL2 protein expression ratio. In addition, the expression of procaspase 3 suggests a decrease in conditions of treatment. In general, intracellular concentration of peroxides and the superoxide anion is decreased. Singlet oxygen and hydroxyl radical do not appear to interfere with antiproliferative effect of CAP, with exception of hydroxyl radical after 60 seconds of exposure. Intracellular levels of nitric oxide are increased. Regarding antioxidant defences, the reduced glutathione (GSH) and superoxide dismutase (SOD) concentrations remains very similar to control condition. Furthermore, the treatment appears to have a modulating effect on cell migration, affecting cell-cell interactions. Thus, this basic research enlightens the therapeutic potential of CAP in the treatment of breast cancer, elucidating its possible mechanisms of action. The results obtained in this study encourage further research in order to allow a closer approach to clinical practice.
Description: Dissertação de Mestrado em Biotecnologia Farmacêutica apresentada à Faculdade de Farmácia
URI: http://hdl.handle.net/10316/88213
Rights: embargoedAccess
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