Análise do efeito oncolítico do ZIKV em células de glioblastoma resistentes a temozolomida
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Publication Date: | 2025 |
Format: | Master thesis |
Language: | por |
Source: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
Download full: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/41/41131/tde-22042025-151508/ |
Summary: | O glioblastoma (GBM) é um tumor do Sistema Nervoso Central (SNC) altamente heterogêneo e capaz de desenvolver resistência às terapias disponíveis. Dados clínicos indicam que o tratamento padrão não é muito eficaz, e alternativas de segunda linha não têm impacto sobre a sobrevida dos pacientes. Além disso, as células do GBM desenvolvem mecanismos para evitar os efeitos citotóxicos da temozolomida (TMZ), o medicamento quimioterápico usado no tratamento padrão, tornando-se resistentes. De maneira geral, as células resistentes à TMZ são enriquecidas com marcadores e subpopulações de células-tronco de glioma (GSCs). O Zika vírus (ZIKV) é um vírus oncolítico que tem tropismo pelas células do SNC e já demonstrou a capacidade de combater o GBM tanto in vitro quanto in vivo. Ao revisar a literatura, observamos que os marcadores e vias envolvidos na manutenção do fenótipo das GSCs também estão relacionados à resistência à TMZ e são alterados durante a infecção por ZIKV. Portanto, formulamos a hipótese de que células resistentes à TMZ são enriquecidas com tais marcadores e, consequentemente, podem ser mais sensíveis ao ZIKV. Este projeto teve como objetivo investigar se a resistência à TMZ confere maior sensibilidade ao ZIKV e se a resposta à TMZ pode prever a resposta ao ZIKV. Estabelecemos um protocolo com doses clinicamente relevantes e período de tratamento prolongado para induzir resistência à TMZ em linhagens celulares de GBM. Em seguida, realizamos ensaios funcionais in vitro para caracterizar o fenótipo de resistência e a morte celular induzida por ZIKV, além da replicação viral, tanto em monocamada quanto em esferas tumorais. Após o tratamento, observamos dois fenótipos de resistência à TMZ: um adquirido durante o tratamento, com aumento nos valores de IC50; e o outro não responsivo ao tratamento, sem aumento nos valores de IC50. A literatura indica dois padrões de resposta celular à TMZ, correlacionados com o status de metilação do MGMT: resistência inata (não adaptativa, N-ADA) e resistência adquirida com o tratamento (adaptativa, ADA). Assim, após a quimioterapia com TMZ, as células tumorais podem se tornar mais resistentes ao tratamento ou permanecer não responsivas. Em análise in silico observamos que as linhagens celulares N-ADA apresentaram maior expressão de MGMT em comparação com as linhagens ADA. Em seguida, tratamos essas células em modelos de monocamada e cultura 3D com ZIKV. Nossos dados indicam que, embora o ZIKV infecte e mate tanto as células resistentes quanto as não resistentes, ele tem maior replicação e induz maior morte celular no grupo ADA em comparação com o grupo N-ADA. Adicionalmente, foram observadas diferenças na expressão de genes de GSCs (i.e. AXL, SOX2, EZH2) e genes de resposta a interferon (ISG15, OAS1 e OASL) entre linhagens ADA e N-ADA, sugerindo mecanismos moleculares distintos entre os grupos. Por fim, essa descoberta indica que a resistência adquirida a TMZ é um preditor da atividade antitumoral do ZIKV, demonstrando que essa viroterapia seria adequada para tumores de GBM que respondem à quimioterapia. |
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Análise do efeito oncolítico do ZIKV em células de glioblastoma resistentes a temozolomidaAnalysis of the oncolytic effect of ZIKV on temozolomide-resistant glioblastoma cellsGlioblastomaGlioblastomaResistência a temozolomidaTemozolomide resistanceVírus da ZikaZika virusO glioblastoma (GBM) é um tumor do Sistema Nervoso Central (SNC) altamente heterogêneo e capaz de desenvolver resistência às terapias disponíveis. Dados clínicos indicam que o tratamento padrão não é muito eficaz, e alternativas de segunda linha não têm impacto sobre a sobrevida dos pacientes. Além disso, as células do GBM desenvolvem mecanismos para evitar os efeitos citotóxicos da temozolomida (TMZ), o medicamento quimioterápico usado no tratamento padrão, tornando-se resistentes. De maneira geral, as células resistentes à TMZ são enriquecidas com marcadores e subpopulações de células-tronco de glioma (GSCs). O Zika vírus (ZIKV) é um vírus oncolítico que tem tropismo pelas células do SNC e já demonstrou a capacidade de combater o GBM tanto in vitro quanto in vivo. Ao revisar a literatura, observamos que os marcadores e vias envolvidos na manutenção do fenótipo das GSCs também estão relacionados à resistência à TMZ e são alterados durante a infecção por ZIKV. Portanto, formulamos a hipótese de que células resistentes à TMZ são enriquecidas com tais marcadores e, consequentemente, podem ser mais sensíveis ao ZIKV. Este projeto teve como objetivo investigar se a resistência à TMZ confere maior sensibilidade ao ZIKV e se a resposta à TMZ pode prever a resposta ao ZIKV. Estabelecemos um protocolo com doses clinicamente relevantes e período de tratamento prolongado para induzir resistência à TMZ em linhagens celulares de GBM. Em seguida, realizamos ensaios funcionais in vitro para caracterizar o fenótipo de resistência e a morte celular induzida por ZIKV, além da replicação viral, tanto em monocamada quanto em esferas tumorais. Após o tratamento, observamos dois fenótipos de resistência à TMZ: um adquirido durante o tratamento, com aumento nos valores de IC50; e o outro não responsivo ao tratamento, sem aumento nos valores de IC50. A literatura indica dois padrões de resposta celular à TMZ, correlacionados com o status de metilação do MGMT: resistência inata (não adaptativa, N-ADA) e resistência adquirida com o tratamento (adaptativa, ADA). Assim, após a quimioterapia com TMZ, as células tumorais podem se tornar mais resistentes ao tratamento ou permanecer não responsivas. Em análise in silico observamos que as linhagens celulares N-ADA apresentaram maior expressão de MGMT em comparação com as linhagens ADA. Em seguida, tratamos essas células em modelos de monocamada e cultura 3D com ZIKV. Nossos dados indicam que, embora o ZIKV infecte e mate tanto as células resistentes quanto as não resistentes, ele tem maior replicação e induz maior morte celular no grupo ADA em comparação com o grupo N-ADA. Adicionalmente, foram observadas diferenças na expressão de genes de GSCs (i.e. AXL, SOX2, EZH2) e genes de resposta a interferon (ISG15, OAS1 e OASL) entre linhagens ADA e N-ADA, sugerindo mecanismos moleculares distintos entre os grupos. Por fim, essa descoberta indica que a resistência adquirida a TMZ é um preditor da atividade antitumoral do ZIKV, demonstrando que essa viroterapia seria adequada para tumores de GBM que respondem à quimioterapia.Glioblastoma (GBM) is a highly heterogeneous tumor of the Central Nervous System (CNS) that can develop resistance to available therapies. Clinical data indicate that the standard treatment is not very effective, and second-line alternatives have no impact on patient survival. Furthermore, GBM cells develop mechanisms to avoid the cytotoxic effects of temozolomide (TMZ), the chemotherapy drug used in standard treatment, becoming resistant. In general, TMZ-resistant cells are enriched with markers and subpopulations of glioma stem cells (GSCs). The Zika virus (ZIKV) is an oncolytic virus that has tropism for CNS cells and has shown the ability to combat GBM both in vitro and in vivo. Upon reviewing the literature, we observed that the markers and pathways involved in the maintenance of the GSC phenotype are also related to TMZ resistance and are altered during ZIKV infection. Therefore, we hypothesized that TMZ-resistant cells are enriched with these markers and, consequently, may be more sensitive to ZIKV. This project aimed to investigate whether TMZ resistance confers greater sensitivity to ZIKV and if the response to TMZ could predict the response to ZIKV. We established a protocol with clinically relevant doses and prolonged treatment periods to induce TMZ resistance in GBM cell lines. We then conducted functional assays in vitro to characterize the resistance phenotype and cell death induced by ZIKV, as well as viral replication, both in monolayer and tumor sphere cultures. After treatment, we observed two TMZ resistance phenotypes: one acquired during treatment, with increased IC50 values, and the other non-responsive to treatment, with no increase in IC50 values. The literature indicates two patterns of cellular response to TMZ, correlated with the MGMT methylation status: innate resistance (non-adaptive, N-ADA) and acquired resistance with treatment (adaptive, ADA). Thus, after chemotherapy with TMZ, tumor cells may become more resistant to treatment or remain non-responsive. In an in silico analysis, we observed that N-ADA cell lines showed higher MGMT expression compared to ADA cell lines. We then treated these cells in monolayer and 3D culture models with ZIKV. Our data indicate that, although ZIKV infects and kills both resistant and non-resistant cells, it exhibits greater replication and induces more cell death in the ADA group compared to the N-ADA group. Additionally, differences in the expression of GSC genes (i.e., AXL, SOX2, EZH2) and interferon response genes (ISG15, OAS1, and OASL) were observed between ADA and N-ADA lines, suggesting distinct molecular mechanisms between the groups. Finally, this finding indicates that acquired resistance to TMZ is a predictor of ZIKV\'s antitumor activity, demonstrating that this virotherapy would be suitable for GBM tumors that respond to chemotherapy.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPJandrey, Elisa Helena FariasOkamoto, Oswaldo KeithGranha, Isabela Fonseca de Oliveira2025-02-17info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/41/41131/tde-22042025-151508/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-04-23T10:01:01Zoai:teses.usp.br:tde-22042025-151508Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-04-23T10:01:01Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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