Registro:
| Documento: | Tesis de Maestría |
| Disciplina: | biologia |
| Título: | Estudio de los mecanismos de inhibición del crecimiento tumoral por la modulación de los niveles de especies reactivas del oxígeno |
| Autor: | Ibañez, Irene Laura |
| Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
| Filiación: | CONICET - Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA). Departamento de Radiobiología
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| Publicación en la Web: | 2023-05-09 |
| Fecha de defensa: | 2007 |
| Fecha en portada: | 2007 |
| Grado Obtenido: | Maestría |
| Título Obtenido: | Magíster de la Universidad de Buenos Aires en el área de Biología Molecular Médica |
| Director: | Durán, Hebe Alicia |
| Idioma: | Español |
| Tema: | biología/biología molecular médica
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| Formato: | PDF |
| Handle: |
http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n4530_Ibanez |
| PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n4530_Ibanez.pdf |
| Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n4530_Ibanez |
| Ubicación: | Dep.BMM 004530 |
| Derechos de Acceso: | Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Ibañez, Irene Laura. (2007). Estudio de los mecanismos de inhibición del crecimiento tumoral por la modulación de los niveles de especies reactivas del oxígeno. (Tesis de Maestría. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n4530_Ibanez |
Resumen:
Las especies reactivas del oxígeno (ROS) se generan como productos del metabolismo normal de células aeróbicas. Altos niveles de ROS pueden inducir mutaciones, transformación celular o efectos citotóxicos,mientras que a concentraciones fisiológicas actúan como mediadores en vías de transducción de señales e intervienen en la regulación de diversos procesos como, por ejemplo, la proliferación celular y la apoptosis. Los niveles intracelulares de ROS son el resultado del balance entre su producción y su remoción por los sistemas de defensa antioxidante. Teniendo en cuenta los antecedentes que sustentan la existencia de un elevado estado prooxidativo en las células tumorales, específicamente una alta producción de peróxido de hidrógeno (H202) y que la disminuciónde los niveles de H202 inducen una marcada inhibición de la proliferación celular y del crecimiento tumoral, el objetivo de este trabajo de tesis fue evaluar los mecanismos involucrados en dicha modulación por secuestro de H202. Dado que el cáncer es una patología que se caracteriza principalmente por la pérdida del control de la proliferación celular y por la capacidad de invadir y generar metástasis, a fin de cumplir el objetivo planteado, se decidió evaluar la influencia de la disminución de los niveles de H202 en la modulación de ambos procesos a través de Ia determinación de proteinas regulatorias del ciclo celular y del proceso de angiogénesis. Se estudiaron los efectos del secuestro de H202 en células CH72-T4 derivadas de un carcinoma escamoso de ratón. Para esto, se trataron las células con catalasa, enzima antioxidante que participa especificamente en la disipación del H202 y se comprobó la disminución significativa de los niveles de ROS en respuesta al tratamiento. Se demostró un arresto significativo en la fase G1 del ciclo celular asociado con la inhibiciónde la proliferación celular inducida por el secuestro de Hzoz. Dado que la formación de los complejos ciclina D-CDK4y ciclina E-CDK2 son necesarios para el pasaje de G1 a S y que la proteína pKIP1 es un regulador negativo de CDK2 y por lo tanto, de la transición de la fase G1 a la fase S del ciclo celular, se evaluaron losniveles de estas proteínas regulatorlas. Se demostró un aumento en la expresión de p27KIP1 asi como una disminución en la expresión de ciclina D1, ambos significativos, en respuesta a la disipación del H202,mientras que no se observaron variaciones significativas en la expresión de ciclina E, CDK2 ni CDK4. Se realizaron estudios in vivo en tumores experimentales inducidos en ratones nude por las mismas células utilizadas para los estudios in vitro. Los resultados se correlacionaron con lo observado in vitro, dado que se demostró una disminución en el volumen tumoral y un descenso del índice mitótico en los tumores tratados con catalasa con respecto a los controles. Además el análisis histológico de los tumores mostró una menor vascularización y una disminución significativa de los niveles de VEGF en respuesta al tratamiento con catalasa. Se puede concluir que el H202 regula el crecimiento tumoral a través de la modulación de la proliferación celular al intervenir como mediador en vías de señales implicadas en el control de proteinas claves del ciclocelular para la transición de G1 a S, ciclina D1 y p27KIP1 y en vías relacionadas con la angiogénesis participando en la estimulación de la expresión de VEGF. Por lo tanto, mediante el tratamiento con catalasaestos procesos se ven seriamente afectados impidiendo la progresión tumoral. De acuerdo con los resultados obtenidos y en relación con los antecedentes bibliográficos, en este trabajo de tesis se propone un modelo en el cual se postula que el secuestro de H202 induciría la disminución de los niveles de ciclina D1 mediante el bloqueo de la vía de transducción de señales de las MAPKs y que el aumento de los niveles de p27KIP1 podría deberse por un lado a la disminución de ciclina D1 y por otro lado a la acción directa de la disminución del H202 sobre la vía de las fosfatasas y quinasas de tirosina (PTPs y PTKs), dado que en ambos casos se estaría inhibiendo la degradación de p27KIP1. Al mantenerse elevados los niveles de p27KIP1 permanecería inactivado el complejo ciclina E-CDK2 y de esta forma se impediría la progresión del ciclo celular. A su vez, mediante el secuestro de H202 se bloquearían vías de señales relacionadas con la inducción de la expresiónde VEGF. De esta forma, dos procesos implicados significativamente en la progresión tumoral, como la proliferación celular descontrolada y la angiogénesis, serían afectados mediante el tratamiento con catalasa.
Abstract:
Reactive oxygen species (ROS) are by-products of normal aerobic cell metabolism. High levels of ROS may induce mutations, cell transformation and cytotoxicity, while at physiological concentrations ROS are mediators of signal transduction pathways and are involved in the regulation of several processes, such as cell proliferation and apoptosis. The intracellular levels of ROS are the result of the balance between their production and their removal by the antioxidant defense systems. In view of previous findings that demonstrate a constitutive pro-oxidant state in tumor cells, particularly a highproduction of hydrogen peroxide (H202), and that a decrease in H202 levels induces a remarkable inhibition of cell proliferation and tumor growth, the aim of these thesis studies was to evaluate the mechanisms involved in that modulation by scavenging H202. Taking into account that cancer is characterized by the loss of cell proliferation control and the ability to invade and metastasize, the influence of the decrease in H202 levels in the modulation of both processes was evaluated by determining the levels of regulatory proteins of the cell cycle and angiogenesis. The effects of H202 scavenging were evaluated in the CH72-T4 cell line, originally derived from a mouse squamous cell carcinoma. For this purpose, cells were treated with the antioxidant enzyme catalase, whichspecifically catalyses the decomposition of H202. A significant decrease in the levels of ROS was found inresponse to treatment. A significant arrest in the G1 phase of the cell cycle associated to the H202 scavenginginduced inhibition of cell proliferation was demonstrated. Considering that cyclin D-CDK4 and cyclin E-CDK2 are required for the transition from G1 to S phase and that the protein p27KIP1 is a negative regulator of CDK2, the levels of these regulator proteins were evaluated. An increase in p27KIP1 and a decrease in cyclin D1 expression, both statistically significant, were demonstrated in response to H202 scavenging, whereas no significant differences were observed in the expression of cyclin E, CDK2 and CDK4. Experimental tumors were induced by inoculating CH72-T4 in nude mice to perform in vivo studies. A decrease in tumor volume and mitotic index were demonstrated in catalase-treated tumors as compared tocontrol tumors, in agreement with the results of in vitro studies. Moreover, histologic analysis showed less vascularization and a significant decrease in VEGF levels in response to catalase treatment. Concluding, H202 regulates tumor growth by the modulation of cell proliferation acting as a mediator of signaling pathways involved in the control of key proteins of the G1 to S transition of the cell cycle, cyclin D1 and p27KIP1, and modulating angiogenesls by inducing VEGF expression. Thus, these events are severely altered by catalase treatment, blocking tumor progression. A model relating these results with previous findings by other authors is proposed. The scavenging of H202 would induce the decrease in cyclin D1 levels by blocking the signal transduction pathway of MAPKs and theincrease in p27KIP1 levels could be explained both by the decrease in cyclin D1 and by the direct effect on tyrosine phosphatases and kinases (PTPs and PTKs) pathway, given that both events would be inhibiting thedegradation of p27KIP1. Thus, the cyclin E-CDK2 complex would remain inactivated by sustained high levels of p27KIP1 avoiding cell cycle progression. In addition, the scavenging of H202 would block signaling pathways related with VEGF expression. Therefore, two relevant processes related to tumor progression, uncontrolled cell proliferation and angiogenesis, would be altered by catalase treatment.
Citación:
---------- APA ----------
Ibañez, Irene Laura. (2007). Estudio de los mecanismos de inhibición del crecimiento tumoral por la modulación de los niveles de especies reactivas del oxígeno. (Tesis de Maestría. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n4530_Ibanez
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Ibañez, Irene Laura. "Estudio de los mecanismos de inhibición del crecimiento tumoral por la modulación de los niveles de especies reactivas del oxígeno". Tesis de Maestría, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2007.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n4530_Ibanez
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