https://repositorio.ufba.br/handle/ri/43864| Tipo: | Dissertação |
| Título: | Identificação e avaliação do potencial citotóxico de fármacos candidatos ao reposicionamento em carcinoma oral de células escamosas |
| Autor(es): | Souza, Marina Silva Rodrigues de |
| Primeiro Orientador: | Rocha, Clarissa Araújo Gurgel |
| metadata.dc.contributor.referee1: | Vilas Bôas, Deise Souza |
| metadata.dc.contributor.referee2: | Nonaka, Carolina Kymie |
| metadata.dc.contributor.referee3: | Rocha, Clarissa Araújo Gurgel |
| Resumo: | INTRODUÇÃO: O Carcinoma Oral de Células Escamosas (COCE) continua sendo um problema significativo de saúde pública. Apesar dos avanços nos tratamentos, incluindo cirurgia e quimioterapia, as opções terapêuticas permanecem limitadas, destacando a necessidade de estratégias inovadoras. O desenvolvimento de novos fármacos é um processo oneroso e demorado. O reposicionamento de fármacos surge como uma tática promissora, ao explorar medicamentos já existentes, bem caracterizados, aprovados e com perfis toxicológicos conhecidos. OBJETIVO: Identificar candidatos promissores para o reposicionamento no tratamento do OSCC, por meio da integração de análises in silico baseadas em insights moleculares e genéticos, aliadas à triagem de citotoxicidade in vitro utilizando modelos bidimensionais (2D) e tridimensionais (3D). MATERIAL E MÉTODOS: Um total de 237 candidatos a fármacos foram prospectados no DrugBank para a identificação de alvos potencialmente exploráveis. A priorização foi baseada em vias de sinalização associadas ao câncer e na centralidade das interações proteína-proteína. A citotoxicidade in vitro dos compostos selecionados foi avaliada em linhagens celulares de COCE (HSC-3 e H357), seguindo as diretrizes do Programa de Terapêutica do Desenvolvimento do Instituto Nacional do Câncer (NCI-DTP), com o ensaio de viabilidade celular CellTiter-Glo®. Esferoides homotípicos de COCE foram gerados utilizando bioimpressão magnética 3D otimizada. Após ranqueamento, 21 compostos foram selecionados e submetidos a uma triagem inicial em dose única (10 μM). As células H357 mostraram-se mais sensíveis do que as HSC-3, apresentando menor viabilidade frente a múltiplos compostos. Três candidatos promissores (Daunorrubicina, Erlotinibe e Romidepsina), que demonstraram propriedades inibitórias do crescimento (redução mínima de 35%), avançaram para testes de triagem em cinco doses, tanto nos modelos 2D quanto 3D. Em culturas 2D, a Romidepsina exibiu o efeito citotóxico mais forte, com os menores valores de IC50 em ambas as linhagens. Nos ensaios 3D, todos os três fármacos demonstraram atividade citotóxica, sendo a Romidepsina novamente o composto mais potente. RESULTADOS: A estratégia de ranqueamento acelerou a seleção dos candidatos e aumentou as chances de sucesso ao direcionar a busca para alvos com maior influência sobre vias relevantes ao COCE. As células HSC-3, conhecidas por seu maior potencial tumorigênico, exibiram maior resistência aos fármacos do que as H357. Foram identificados diferentes mecanismos de ação que maximizam as aplicações terapêuticas dos fármacos selecionados, incluindo a inibição do receptor do fator de crescimento epidérmico (EGFR), a inibição da topoisomerase II e a ação de um potente inibidor da histona desacetilase (HDAC) de classe I. As diferenças nas respostas entre os modelos 2D e 3D ressaltam a necessidade de modelos fisiologicamente mais relevantes para aumentar a translação dos achados. CONCLUSÕES: Os achados reforçam o valor do reposicionamento de fármacos como uma estratégia eficiente para a ampliação das opções terapêuticas no COCE. A integração de abordagens computacionais com modelos 3D fisiologicamente relevantes representa um caminho promissor para o desenvolvimento de terapias oncológicas mais precisas e personalizadas. |
| Abstract: | INTRODUCTION: Oral Squamous Cell Carcinoma (OSCC) remains a significant public health concern. Despite advances in treatments, including surgery, and chemotherapy, choices remain limited, underscoring the need for innovative therapeutic strategies. Developing new drugs is both costly and time-intensive. Drug repurposing offers a compelling solution by leveraging existing, well-characterized medications that are already approved and toxicologically safe. OBJECTIVE: Identify promising candidates for repositioning in OSCC, through combined integrated in silico analyses tools based on molecular and genetic insights with in vitro cytotoxicity screening based on bi- (2D) and three-dimensional (3D) models. MATERIALS AND METHODS: A total of 237 drug candidates were retrieved from DrugBank to identify druggable targets. Ranking was based on cancer-related pathways and protein-protein interaction centrality. The in vitro cytotoxicity of selected compounds was evaluated in OSCC cell lines (HSC-3, H357) following the National Cancer Institute (NCI) Developmental Therapeutics Program (DTP) guidelines, with CellTiter-Glo® as the viability assay. Homotypic OSCC spheroids were generated using optimized magnetic 3D bioprinting. After ranking, 21 compounds were selected and underwent single-dose screening (10 μM). H357 cells were more sensitive than HSC3, showing lower viability across multiple compounds. Three most promising candidates (Daunorubicin, Erlotinib, and Romidepsin), which displayed growth inhibition properties (at least a 35% reduction), advanced to five-dose screening assays in both 2D and 3D models. In 2D cultures, Romidepsin exhibited the strongest cytotoxic effect, with the lowest IC50 values in both cell lines. In 3D assays, all three drugs demonstrated cytotoxic activity, with Romidepsin once again emerging as the most potent compound. RESULTS: The ranking strategy accelerated candidate selection and increased the chances of success by focusing on targets that exert greater influence on pathways relevant to OSCC. HSC-3 cells, known for higher tumorigenic potential, exhibited greater drug resistance than H357. Different mechanisms of action that maximize the therapeutic applications of the selected drugs were found. They include epidermal growth factor receptor (EGFR) inhibition, topoisomerase II inhibition, and a potent class I histone deacetylase (HDAC) blocker. Differences in 2D and 3D responses highlight the need for physiologically relevant models to improve translational relevance. CONCLUSIONS: These findings reinforce the value of drug repurposing as an efficient strategy for expanding OSCC treatment options. By integrating computational approaches with physiologically relevant 3D models, this approach paves the way for more precise and personalized cancer therapies. |
| Palavras-chave: | Bioprinting Bioinformática Câncer oral Esferoides Reposicionamento de fármacos |
| CNPq: | CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Editora / Evento / Instituição: | Universidade Federal da Bahia |
| Sigla da Instituição: | UFBA |
| metadata.dc.publisher.department: | Faculdade de Medicina da Bahia |
| metadata.dc.publisher.program: | Pós-Graduação em Patologia Humana e Patologia Experimental (PGPAT) |
| Tipo de Acesso: | Acesso Restrito |
| URI: | https://repositorio.ufba.br/handle/ri/43864 |
| Data do documento: | 13-Dez-2024 |
| Aparece nas coleções: | Dissertação (PGPAT) |
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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| Dissertação_Marina_Rodrigues.pdf Until 2030-12-04 | 2,47 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir Solicitar uma cópia |
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