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Lesões no DNA induzidas por alquilação e estresse redox em células de glioma tratadas com temozolomida

Processo: 19/24536-3
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 28 de fevereiro de 2020
Vigência (Término): 27 de fevereiro de 2021
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Genética - Mutagênese
Pesquisador responsável:Carlos Frederico Martins Menck
Beneficiário:André Uchimura Bastos
Supervisor no Exterior: Bernd Kaina
Instituição-sede: Instituto de Ciências Biomédicas (ICB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Local de pesquisa : Johannes Gutenberg University Mainz (JGU), Alemanha  
Vinculado à bolsa:16/25784-2 - Mecanismos de resistência ao tratamento com temozolomida em células de glioma, BP.PD
Assunto(s):Reparo do DNA   Glioma   Neoplasias

Resumo

A temozolomida (TMZ) é o principal medicamento usado no tratamento de gliomas, que causa danos ao DNA, levando à morte celular, principalmente como consequência do processamento do dano do tipo O6-metilguanina (O6meG). Vários mecanismos de resistência foram descritos, e a capacidade da enzima MGMT (O-6-metilguanina-DNA metiltransferase) de reverter diretamente O6meG na molécula de DNA é a mais significativa. Além disso, o aumento no nível de espécies reativas de oxigênio (EROs) também foi associado à resistência à TMZ e nosso grupo mostrou que a glutationa (GSH), um peptídeo crucial na manutenção da homeostase das células, impede a morte celular por TMZ. Esse mecanismo envolve uma via modulada pelo fator de transcrição NRF2. No entanto, não está claro se NRF2 está diretamente envolvido na redução ou tolerância de lesões induzidas por TMZ no DNA ou devido a danos adicionais gerados pelo estresse redox. Para isso, obtivemos células de glioma que expressam diferentes níveis de MGMT. As células de baixa expressão ainda são sensíveis à TMZ e os modelos de alta expressão são insensíveis à TMZ, pois o nível de MGMT é muito alto. Curiosamente, NRF2 é ativado apenas na ausência de MGMT. Nossa hipótese é que um equilíbrio entre o número de lesões que poderiam ser reparadas pelo MGMT e a indução da via NRF2/GSH protege as células do tratamento com TMZ.Neste projeto, nosso principal objetivo é verificar se GSH está protegendo as células (i) detoxificando TMZ, um produto da decomposição da TMZ, como MITC (3-metil- (triazen-1-il) imidazol-4-carboxamida) ou mesmo o íon diazônio ou, (ii) reduzindo EROs induzidas por dano mitocondrial. Ao inativar a via GSH com butionina-sulfoximina (BSO) ou estimular a via de desintoxicação com N-acetilcisteína (NAC), observamos que a NAC reduz o dano ao DNA (yH2AX) e a parada do ciclo celular induzida por TMZ nas células que expressam MGMT, sugerindo que os níveis de lesão são reduzidos e removidos pelo MGMT. Além disso, a ativação da via GSH pode levar à detoxificação de TMZ. Portanto, a distinção entre lesões O6meG e oxidativas no núcleo e no DNA mitocondrial é imperativa para entender o que está acontecendo nas células danificadas após o tratamento. Esses dados também podem nos ajudar a entender como os níveis de lesões de DNA estão relacionados à ativação do NRF2 nas células do glioma. Neste projeto, também planejamos investigar como a autofagia e a senescência são reguladas em células tratadas com TMZ na presença e ausência de MGMT e sequestradores endógenos de EROs. Por exemplo, a inibição do fluxo de autofagia pela cloroquina pode levar a um nível mais alto de apoptose induzida por TMZ, e MGMT e NRF2 podem estar envolvidos na modulação da autofagia iniciada como resposta à TMZ. Compreender a interação entre essas vias pode nos ajudar a procurar protocolos de terapia alternativos para o glioblastoma multiforme, o mais grave dos cânceres cerebrais.