Caracterização da Transformação Maligna Induzida por Exossomas Derivados de Células Cancerígenas

Abstract

Os exossomas, pequenas vesículas extracelulares com cerca de 30 a 120 nm são considerados importantes na comunicação intercelular pelo transporte de moléculas bioativas, desempenhando assim um papel na modulação fenotípica de células recetoras. Deste modo, tendo em conta de que as células tumorais excretam maior número de exossomas do que células normais, neste trabalho teve-se como foco os exossomas excretados por células de cancro colorretal (CDEs), o terceiro tipo de cancro mais mortal no mundo. Neste, os exossomas atuam promovendo a maturação do TME induzindo uma transformação maligna em células epiteliais colorretais normais (CON), a transformação de fibroblastos em fibroblastos associados ao cancro e contribuem para o desenvolvimento da angiogénese e metastases, afetando assim, o desenvolvimento do tumor. Por isto, avaliou-se a alteração fenotípica de células epiteliais do cólon a partir de CDEs. A caracterização desta comunicação mediada por exossomas foi abordada primeiramente por uma análise por microscopia de fluorescência, que permitiu confirmar a internalização de CDEs derivados de uma linha de cancro colorretal, HCT116, em fibroblastos e CON para 6h e 24h de incubação. Como forma de compreender a relevância dos exossomas no desenvolvimento do cancro colorretal, realizou-se uma abordagem global, ao nível do proteoma, por 2DE das células CON após 6h ou 24h de internalização de CDEs derivados de HCT116. Numa primeira abordagem, a análise por componentes principais (PCA) dos padrões de proteoma salientou uma semelhança entre células HCT116 e CON após 24h tratamento com exossomas. A análise de alteração de expressão de proteínas, e seus metabolismos, por STRING, demonstrou uma transformação maligna em CON após 24h de incubação, com alterações na expressão de proteínas essenciais na regulação da apoptose, regulação do processo metabólico e de resposta ao stresse que atuam no desenvolvimento do cancro, pela promoção do crescimento celular descontrolado.

Exosomes, small extracellular vesicles measuring approximately 30 to 120 nm, are considered important in intercellular communication and also, due to the diversity of bioactive molecules that can be transported by them, play an important role in the phenotypic modulation of recipient cells. Therefore, considering that tumor cells secrete higher quantities of exosomes than normal cells, this work was focused on exosomes excreted by colorectal cancer cells (CDEs), the third most deadly type of cancer in the world. Thus, exosomes promote the maturation of the TME by inducing a malignant transformation into normal colorectal epithelial cells (CON), the transformation of fibroblasts into cancer-associated fibroblasts and contribute to the development of angiogenesis and metastasis affecting tumor development. Therefore, we evaluated the phenotypic change of colonic epithelial cells from CDEs. The characterization of this communication mediated by exosomes was first approached by a fluorescence microscopy analysis, which allowed confirming the internalization of CDEs in fibroblasts and CON for 6h and 24h. As a way of understanding the relevance of exosomes in the development of colorectal cancer, a global approach was carried out, at the proteome level, by 2DE of CON cells after 6h or 24h of internalization of CDEs derived from HCT116. In a first approach, principal component analysis (PCA) of proteome patterns highlighted a similarity between HCT116 and CON cells after 24h treatment with exosomes. The analysis of changes in the expression of proteins and their metabolism, by STRING, demonstrated a malignant transformation in CON after 24 hours of incubation, with changes in the expression of essential proteins in the regulation of apoptosis, regulation of metabolic processes and response to stress that act in the development of cancer, by promoting an uncontrolled cell growth.