Utilize este identificador para referenciar este registo: https://hdl.handle.net/1822/75958

TítuloExtracellular matrix models to study the impact of Hyaluronan molecular weights on the behavior of gastric cancer cells
Outro(s) título(s)Modelo que mimetizam a matriz extracelular par aestudar o impacto do peso do ácido hialuronico no comportamento das células do cancro gástrico
Autor(es)Amorim, Sara Alexandra Correia
Orientador(es)Pires, Ricardo Alexandre Rodrigues
Reis, R. L.
Palavras-chaveCancer models
ECM
Gastric cancer
Hyaluronic acid
Molecular weight
Ácido Hialurónico
Cancro Gástrico
Modelos de cancro
Peso Molecular
Data16-Jul-2020
Resumo(s)Gastric cancer (GC) is one of the most common types of cancers. At early stages, the tumor is confined to the primary site, however, at latter stages, its ability to metastasize to secondary sites reduces the efficiency of the current treatment strategies. There is a clear link between the invasive character of cancer cells and the composition and properties of the tumor microenvironment (TME). The TME is composed by cancer and healthy cells, as well as the extracellular matrix (ECM). The ECM is one of the main modulators of the proliferation, migration and invasion of cancer cells. In cancer, the unbalanced synthesis and degradation of glycosaminoglycans, proteoglycans and proteins, alters the ECM's physical properties and its biochemical composition, as for example the accumulation of hyaluronic acid (HA) with different molecular weights (Mws). It is known that HA of low Mw is implicated in the promotion of the migration and invasiveness of cancer cells, as well as in tumor growth and chemoresistance. In this thesis, we developed 2D and 3D models, that mimic the physiological presentation of HA, and studied the influence of its Mw on the adhesion, migration and invasiveness of GC cells, MKN45 and AGS. 2D surfaces generated by Layer-by-Layer assembly, are able to present HA in an ECM-relevant manner, being recognized by its specific cell surface receptor, CD44 (Chapters 4 and 5). We tuned the surfaces' mechanical properties and showed that softer surfaces were generated as the Mw of HA increased (Chapters 4, 5 and 6), influencing the cancer cells' behavior. HA of low Mw (6.4kDa) promoted the migration of: 0 AGS cells, in a process mediated by RHAMM and through the activation of the AKT signalling cascade (Chapter 6) and; MKN45 cells, through a paxillin-mediated activation of focal adhesion sites (Chapter 7). We also used an Alginate-HA 3D model for the encapsulation of MKN45 and MSCs cells. A core of MKN45 cancer cells (mimicking the cancer site) and a shell of MSCs was a faithful mimic of the different cell types present in the TME. While the presence of HA of high Mw 1500kDa) promoted the migration of MSCs into the MKN45 cancer cell niche; HA of low Mw induced the migration of the MKN45 cells into the shell of the 3D model (Chapter 8). In summary, we show that it is possible to mimic the biological role of HA using the developed models and that GC cells respond differently to the mechanical properties of these systems, as well as to the Mw of HA.
O cancro gástrico é um dos tipos mais comuns de cancro. Inicialmente, o tumor apresenta-se localizado, mas, com o avanço da doença, dissemina para outras zonas formando metástases. Neste contexto, existe uma estreita relação entre o carácter invasivo das células cancerigenas e a composição e propriedades do microambiente tumoral (TME, composto por células cancerígenas e saudáveis, e matriz extracellular, i.e. ECM). A ECM é capaz de modelar a capacidade invasiva das células cancerígenas. No cancro, a síntese e degradação descontrolada de glicosaminoglicanos, proteoglicanos e proteínas, alteram as propriedades físicas e bioquímicas da ECM levando à acumulação de ácido hialurónico (HA) com diferentes pesos moleculares (Mws). O HA de baixo Mw induz a migração e invasão das células cancerígenas, assim como o crescimento do tumor e resistência à quimioterapia. Nesta tese, foram desenvolvidos modelos 2D e 3D que mimetizam a presença fisiológica do HA, de modo a estudar a influência do seu Mw na adesão, migração e invasão das células de cancro gástrico, i.e. MKN45 e AGS. As superfícies 2D geradas através da deposição sequencial de camadas (LbL), permitiu manter a bioatividade do HA sendo reconhecível pelo seu principal recetor celular, o CD44 (Capítulos 4 e 5). A rigidez das superfícies foram ajustadas, sendo que uma diminuição da rigidez foi observada à medida que aumentámos o Mw do HA, influenciando assim o comportamento celular (Capítulos 4, 5 e 6). O HA de baixo Mw (te. 6.4kDa) promoveu a migração das células: O AGS, ativando a cascata de sinalização AKT mediada pela sobre-expressão de RHAMM (Capítulo 6); e MKN45, através da ativação de proteínas de adesão, tais como paxilina (Capítulo 7). Foi também desenvolvido um modelo 3D composto por Alginato (Alg) e HA, onde células cancerígenas MKN45 foram encapsulados numa esfera central de Alg-HA (mimetizando o tumor) e células estaminais mesenquimais (MSCs) numa camada exterior de Alg (mimetizando as células saudáveis circundantes ao tumor). A presença de HA com alto Mw (ie. 1500kDa) promoveu a migração de MSCs para a esfera central do modelo; enquanto que o HA de baixo Mw (Ie. 6.4kDa) induziu a migração das células MKN45 para a sua periferia (Capítulo 8). Resumindo, nesta tese demonstramos que, os modelos propostos mimetizam o papel biológico do HA, mostrando que as células cancerígenas respondem de forma diferente às propriedades mecãnicas dos sistemas, assim como aos diferentes Mws do HA.
TipoTese de doutoramento
DescriçãoTese de Doutoramento em Engenharia de Tecidos, Medicina Regenerativa e Células Estaminais
URIhttps://hdl.handle.net/1822/75958
AcessoAcesso aberto
Aparece nas coleções:BUM - Teses de Doutoramento
I3Bs - Teses de doutoramento

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