Cancer vaccines: the interleukin 2 dosage effect.

Cancer vaccines genetically engineered to produce interleukin 2 have been investigated intensively in a series of animal models and are at the point of entering into clinical trials. In this study we demonstrate a strong correlation between the rate of interleukin 2 production and the protection efficiency of murine S91 melanoma cell (clone M-3) vaccines. Best immunization is achieved with vaccines producing medium interleukin 2 levels of 1000-3000 units per 10(5) cells per day. Reduced interleukin 2 production evokes a corresponding decline in the number of successfully treated animals. Unexpectedly, when interleukin 2 expression is raised to high levels of 5000-7500 units per 10(5) cells per day, protection is completely absent because of impaired generation of tumor-specific cytotoxic T lymphocytes. In comparison, granulocyte-macrophage colony-stimulating factor as immunomodulator induces substantial immunization even at a moderate level of secretion and protects all animals at the maximal obtainable level of secretion. Our findings demonstrate the importance of the interleukin 2 level produced by genetically modified tumor cells and may have substantial impact for the clinical application of cancer vaccines.

Estimativa da incidência de câncer nas redes regionais de saúde e municípios do estado de São Paulo, 2010

Introdução: Estatísticas sobre a ocorrência de casos novos de câncer são fundamentais para o planejamento e monitoramento das ações de controle da doença. No estado de São Paulo, a incidência de câncer é obtida indiretamente por meio de estimativas oficiais (para o estado como um todo e sua capital) e, de forma direta, em municípios cobertos por Registro de Câncer de Base Populacional (RCBP). Existem, atualmente, três RCBP ativos (São Paulo, Jaú e Santos), um inativo (Barretos) e um em reimplantação (Campinas). Dado o desconhecimento do panorama da incidência de câncer em áreas não cobertas por RCBP, este estudo teve como objetivo estimar a incidência de câncer, calcular taxas brutas e padronizadas por idade, específicas por sexo e localização primária do tumor para as 17 Redes Regionais de Atenção à Saúde (RRAS) de São Paulo e municípios, em 2010. Método: Utilizou-se como estimador da incidência de câncer a razão Incidência/Mortalidade (I/M), por sexo, grupo etário quinquenal dos 0 aos 80 anos e localização primária do tumor. O numerador da razão foi formado pelo número agregado de casos novos entre 2006-2010, em dois RCBP ativos (Jaú e São Paulo, respectivamente, com cobertura correspondente a 0,3 por cento e 27,3 por cento da população estadual). No denominador, o número de óbitos oficial nas respectivas áreas e período. O número estimado de casos novos resultou da multiplicação das I/M pelo número de óbitos por câncer registrados em 2010 para o conjunto de municípios formadores de cada uma das RRAS ou para cada município. O método de referência foi aquele utilizado no Globocan series, da Agência Internacional de Pesquisa contra o Câncer. O ajuste por idade das taxas de incidência ocorreu pelo método direto, tendo como padrão a população mundial. Resultados: Estimaram-se 53.476 casos novos de câncer para o sexo masculino e 55.073 casos para o feminino (excluindo-se os casos de câncer de pele não melanoma), com taxas padronizadas de 261/100.000 e 217/100.000, respectivamente. No sexo masculino, a RRAS 6 apresentou para todos os cânceres a maior taxa de incidência padronizada (285/100.000), e a RRAS 10, a menor (207/100.000). Os cânceres mais incidentes em homens foram próstata (77/100.000), cólon/reto/anus (27/100.000) e traqueia/brônquio/pulmão (16/100.000). Entre as mulheres, as taxas de incidência padronizadas por idade foram de 170/100.000 (RRAS 11) a 252/100.000 (RRAS 07); o câncer de mama foi o mais incidente (58/100.000), seguido pelos tumores de cólon/reto/anus (23/100.000) e de colo uterino (9/100.000). Conclusões: Os resultados apontaram diferentes padrões de incidência com taxas que ultrapassaram a magnitude estadual. Dados provenientes de RCBP locais podem ser usados na obtenção indireta de estimativas regionais e locais. Neste estudo, as taxas de incidência apresentadas podem estar sub ou superestimadas refletindo a qualidade, completitude e padrões observados no RCBP de maior representatividade considerado na análise.

Nanopartículas lipídicas sólidas e vesículas cataniônicas contendo ftalocianina de cloro alumínio aplicadas nos processos fotodinâmicos

O trabalho apresentado foi realizado em duas etapas independentes e baseou-se no estudo de diferentes sistemas nanométricos para viabilizar a aplicação da ftalocianina de cloro alumínio (ClAlPc) na terapia fotodinâmica (TFD) para o tratamento do câncer de pele do tipo melanoma. O fármaco fotossensibilizante (FS) utilizado apresenta propriedades físico-químicas que lhe permitem exercer sua atividade fotodinâmica com excelência, sem a interferência do cromóforo endógeno melanina existente nas células melanocíticas. Para driblar sua elevada hidrofobicidade, ClAlPc foi encapsulada em sistemas nanométricos para administração em meio fisiológico. Inicialmente nanopartículas lipídicas sólidas (NLS) foram desenvolvidas por emulsificação direta, após um estudo de elaboração do diagrama de fases. O compritol foi o lipídio sólido escolhido para compor as NLS, com diferentes concentrações de ClAlPc. Todas as formulações desenvolvidas foram devidamente caracterizadas, com tamanho médio entre 100 e 200 nm, baixa polidispersão, potencial zeta adequadamente negativo (~|30| mV), drug loading de ClAlPc entre 76-94% (com pequena redução após 24 meses) e alta eficiência de encapsulação (E.E.). A morfologia arredondada das nanopartículas foi confirmada por microscopia eletrônica de transmissão e de força atômica. A estabilidade das NLS foi de 24 meses. A avaliação da cristalinidade do lipídio revelou a integração da ClAlPc à matriz lipídica da NLS, presença de estruturas polimórficas e grau de cristalinidade adequado, sem alterações após 24 meses. Nos estudos de difusão in vitro, observou-se que ftalocianina encapsulada nas NLS acumulam-se preferencialmente na epiderme e derme do que no estrato córneo, sem traços de permeação do ativo. Foi confirmado o caráter biocompatível das NLS sobre fibroblastos NIH-3T3. A ftalocianina encapsulada nas NLS não foi tóxica na linhagem de melanoma B16-F10 na ausência de luz, porém, apresentou excelente efeito fototóxico (0,75 ?g mL-1 de ClAlPc nanoencapsulada e irradiação entre 0,5 e 2,0 J cm-2), com redução da viabilidade celular de 87%. O segundo sistema de veiculação estudado foram as vesículas cataniônicas (VesCat), que se formam espontaneamente em água com o tensoativo TriCat 12. A obtenção das vesículas contendo ClAlPc envolve uma etapa adicional, para remoção de solvente orgânico, que foi aprimorada, reduzindo o tempo de produção em 55%. As VesCat/ClAlPc obtidas mantiveram suas propriedades físico-químicas e morfologia arredondada (confirmada por microscopia eletrônica de varredura), drug loading de 47% e alta E.E. Os resultados comprovaram que a aplicação desses dois sistemas nanométricos é altamente eficiente para aplicação da TFD no tratamento do câncer de pele do tipo melanoma ou outras doenças cutâneas, apresentando características favoráveis para avanços nos estudos de fase clínica e pré-clínica.

Ação da proteína amiloide sérica A em melanomas

Concentrações séricas basais da proteína amiloide sérica A (SAA) estão significativamente aumentadas em pacientes com câncer e alguns autores sugerem uma relação causal. Trabalho anterior do grupo mostrou que a SAA induz a proliferação de duas linhagens de glioblastoma humano e afeta os processos de invasividade in vitro, sustentando um papel pró-tumoral para esta proteína. Com base nesse trabalho, investigamos a abrangência dos efeitos de SAA para outro tipo de célula tumoral e para isso escolhemos um painel de linhagens de melanoma humano e uma linhagem primária obtida a partir de aspirado de linfonodo de paciente com melanoma, por nós isolada. Observamos que apesar da célula precursora de melanomas, isto é, melanócito, não produzir SAA, todas as linhagens de melanoma produziram a proteína e expressaram alguns dos seus receptores. Além disso, quando estas células foram estimuladas com SAA houve uma inibição da proliferação em tempos curtos de exposição (48 horas) e efeitos citotóxicos após um tempo maior (7 dias). A SAA também afetou processos de invasividade e a produção das citocinas IL-6, IL-8 e TNF-α. Aos avaliarmos o efeito da SAA na interação das células de melanoma com células do sistema imune, vimos que a SAA ativou uma resposta imune anti-tumoral aumentando a expressão de moléculas co-estumolatórias, como CD69 e HLA-DR, e sua função citotóxica. Ainda, vimos que a produção de TNF-α, IFN-γ, IL-10, IL-1β e IL-8 estimuladas por SAA podem contribuir com os efeitos desta. De forma geral estes resultados nos levam a crer que a SAA tem atividade anti-tumoral em melanomas. Finalizando, com base na importância do desenvolvimento da resistência às terapias atuais para o melanoma, observamos que em células resistentes ao PLX4032, um inibidor de BRAF, os efeitos imunomodulatórios induzidos pela SAA estão abolidos, possivelmente identificando um novo componente da resistência.

Avaliação na linhagem endotelial tEnd dos efeitos diretos da transferência gênica de IFNbeta e p19arf e efeitos parácrinos mediados pela linhagem B16 transduzida pelos mesmos vetores adenovirais

A vascularização tem um papel central na progressão tumoral e representa um alvo terapêutico de grande interesse. A inibição da angiogênese tem potencial de retardar a progressão tumoral e inibir metástase. Em decorrência disto, terapias anti-angiogênicas têm demonstrado ser promissora no controle do crescimento tumoral. Segundo a literatura, interferon-? (IFN?, ativador do sistema imune inato e adaptativo) e p19Arf (supressor de tumor e parceiro funcional de p53), quando estudados individualmente, alteram a vasculatura tumoral. Nosso grupo construiu e utilizou vetores adenovirais recombinantes portadores dos cDNAs de INFbeta e p19Arf e observou que a transferência desta combinação de genes induziu morte celular e diminuiu progressão tumoral, resultados foram observados em modelos murinos de melanoma B16 de terapia genica in situ, vacina profilática e vacina terapêutica. Neste trabalho, exploramos a ideia que a combinação dos vetores adenovirais portadores de INFbeta e p19Arf proporcionam efeitos anti-angiogênicos através de seu impacto em células endoteliais. Para averiguarmos essa hipótese, células endoteliais murinas (tEnd) foram transduzidas com os vetores adenovirais, revelando que o vetor Ad-p19 confere inibição da proliferação, formação de tubos, migração e induz aumento na expressão de genes relacionados a via de p53 e morte celular. O vetor Ad-IFNbeta sozinho ou adicionado em combinação com Ad-p19, não teve impacto significante nestes ensaios. Alternativamente, a influencia indireta, ou parácrina, nas células tEnd cultivadas juntamente com as células B16 transduzidas com os vetores adenovirais também foi investigada. Quando as células B16 foram transduzidas com Ad-IFNbeta ou a co-transdução Ad-IFNbeta+Ad-p19 em co-cultura com a linhagem tEnd, houve inibição da proliferação. Não observamos efeito inibitório na tEnd da co-cultura quando as células da B16 foram transduzidas somente com Ad-p19. Seguindo o ensaio de co-cultura, produzimos meio condicionado da B16 transduzida com os vetores e aplicamos esses meios nas células tEnd. Observamos que Ad-IFN, sozinho ou em combinação com Ad-19, diminuiu a viabilidade, proliferação e levou a morte das células tEnd. Neste trabalho, constamos que inibição de células endoteliais pode ser realizada por transdução direta com Ad-19 ou quando estas células são expostas ao ambiente modulado por células tumorais transduzidas com o vetor Ad-IFNbeta. Mesmo que a transferência gênica de ambos IFNbeta e p19Arf não demonstrou ser uma abordagem superior à aplicação dos genes isolados, observamos que nossa abordagem pode ter um impacto importante na inibição da angiogênese pelas células endoteliais

Ação sinérgica entre terapia fotodinâmica e terapia hipertérmica utilizando nanobarras de ouro

Estudos com tratamento hipertérmico de tumores utilizando nanopartículas metálicas têm sido realizados durante as últimas décadas e mostram resultados bons quanto à remissão de tumores, por vezes chegando à cura completa. O mesmo acontece em relação aos tratamentos baseados em ação fotodinâmica de fotossensibilizadores. Tratamentos aliando a terapia hipertérmica com nanopartículas de ouro e a terapia fotodinâmica com diversos fotossensibilizadores tem efeito sinérgico e apresenta excelente potencial terapêutico, em que pese serem necessários mais estudos para que uma nova terapia conjunta possa ser implementada. A proposta deste trabalho foi investigar esse efeito sinérgico utilizando nanobastões de ouro complexados com fotossensibilizadores. Após a síntese dos nanobastões pelo método de seeding, a eficácia do tratamento fotodinâmico e da terapia hipertérmica, separadamente, foi investigada. A metodologia do recobrimento dos nanobastões por fotossensibilizador, em um primeiro momento, não logrou êxito com a porfirina, porém com a ftalocianina tetracarboxilada se mostrou mais eficaz. A taxa de fotodegradação da ftalocianina em solução foi investigada como parâmetro para a eficiência em geração de oxigênio singlete. Após centrifugação e lavagem das nanopartículas, no entanto, evidenciou-se por espectrofotometria que o fotossensibilizador não permaneceu aderido aos nanobastões. Em um segundo momento, optamos por recobrir os nanobastões por porfirinas tetrassulfonadas, com ou sem grupamentos metil-glucamina. Após o processo de recobrimento, essas ftalocianinas formaram complexos iônicos com o CTAB que recobre os nanobastões. Os complexos nanobastões-ftalocianinas foram analisados por microscopia eletrônica de transmissão e as taxas de geração de oxigênio singlete e de radical hidroxil foram investigadas. Além disso, foram utilizadas para testes in vivo e in vitro com células de melanoma melanótico (B16F10) ou amelanótico (B16G4F). As células tumorais em cultura ou os tumores em camundongos C57BL6 foram irradiados com luz em 635 nm e os tumores foram observados por 15 dias após o tratamento. Houve evidente aumento na geração de oxigênio singlete por ambos fotossensibilizadores, e maior geração de radicais livres por parte do fotossensibilizador metilglucaminado. O oposto ocorre com o fotossensibilizador sem metilglucamina. Houve, também, moderada citotoxicidade no escuro quando células foram incubadas com nanopartículas recobertas por ftalocianinas ou não. Quando ativados pela luz, os complexos ftalocianinas-nanobastões desencadearam um aumento de 5ºC no meio de cultura das células, e a morte celular observada foi extensa (91% para a linhagem B16G4F e 95% para a linhagem B16F10). Tanto os resultados in vitro quanto os in vivo indicam que as propriedades das ftalocianinas testadas são melhoradas significativamente quando elas estão complexadas aos nanobastões. Este é um estudo pioneiro por utilizar duas porfirinas tetrassulfonadas específicas e por utilizar o mesmo comprimento de onda para a ativação dos fotossensibilizadores e nanobastões.

Benefícios da cafeína na terapêutica

Dissertação para obtenção do grau de Mestre no Instituto Superior de Ciências da Saúde Egas Moniz

Current cancer research [on] etiology, epidemiology, and biology of melanomas and other skin cancers.

Prepared for the ICRDB Program by the Current Cancer Research Project Analysis Center.

Mechanisms of B and T lymphocyte accumulation in tumor-draining lymph nodes

Thesis (Master's)--University of Washington, 2016-06

Epidermal Growth Factor Gene (EGF) Polymorphism and Risk of Melanocytic Neoplasiay

A common single nucleotide polymorphism (SNP) in the 5' untranslated region (5'UTR) of the epidermal growth factor (EGF) gene modulates the level of transcription of this gene and hence is associated with serum levels of EGF. This variant may be associated with melanoma risk, but conflicting findings have been reported. An Australian melanoma case-control sample was typed for the EGF+61A>G transversion (rs4444903). The sample comprised 753 melanoma cases from 738 families stratified by family history of melanoma and 2387 controls from 645 unselected twin families. Ancestry of the cases and controls was recorded, and the twins had undergone skin examination to assess total body nevus count, degree of freckling and pigmentation phenotype. SNP genotyping was carried out via primer extension followed by matrix-assisted laser desorption time of flight (MALDI-TOF) mass spectroscopy. The EGIF+61 SNP was not found to be significantly associated with melanoma status or with development of nevi or freckles. Among melanoma cases, however, G homozygotes had thicker tumors (p=0.05), in keeping with two previous studies. The EGF polymorphism does not appear to predispose to melanoma or nevus development, but its significant association with tumor thickness implies that it may be a useful marker of prognosis.

Antitumor activity of 3-ingenyl angelate: Plasma membrane and mitochondrial disruption and necrotic cell death

Options for skin cancer treatment currently include surgery, radiotherapy, topical chemotherapy, cryosurgery, curettage, and electrodes-sication. Although effective, surgery is costly and unsuitable for certain patients. Radiotherapy can leave a poor cosmetic effect, and current chemotherapy is limited by low cure rates and extended treatment schedules. Here, we describe the preclinical activity of a novel topical chemotherapeutic agent for the treatment of skin cancer, 3-ingenyl angelate (PEP005), a hydrophobic diterpene ester isolated from the plant Euphorbia peplus. Three daily topical applications of 42 nmol (18 mug) of PEP005 cured a series of s.c. mouse tumors (B16 melanoma, LK2 UV-induced squamous cell carcinoma, and Lewis lung carcinoma; it = >14 tumors/group) and human tumors (DO4 melanoma, HeLa cervical carcinoma, and PC3 and DU145 prostate carcinoma; it = >4 tumors/group) previously established (5-10 mm(3)) on C57BL/6 or Fox1(nu) mice. The treatment produced a mild, short-term erythema and eschar formation but, ultimately, resulted in excellent skin cosmesis. The LD90 for PEP005 for a panel of tumor cell lines was 180-220 muM. Electron microscopy showed that treatment with PEP005 both ill vitro (230 tot) and ill vivo (42 nmol) rapidly caused swelling of mitochondria and cell death by primary necrosis. Cr-51 release, uptake of propidium iodide, and staining with the mitochondria dye JC1, revealed that PEP005 (230 muM) treatment of tumor cells ill vitro resulted in a rapid plasma membrane perturbation and loss of mitochondrial membrane potential. PEP005 thus emerges as a new topical anti-skin cancer agent that has a novel mode of action involving plasma membrane and mitochondrial disruption and primary necrosis, ultimately resulting in an excellent cosmetic outcome.

Induction of Therapeutic T-Cell Responses to Subdominant Tumor-associated Viral Oncogene after Immunization with Replication-incompetent Polyepitope Adenovirus Vaccine

The EBV-encoded latent membrane proteins (LMP1 and LMP2), which are expressed in various EBV-associated malignancies have been proposed as a potential target for CTL-based therapy. However, the precursor frequency for LMP-specific CTL is generally low, and immunotherapy based on these antigens is often compromised by the poor immunogenicity and potential threat from their oncogenic potential. Here we have developed a replication-incompetent adenoviral vaccine that encodes multiple HLA class I-restricted CTL epitopes from LMP1 and LMP2 as a polyepitope. Immunization with this polyepitope vaccine consistently generated strong LMP-specific CTL responses in HLA A2/K-b mice, which can be readily detected by both ex vivo and in vivo T-cell assays. Furthermore, a human CTL response to LMP antigens can be rapidly expanded after stimulation with this recombinant polyepitope vector. These expanded T cells displayed strong lysis of autologous target cells sensitized with LMP1 and/or LMP2 CTL epitopes. More importantly, this adenoviral vaccine was also successfully used to reverse the outgrowth of LMP1-expressing tumors in HLA A2/K-b mice. These studies demonstrate that a replication-incompetent adenovirus polyepitope vaccine is an excellent tool for the induction of a protective CTL response directed toward multiple LMP CTL epitopes restricted through common HLA class I alleles prevalent in different ethnic groups where EBV-associated malignancies are endemic.

Antiproliferative and phenotype-transforming antitumor agents derived from cysteine

Selective destruction of malignant tumor cells without damaging normal cells is an important goal for cancer chemotherapy in the 21st century. Differentiating agents that transform cancer cells to either a nonproliferating or normal phenotype could potentially be tissue-specific and avoid side effects of current drugs. However, most compounds that are presently known to differentiate cancer cells are histone deacetylase inhibitors that are of low potency or suffer from low bioavailability, rapid metabolism, reversible differentiation, and nonselectivity for cancer cells over normal cells. Here we describe 36 nonpeptidic compounds derived from a simple cysteine scaffold, fused at the C-terminus to benzylamine, at the N-terminus to a small library of carboxylic acids, and at the S-terminus to 4-butanoyl hydroxamate. Six compounds were cytotoxic at nanomolar concentrations against a particularly aggressive human melanoma cell line (MM96L), four compounds showed selectivities of greater than or equal to5:1 for human melanoma over normal human cells (NFF), and four of the most potent compounds were further tested and found to be cytotoxic for six other human cancer cell lines (melanomas SK-MEL-28, DO4; prostate DU145; breast MCF-7; ovarian JAM, CI80-13S). The most active compounds typically caused hyperacetylation of histones, induced p21 expression, and reverted phenotype of surviving tumor cells to a normal morphology. Only one compound was given orally at 5 mg/kg to healthy rats to look for bioavailaiblity, and it showed reasonably high levels in plasma (C-max 6 mug/mL, T-max 15 min) for at least 4 h. Results are sufficiently promising to support further work on refining this and related classes of compounds to an orally active, more tumor-selective, antitumor drug.

The isoflavonoids genistein and quercetin activate different stress signaling pathways as shown by analysis of site-specific phosphorylation of ATM, p53 and histone H2AX

The ataxia-telangiectasia mutated (ATM) protein kinase is activated in response to ionizing radiation (IR) and activates downstream DNA-damage signaling pathways. Although the role of ATM in the cellular response to ionizing radiation has been well characterized, its role in response to other DNA-damaging agents is less well defined. We previously showed that genistein, a naturally occurring isoflavonoid, induced increased ATM protein kinase activity, ATM-dependent phosphorylation of p53 on serine 15 and activation of the DNA-binding properties of p53. Here. we show that genistein also induces phosphorylation of p53 at serines 6, 9, 20,46, and 392, and that genistein-induced accumulation and phosphorylation of p53 is reduced in two ATM-deficient human cell lines. Also, we show that genistein induces phosphorylation of ATM on serine 1981 and phosphorylation of histone H2AX on serine 139. The related bioflavonoids, daidzein and biochanin A, did not induce either phosphorylation of p53 or ATM at these sites. Like genistein, quercetin induced phosphorylation of ATM on serine 198 1, and ATM-dependent phosphorylation of histone H2AX on serine 139; however, p53 accumulation and phosphorylation on serines 6, 9, 15, 20, 46, and 392 occurred in ATM-deficient cells, indicating that ATM is not required for quercetin-induced phosphorylation of p53. Our data suggest that genistein and quercetin induce different DNA-damage induced signaling pathways that, in the case of genistein, are highly ATM-dependent but, in the case of quercetin, may be ATM-dependent only for some downstream targets. (C) 2003 Elsevier B.V. All rights reserved.

Modulation of human V alpha 24(+)V beta 11(+) NKT cells by age, malignancy and conventional anticancer therapies

Immunotherapy strategies aimed at increasing human Valpha24(+)Vbeta11(+) natural killer T (NKT) cell numbers are currently a major focus. To provide further information towards the goal of NKT cell-based immunotherapy, we assessed the effects of age, cancer status and prior anticancer treatment on NKT cell numbers and their expansion capacity following alpha-galactosylceramide (alpha-GalCer) stimulation. The percentage and absolute number of peripheral blood NKT cells was assessed in 40 healthy donors and 109 solid cancer patients ( colorectal ( n = 33), breast ( n = 10), melanoma ( n = 17), lung ( n = 8), renal cell carcinoma ( n = 10), other cancers ( n = 31)). Responsiveness to alpha-GalCer stimulation was also assessed in 28 of the cancer patients and 37 of the healthy donors. Natural killer T cell numbers were significantly reduced in melanoma and breast cancer patients. While NKT numbers decreased with age in healthy donors, NKT cells were decreased in these cancer subgroups despite age and sex adjustments. Prior radiation treatment was shown to contribute to the observed reduction in melanoma patients. Although cancer patient NKT cells were significantly less responsive to alpha-GalCer stimulation, they remained capable of substantial expansion. Natural killer T cells are therefore modulated by age, malignancy and prior anticancer treatment; however, cancer patient NKT cells remain capable of responding to alpha-GalCer-based immenotherapies.