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Selective cytotoxicity and cell death induced by human amniotic membrane in hepatocellular carcinoma

Publication . Mamede, Ana Catarina Manjolinha; Guerra, S; Laranjo, Marta; Carvalho, Maria J; Oliveira, R C; Gonçalves, A C; Alves, R; Castro, L Prado; Ribeiro, A B Sarmento; Moura, P; Abrantes, Ana M; Maia, C J; Botelho, M F

Hepatocellular carcinoma (HCC) has a worldwide high incidence and mortality. For this reason, it is essential to invest in new therapies for this type of cancer. Our team already proved that human amniotic membrane (hAM) is able to inhibit the metabolic activity of several human cancer cell lines, including HCC cell lines. Taking into account the previously performed work, this experimental study aimed to investigate the pathways by which hAM protein extracts (hAMPEs) act on HCC. Our results showed that hAMPE reduce the metabolic activity, protein content and DNA content in a dose- and time-dependent manner in all HCC cell lines. This therapy presents selective cytotoxicity, since it was not able to inhibit a non-tumorigenic human cell line. In addition, hAMPE induced cell morphology alterations in all HCC cell lines, but death type is cell line dependent, as proved by in vitro and in vivo studies. In conclusion, hAMPE have a promising role in HCC therapy, since it is capable of inducing HCC cytotoxicity and cell death.

2015-12Journal article

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Membrana amniótica: uma opção terapêutica para o cancro?

Publication . Mamede, Ana Catarina Manjolinha; Botelho, Maria Filomena Rabaça Roque; Baptista, Cláudio Jorge Maia

As propriedades anti-cancerígenas da membrana amniótica humana têm sido investigadas ao longo da última década. Estudos in vitro e in vivo revelaram que as células derivadas da membrana amniótica e meio por ela condicionado poderão vir a ser utilizados na terapia do cancro. O carcinoma hepatocelular representa atualmente uma importante causa de morte em todo o mundo. O transplante hepático e a ressecção cirúrgica por hepatectomia parcial são as únicas opções curativas atualmente disponíveis para o carcinoma hepatocelular em estadio inicial. Devido à assintomatologia da doença, o carcinoma hepatocelular é normalmente diagnosticado numa fase avançada não existindo, para tal, terapêuticas curativas adequadas. Neste caso, a quimioterapia e a radioterapia são frequentemente prescritas com o objetivo de aliviar os sintomas associados à normal progressão da doença. Assim sendo, é urgente descobrir novos agentes terapêuticos que se revelem eficazes contra o carcinoma hepatocelular. Até agora, o efeito da membrana amniótica enquanto tecido não foi investigado na doença oncológica. Por este motivo, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de extratos das membranas amnióticas humanas (hAMPE, do inglês human amniotic membrane protein extracts) no cancro humano, particularmente no carcinoma hepatocelular, recorrendo para tal a diversos modelos in vitro e in vivo, bem como a inúmeras técnicas de biologia celular e molecular. Os hAMPE foram capazes de inibir a atividade metabólica de diversas linhas celulares de cancro humano, entre as quais o carcinoma hepatocelular. Estudos pormenorizados revelam que os hAMPE são capazes de inibir a atividade metabólica, o conteúdo proteico e o conteúdo de ácido desoxirribonucleico (ADN) nas células de todas as linhas celulares de carcinoma hepatocelular estudadas, de forma dependente da dose e do tempo de exposição. O tratamento foi capaz de induzir a morte celular sendo, no entanto, a via de morte induzida dependente do perfil particular de cada linha celular. Desta forma, a via intrínseca da apoptose foi estimulada nas células da linha celular HuH7, tal como confirmado pelo aumento da expressão da razão BAX/BCl2, do citocromo C, da caspase 9 e da caspase 3. Por outro lado, a via extrínseca da apoptose foi induzida pelos hAMPE nas células HepG2 e Hep3B2.1-7. Nas células destas linhas celulares, foi registado um aumento da expressão da caspase 3 e da caspase 8. Nas células da linha celular HepG2 foi também observada necrose tumoral. Os hAMPE foram capazes de modificar o microambiente tumoral oxidativo de todas as linhas celulares de carcinoma hepatocelular estudadas, bem como o seu ciclo celular. Neste estudo verificou-se que os hAMPE atuaram de forma diferente a nível dos danos no ADN, da P21, da P53, da β-catenina, das proteínas de multirresistência (MDR, do inglês multidrug resistance) e dos transportadores de glicose (GLUT, do inglês glucose transporters) nas linhas celulares de carcinoma hepatocelular. Os hAMPE parecem surtir um efeito potenciador do 5-Fluouracilo (5-FU), da doxorrubicina, da cisplatina e do sorafenib, apesar da resposta obtida não ser homogénea entre as linhas celulares consideradas. Os resultados in vivo confirmaram, mais uma vez, que o sucesso da terapia com os hAMPE depende do perfil de cada linha celular. Os hAMPE apresentaram citotoxicidade seletiva, uma vez que não foram capazes de inibir a atividade metabólica, o conteúdo proteico e o conteúdo de ADN das células de uma linha celular não tumorigénica. Os resultados obtidos contribuíram para o estudo da terapia anti-cancerígena com recursos às membranas fetais, abrindo novas oportunidades no que à terapia do carcinoma hepatocelular diz respeito. Os nossos resultados sugerem também que as características genéticas e biológicas das linhas celulares são responsáveis pela resposta celular à terapia, tornando claro que as terapias anti-cancerígenas devem ser preferencialmente personalizadas.

2017-05Doctoral thesis

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Oxidative Stress, DNA, Cell Cycle/Cell Cycle Associated Proteins and Multidrug Resistance Proteins: Targets of Human Amniotic Membrane in Hepatocellular Carcinoma

Publication . Mamede, Ana Catarina Manjolinha; Guerra, S; Laranjo, Marta; Santos, K; Carvalho, Maria J; Carvalheiro, Tiago; Moura, P; Paiva, A; Abrantes, Ana M; Baptista, Cláudio; Botelho, M F

The anticancer effects of human amniotic membrane (hAM) have been studied over the last decade. However, the action mechanisms responsible for these effects are not fully understood until now. Previously results reported by our team proved that hAM is able to induce cytotoxicity and cell death in hepatocellular carcinoma (HCC), a worldwide high incident and mortal cancer. Therefore, this experimental study aimed to investigate the cellular targets of hAM protein extracts (hAMPE) in HCC through in vitro studies. Our results showed that hAMPE is able to modify oxidative stress environment in all HCC cell lines, as well as its cell cycle. hAMPE differently targets deoxyribonucleic acid (DNA), P21, P53, β-catenin and multidrug resistance (MDR) proteins in HCC cell lines. In conclusion, hAMPE has several targets in HCC, being clear that the success of this treatment depends of a personalized therapy based on the biological and genetic characteristics of the tumor.

2016-10Journal article

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