Avaliação da citotoxicidade da planta Ageratum fastigiatum (Gardn.) R. M. King & H. Rob em células de câncer de mama triplo negativo: estudos em modelos de cultura bidimensional e tridimensional

dc.contributor.advisorGonzález Torres, Libardo Andrés
dc.contributor.advisorcoAvelar Freitas, Bethânia Alves de
dc.contributor.authorVieira, João Paulo de Jesus
dc.contributor.institutionUniversidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJMPt_BR
dc.contributor.refereeGonzález Torres, Libardo Andrés
dc.contributor.refereeRocha Vieira, Etel
dc.contributor.refereeMelo, Janaina de Oliveira
dc.date.accessioned2025-07-09T22:33:15Z
dc.date.issued2025
dc.date.submitted2025-02-25
dc.descriptionTextos em outro idioma: (Inglês) p. 35-94.Pt_BR
dc.description.abstractO câncer de mama é uma das principais causas de mortalidade entre mulheres, e sua complexidade compromete a eficácia das terapias disponíveis. Compostos bioativos extraídos de plantas medicinais têm demonstrado potencial terapêutico, tornando-se um foco crescente de pesquisa. No entanto, os modelos tradicionais de estudo, baseados em culturas celulares em monocamada, apresentam limitações, pois não representam fielmente as condições fisiológicas do ambiente in vivo, resultando em discrepâncias entre os resultados experimentais e clínicos. Para superar esse problema, dispositivos microfluídicos, como organ-on-a-chip, vêm sendo utilizados para simular melhor o microambiente celular. Este estudo, dividido em três capítulos, teve como objetivo geral analisar o comportamento das células em modelos bidimensionais (2D) e tridimensionais (3D) e o potencial bioativo da planta Ageratum fastigiatum em células de câncer de mama triplo negativo, investigando seu efeito antitumoral, na formação de colônias tumorais e na migração celular em modelos 2D e 3D. Paralelamente, foi avaliado a biocompatibilidade de três resinas candidatas a serem utilizadas na fabricação de dispositivos para cultura celular 3D, uma vez que no Brasil não é comercializado tais dispositivos. Quanto a metodologia, células Vero foram cultivadas em frascos de cultura (2D) e em dispositivos microfluídicos (3D), usando hidrogel de colágeno como matriz extracelular. Imagens foram capturadas e medições do menor e maior eixo das células foram realizadas. Em células de câncer de mama, ensaios de MTT foram realizados para avaliar seu potencial antitumoral da planta Ageratum fastigiatum, além de ensaios de migração usando teste de arranhão e formação de colônias pelo ensaio de clonogênica. Em modelos 3D, foram realizados estudos preliminares do efeito da planta na morte celular e migração das células tumorais. A respeito da fabricação do dispositivo microfluídico, amostras das três resinas foram impressas em 3D e sua biocompatibilidade testada em células BSC-40 por meio do ensaio de MTT. A melhor resina foi utilizada na fabricação de um dispositivo microfluídico simplificado, validado posteriormente em cultura 3D. Os resultados mostraram que as células Vero cultivadas em 3D apresentaram morfologia alongada e projeções celulares, indicando um comportamento mais próximo do in vivo. As medições dos eixos celulares confirmaram que células em 3D possuem eixos maiores devido às projeções celulares. Após constatar a diferença dos dois modelos, foi verificado se há diferença também na resposta a fármacos. Os resultados revelaram que a A. fastigiatum, em 2D, apresentou citotoxicidade significativa em altas concentrações, além da redução da migração e da formação de colônias tumorais. Em 3D, a planta não apresentou o mesmo efeito citotóxico na maior concentração testada em 2D, sugerindo a influência da matriz extracelular, mas inibiu a migração celular, confirmando os achados do modelo 2D. No teste de biocompatibilidade das resinas, duas das três avaliadas mostraram-se biocompatíveis, sendo uma selecionada para a fabricação do dispositivo microfluídico. As células BSC-40 cultivadas nesse dispositivo apresentaram alta viabilidade e morfologias típicas de culturas tridimensionais, sugerindo a ausência de liberação de moléculas tóxicas pela resina. Assim, concluímos que células cultivadas em ambiente 3D reproduzem melhor as condições in vivo, com morfologias tridimensionais e que a planta A. fastigiatum apresenta potencial terapêutico contra o câncer de mama. Em paralelo, a resina selecionada e validada neste trabalho pode ser empregada na construção de dispositivos microfluídicos para estudos celulares.Pt_BR
dc.description.abstractsBreast cancer is one of the leading causes of mortality among women, and its complexity compromises the effectiveness of available therapies. Bioactive compounds extracted from medicinal plants have shown therapeutic potential, becoming a growing focus of research. However, traditional study models based on monolayer cell cultures have limitations, as they do not accurately represent the physiological conditions of the in vivo environment, leading to discrepancies between experimental and clinical results. To overcome this issue, microfluidic devices, such as organ-on-a-chip, have been used to better simulate the cellular microenvironment. This study, divided into three chapters, aimed to analyze cell behavior in two-dimensional (2D) and three-dimensional (3D) models and investigate the bioactive potential of the plant Ageratum fastigiatum in triple-negative breast cancer cells, assessing its antitumor effects, as well as its impact on tumor colony formation and cell migration in both 2D and 3D models. Additionally, the biocompatibility of three resin candidates for manufacturing 3D cell culture devices was evaluated, given that such devices are not commercially available in Brazil. Regarding the methodology, Vero cells were cultured in flasks (2D) and microfluidic devices (3D) using collagen hydrogel as the extracellular matrix. Images were captured, and the minor and major axes of the cells were measured. In breast cancer cells, MTT assays were performed to evaluate the antitumor potential of Ageratum fastigiatum, along with migration assays using the scratch test and colony formation assays through the clonogenic assay. In 3D models, preliminary studies were conducted to assess the plant’s effects on cell death and tumor cell migration. For the fabrication of the microfluidic device, samples of the three resins were 3D printed, and their biocompatibility was tested in BSC-40 cells using the MTT assay. The best-performing resin was used to fabricate a simplified microfluidic device, which was later validated for 3D cell culture. The results showed that Vero cells cultured in 3D exhibited an elongated morphology and cellular projections, indicating a behavior more similar to in vivo conditions. Measurements of the cellular axes confirmed that 3D cells had larger axes due to cellular projections. After verifying the morphological differences between the two models, we investigated whether there was also a difference in drug response. The results revealed that A. fastigiatum in 2D exhibited significant cytotoxicity at high concentrations, along with reduced migration and tumor colony formation. In 3D, the plant extract did not show the same cytotoxic effect at the highest concentration tested in 2D, suggesting the influence of the extracellular matrix, but it inhibited cell migration, confirming findings from the 2D model. In the resin biocompatibility test, two of the three evaluated resins were biocompatible, with one selected for microfluidic device fabrication. BSC-40 cells cultured in this device exhibited high viability and typical 3D culture morphologies, suggesting no release of toxic molecules from the resin. Thus, we conclude that cells cultured in a 3D environment better reproduce in vivo conditions, with three-dimensional morphologies, and that A. fastigiatum has therapeutic potential against breast cancer. Additionally, the selected and validated resin can be used in the construction of microfluidic devices for cellular studies.en
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)Pt_BR
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Pt_BR
dc.description.sponsorshipFinanciadora de Estudos e Projetos (FINEP)Pt_BR
dc.description.thesisDissertação (Mestrado em Ciências da Saúde) – Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, 2025.Pt_BR
dc.identifier.citationVIEIRA, João Paulo de Jesus. Avaliação da citotoxicidade da planta Ageratum fastigiatum (Gardn.) R. M. King & H. Rob em células de câncer de mama triplo negativo: estudos em modelos de cultura bidimensional e tridimensional. 2025. 96 p. Dissertação (Mestrado em Ciências da Saúde) – Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, Diamantina, 2025.Pt_BR
dc.identifier.urihttp://localhost:4000/handle/123456789/3805
dc.language.isopor
dc.publisherUFVJMPt_BR
dc.rightsOpen Accessen
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 Brazilen
dc.rights.licenseA concessão da licença deste item refere-se ao à termo de autorização impresso assinado pelo autor, assim como na licença Creative Commons, com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri e o IBICT a disponibilizar por meio de seus repositórios, sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, e preservação, a partir desta data.Pt_BR
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.pt
dc.subjectCultura celularPt_BR
dc.subjectDispositivo microfluídicoPt_BR
dc.subjectPlantas medicinaisPt_BR
dc.subjectBiocompatibilidadePt_BR
dc.subjectCell cultureen
dc.subjectMicrofluidic deviceen
dc.subjectMedicinal plantsen
dc.subjectBiocompatibility.en
dc.titleAvaliação da citotoxicidade da planta Ageratum fastigiatum (Gardn.) R. M. King & H. Rob em células de câncer de mama triplo negativo: estudos em modelos de cultura bidimensional e tridimensionalPt_BR
dc.typeThesisen

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