RESSALVA Atendendo solicitação do(a) autor(a), o texto completo desta dissertação será disponibilizado somente a partir de 14/09/2025. UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “Júlio de Mesquita Filho” INSTITUTO DE BIOCIÊNCIAS DE BOTUCATU ADIPONECTINA E PRÓSTATA: ANÁLISES DOS EFEITOS DO ENVELHECIMENTO, DIETA HIPERLIPÍDICA E POTENCIAL ALVO TERAPÊUTICO IN VITRO E IN VIVO. FRANCIELLE CAROLINE MOSELE PROF. DR SERGIO LUIS FELISBINO Tese apresentada ao Instituto de Biociências, Campus de Botucatu, UNESP, para obtenção do título de Doutora no Programa de Pós-Graduação em Biologia Geral e Aplicada, Área de concentração em Biologia Celular, Estrutural e Funcional. Prof. Dr. Sergio Luis Felisbino BOTUCATU /SP 2023 Campus de Botucatu 2 ADIPONECTINA E PRÓSTATA: ANÁLISES DOS EFEITOS DO ENVELHECIMENTO, DIETA HIPERLIPÍDICA E POTENCIAL ALVO TERAPÊUTICO IN VITRO E IN VIVO. FRANCIELLE CAROLINE MOSELE Tese apresentada ao Instituto de Biociências, Campus de Botucatu, UNESP, para obtenção do título de Doutora no Programa de Pós-Graduação em Biologia Geral e Aplicada, Área de concentração em Biologia Celular, Estrutural e Funcional. Prof. Dr. Sergio Luis Felisbino BOTUCATU /SP 2023 Campus de Botucatu FICHA CATALOGRÁFICA ELABORADA PELA SEÇÃO TÉC. AQUIS. TRATAMENTO DA INFORM. DIVISÃO TÉCNICA DE BIBLIOTECA E DOCUMENTAÇÃO - CÂMPUS DE BOTUCATU - UNESP BIBLIOTECÁRIA RESPONSÁVEL: MARIA CAROLINA A. CRUZ E SANTOS-CRB 8/10188 Mosele, Francielle Caroline. Adiponectina e próstata : análises dos efeitos do envelhecimento, dieta hiperlipídica e potencial alvo terapêutico in vitro e in vivo / Francielle Caroline Mosele. - Botucatu, 2023 Tese (doutorado) - Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho", Instituto de Biociências de Botucatu Orientador: Sérgio Luis Felisbino Capes: 20600003 1. Adiponectina. 2. Dieta hiperlipídica. 3. Neoplasias da Próstata. 4. Obesidade. 5. Envelhecimento. Palavras-chave: AdipoRon; Adiponectina; Alvo terapêutico; Obesidade; Senescência. 3 À minha sobrinha, para que você cresça sabendo que pode ir longe. Aos meus pais, que me apoiaram sem questionar minhas escolhas. 4 Agradecimentos À presença divina, que me guiou e deu forças para seguir nessa jornada. Agradeço aos meus pais, Otacir e Carmen, por apoiarem incondicionalmente minhas escolhas, pelo incentivo e encorajamento nos momentos difíceis desta jornada. Amo vocês! Agradeço meus irmãos, Fernando e Felipe, que sempre torceram por mim, sem nunca entender muito bem o que faço no laboratório. Ao meu companheiro Vander por me acompanhar nessa vida louca com amor e por apoiar minhas escolhas. À minha amiga de infância Amanda, que não entende um A disso tudo e sempre ouviu minhas hipóteses e discussões para os resultados obtidos. Mesmo longe sempre esteve presente, obrigada. Ao Marcelo e a Thaís, obrigada por ouvir minhas angústias, compartilhar boas taças de vinho e pelos bons momentos desde o ensino fundamental e médio. Ao meu amigo Juan, que compartilhou tantos momentos comigo ao longo da elaboração desse trabalho. A IC Ana Luiza, obrigada por tanto! Agradeço pela oportunidade de ensinar e aprender com você. Obrigada por tanta ajuda durante minha ausência e até hoje. Agradeço aos meus amigos e familiares que acompanharam a jornada na obtenção desse título e torcem pelas minhas conquistas. Aos funcionários, técnicos e pós-graduandos do departamento, obrigada! Seja com conversas, esclarecimentos de dúvidas, empréstimos e doações de reagentes ou com alguma mãozinha nos experimentos, vocês participaram disso. Especialmente a Keila, Ricardo e Rinaldo, que me ajudaram demais nessa reta final. Ao LABMEC, incluindo os membros que já passaram e não deixam de fazer parte, obrigada por toda ajuda no laboratório e pelos de momentos de distração fora dele. Aos amigos que o doutorado me trouxe, Nilton, Barqs, Ari, Caio e Bia obrigada por dividir o peso dos momentos difíceis. Ao meu orientador do mestrado, José Cesar Rosa Neto, que nos doou os animais heterozigotos para o desenvolvimento deste trabalho e sempre esteve disponível para ajudar. À Larissa, técnica da citometria, que pacientemente rodou tantas e tantas análises. Aos professores Luís Antônio Justulin Jr e Flávia Delella por toda colaboração e aconselhamentos. 5 Ao Mark Rubin e seu grupo de pesquisa, agradeço pela oportunidade de trabalhar com vocês. Serei eternamente honrada por ter passado um ano com vocês! A Joanna Triscott, obrigada por me aceitar para colaborar em seu projeto, confiar no meu trabalho e me incentivar a ir longe. As amigas brasileiras que a Suíça me trouxe, Marcella, Rafaela e Beatrice, obrigada por tornar meu período de intercâmbio mais leve diante da saudade de casa. Agradeço ao meu orientador Sérgio por me receber em seu grupo de pesquisa e confiar em mim para desenvolver esta pesquisa. Sempre serei grata com o que aprendi com você. À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) pela concessão da bolsa de estudo ao longo desses 4 anos e meio. À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) pelo suporte financeiro concedido como auxilio regular (processo nº 2019/19644-1) do Prof. Sérgio. Ao governo suíço por disponibilizar bolsas de estudos para que alunos estrangeiros possam ter a oportunidade de desenvolver sua pesquisa e também colaborar fora do Brasil. Este trabalho representa a finalização de uma árdua (e também feliz) trajetória na pesquisa e o início de outra. Obrigada a todos que participaram e tornaram esse trabalho lindo como ele é. 6 RESUMO O câncer de próstata (CaP) é a quinta causa de mortes por câncer em homens. A obesidade é um fator de risco para incidência do CaP. O excesso de tecido adiposo altera a inflamação local e também a secreção de adiponectina. Obesos apresentam baixos níveis séricos dessa adipocina e estudos o correlacionam com maior incidência de CaP agressivo. O objetivo deste trabalho foi avaliar o papel da adiponectina na próstata durante fases da vida (juvenil, adulta e senescência), na condição de obesidade e como potencial terapêutico através do agonista AdipoRon. Foram utilizados animais C57BL/6 (WT) e nocautes em adiponectina (KO) com 6, 37 e 60 semanas de vida. Também submetemos animais WT e KO a dieta hiperlipídica durante seis meses. Células tumorais prostáticas foram tratadas com diferentes doses de AdipoRon. Camundongos TRAMP, geneticamente modificados para desenvolver CaP, também foram tratados com AdipoRon durante cinco semanas via gavagem. Nossos resultados mostram que a adiponectina é importante para o epitélio prostático, acarretando em atrofia nos lobos anterior e ventral nos camundongos KO, na idade juvenil e adulta, e aumento da altura epitelial durante a senescência. O consumo de dieta hiperlipídica foi eficiente em gerar obesidade nos animais KO enquanto os WT apenas se tornaram resistentes à glicose com alteração na resposta insulínica. O grupo KO obeso apresentou infiltrado de mastócitos no tecido prostático e aumento de células Ki67-positivas. O tratamento com AdipoRon reduz viabilidade, migração e invasão de células tumorais prostáticas, com modulação dos receptores de adiponectina em células resistentes à castração. O aumento da expressão gênica de PPARα foi observado após o tratamento. AdipoRon afeta as mitocôndrias, prejudicando a fosforilação oxidativa, e gera dependência glicolítica. Camundongos TRAMP tratados com veículo apresentaram queda na sobrevivência. Entretanto, na morfologia prostática não houve diferença entre os grupos. Nossos resultados concluem que adiponectina atua na manutenção da morfologia epitelial da próstata ao longo do envelhecimento e controla a inflamação e a proliferação no tecido prostático na obesidade. AdipoRon demonstrou alto potencial terapêutico para o CaP in vitro e novos estudos são necessários para determinar seu efeito in vivo, devido às limitações deste estudo. Palavras-chave: adiponectina, senescência, obesidade, AdipoRon, alvo terapêutico 7 ABSTRACT Prostate cancer (PCa) is the fifth leading cause of cancer deaths in men. Obesity is a risk factor for the incidence of PCa. Excess adipose tissue alters local inflammation and also adiponectin secretion. Obese people have low serum levels of this adipokine and studies correlate it with a higher incidence of aggressive PCa. The objective of this work was to evaluate the role of adiponectin in the prostate during life stages (juvenile, adult, and senescence), in obesity and as a therapeutic potential through the agonist AdipoRon. C57BL/6 (WT) and adiponectin knockout (KO) animals at 6, 37 and 60 weeks of age were used. We also subjected WT and KO animals to a high-fat diet for six months. Prostatic tumor cells were treated with different doses of AdipoRon. TRAMP mice, genetically modified to develop PCa, were also treated with AdipoRon for five weeks via gavage. Our results show that adiponectin is important for the prostate epithelium, leading to atrophy in the anterior and ventral lobes in KO mice, in juvenile and adult age, and increased epithelial height during senescence. Consumption of a high-fat diet was efficient in generating obesity in KO animals, while WT animals only became resistant to glucose with changes in the insulin response. The obese KO group showed mast cell infiltration in prostate tissue and an increase in Ki67-positive cells. Treatment with AdipoRon reduces viability, migration and invasion of prostate tumor cells, with modulation of adiponectin receptors in castration-resistant cells. Increased PPARα gene expression was observed after treatment. AdipoRon affects mitochondria, impairing oxidative phosphorylation, and generates glycolytic dependence. TRAMP mice treated with vehicle showed a decrease in survival. However, in prostate morphology there was no difference between the groups. Our results conclude that adiponectin acts to maintain prostate epithelial morphology throughout aging and controls inflammation and proliferation in prostate tissue in obesity. AdipoRon demonstrated high therapeutic potential for PCa in vitro and further studies are needed to determine its effect in vivo, due to the limitations of this study. Keywords: adiponectin, senescence, obesity, AdipoRon, therapeutic target 8 LISTA DE FIGURAS INTRODUÇÃO GERAL FIGURA 1. Anatomia da próstata humana e de roedor.............................................................15 FIGURA 2. Estrutura da adiponectina e suas diferentes formas oligoméricas..........................21 CAPÍTULO 1 FIGURA 1. Peso corporal, peso relativo do complexo uroprostático e níveis de adiponectina sérica dos camundongos WT e KO em diferentes idades..................................... 31 FIGURA 2. Altura do epitélio dos lobos prostáticos dos camundongos WT e KO em diferentes idades....................................................................................................................33 FIGURA 3. Cortes histológicos corados com HE dos lobos prostáticos nos camundongos WT e KO com 6, 37 e 60 semanas de idade..................................................................34 FIGURA 4. Compartimentos prostáticos (epitélio, lúmen e estroma) de cada lobo dos camundongos WT e KO com 6, 37 e 60 semanas de idade....................................35 CAPÍTULO 2 FIGURA 1. Representação dos animais de cada grupo experimental.......................................42 FIGURA 2. Dados de peso e consumo energético dos animais submetidos a dieta...................44 FIGURA 3. Teste de tolerância a glicose e à insulina................................................................45 FIGURA 4. Análises séricas dos hormônios.............................................................................45 FIGURA 5. Histologia dos lobos prostáticos nos diferentes grupos experimentais..................46 FIGURA 6. Análise morfométrica do lobo dorsal e número de mastócitos nos grupos experimentais.........................................................................................................47 FIGURA 7. Expressão de citocinas pró-inflamatórias e anti-inflamatórias no tecido adiposo epididimal...............................................................................................................48 FIGURA 8. Imunohistoquímica para AR e Ki67 nos grupos experimentais.............................49 CAPÍTULO 3 FIGURA 1. AdipoRon affects proliferation, migration, and invasion in LNCaP and PC3 cells………………………………………….……………………………….......62 FIGURA 2. Energy metabolism is impaired by AdipoRon-induced mitochondrial damage……………………………………………………………..…………...63 9 FIGURA 3. AdipoRon causes glycolytic dependence………………………………….…….64 FIGURA 4. AdipoRon is potent in decreasing viability in patient-derived organoids……..…65 FIGURA 5. Effects of AdipoRon in signaling pathways…………………………….…….…66 FIGURA 6. AdipoRon treatment enhances chemotherapy, the cell cycle is affected and cell death does not occur by apoptosis ………………………...…………………….67 CAPÍTULO 4 FIGURA 1. Peso corporal ao longo do tratamento com veículo ou AdipoRon (A), ganho de peso dos grupos (B) e sobrevida (C).....................................................................81 FIGURA 2. Cortes transversais de fígado, rim, testículo e baço corados com HE dos camundongos TRAMP...........................................................................81 FIGURA 3. Cortes histológicos da próstata corados com HE de camundongos TRAMP tratados com veículo ou AdipoRon.....................................................................................82 10 LISTA DE TABELAS CAPÍTULO 1 TABELA 1. Peso relativo dos órgãos e tecidos dos animais WT e AdKO em diferentes idades ..............................................................................................................................32 CAPÍTULO 2 TABELA 1. Composição das dietas padrão e hiperlipídica utilizadas....................................39 TABELA 2. Peso relativo dos órgãos e tecidos (mg/g) e análise sérica lipídica (mg/Dl).......43 11 LISTA DE ABREVIATURAS AKT – Proteína quinase B AMPK – Proteína quinase ativada por monofosfato de adenosina AR – Receptor de andrógeno CaP (ou PCa) – Câncer de próstata DHT – Dihidrotestosterona ECAR – Extracelullar acidification rate fAg – Adiponectina de comprimento total gAd – Adiponectina globular GTT – Glucose Tolerance Test HDL – High Density Lipoprotein HFD – High Fat Diet IL – Interleucina IL-1RA – antagonista do receptor de IL-1 ITT – Insulin Tolerance Test KO (ou AdKO) – Animais adiponectina nocaute LDL – Low Density Lipoprotein OCAR – Oxigen Consumption Rate PA – Próstata anterior PD – Próstata dorsal PL – Próstata lateral PV – Próstata ventral PIN – Prostatic Intraepithelial Neoplasia PPAR – Receptor ativado por proliferadores de peroxissoma TNF – Tumor Necrosis Factor TRAMP – Transgenic Adenocarcinoma of the Mouse Prostate WT – Animais wild type (selvagens) 2-DG – 2-desoxi-D-glicose 12 Sumário LISTA DE ABREVIATURAS ................................................................................................. 11 1. INTRODUÇÃO GERAL .................................................................................................. 14 1.1. Próstata ...................................................................................................................... 14 1.2. Câncer de Próstata .................................................................................................... 16 1.3. Obesidade e câncer de próstata ................................................................................. 18 1.4. Adiponectina: receptores e vias de sinalização ......................................................... 20 1.5. Adiponectina: obesidade e câncer de próstata .......................................................... 22 1.6. AdipoRon: agonista do receptor de adiponectina ..................................................... 25 2 OBJETIVOS...................................................................................................................... 26 3 CAPÍTULO 1 – Morfologia epitelial é regulada pela adiponectina ao longo do envelhecimento ......................................................................................................................... 27 4 CAPÍTULO 2 – Adiponectina regula os níveis de proliferação e inflamação na próstata durante obesidade ..................................................................................................................... 37 5 CAPÍTULO 3 – Adiponectin agonist, AdipoRon, reduces the growth of prostate cancer cells by metabolic alteration ..................................................................................................... 53 6 CAPÍTULO 4 – Efeito do agonista de adiponectina em camundongos TRAMP ............. 77 7 CONCLUSÃO GERAL .................................................................................................... 85 REFERÊNCIAS ....................................................................................................................... 86 ANEXOS .................................................................................................................................. 97 14 1. INTRODUÇÃO GERAL 1.1. Próstata A próstata é a principal glândula acessória do sistema genital masculino. Composta por alvéolos e ductos imersos em estroma fibromuscular, é responsável pela secreção do fluido prostático, que contribui para a fertilidade masculina. A principal função do estroma, formado por fibroblastos, células musculares lisas, neurônios, entre outros, é garantir o microambiente adequado para o epitélio, cuja função é secretar o líquido prostático, que constitui aproximadamente de 20-30% do sêmen (VERZE; CAI; LORENZETTI, 2016). O líquido prostático contém alguns fatores que regulam proteínas secretadas pelas glândulas seminais e bulbouretrais. Esses fatores reguladores são necessários para a liquefação do sêmen e a motilidade dos espermatozoides, afetando diretamente a fertilidade masculina, e são: calicreínas (KLKs), uma subfamília de serina proteases (KALINSKA et al., 2015), citrato, metabólito intermediário do ciclo de Krebs (RAMIO; MEDRANO; FERNA, 2006); e zinco (Zn2+), armazenado ativamente no citoplasma das células epiteliais (FRANKLIN et al., 2015). Esses fatores estão conectados funcionalmente entre si pela particularidade metabólica das células epiteliais prostáticas produzirem energia através da glicólise, o que depende do acúmulo de zinco. No ciclo de Krebs, o zinco tem função de inibir a oxidação de citrato em isocitrato, reação catalisada pela enzima aconitase mitocondrial, acarretando em acúmulo de altas quantidades de citrato, o principal substrato energético para produção de ATP pelos espermatozoides (VERZE; CAI; LORENZETTI, 2016). No fluido prostático, as KLKs, incluindo o PSA (codificado pela KLK3) são secretadas e se mantém em forma inativa pela ligação alostérica reversível do zinco. Desta forma, o zinco também inibe temporariamente a atividade das KLKs até o estímulo ejaculatório emitido pelo sistema nervoso central. Uma vez liberado o sinal, o fluido dos epidídimos, enriquecidos com espermatozoides, é misturado com o fluido prostático, contendo zinco, citrato e KLKs, e com o líquido seminal, que contém semenogelinas. Após a ejaculação, as semenogelinas, que possuem alta afinidade pelo zinco, são responsáveis por ativar a cascata proteolítica das KLKs, que iniciam o processo de liquefação do sêmen, permitindo que os espermatozoides se movam no trato genital feminino em direção às tubas uterinas (VERZE; CAI; LORENZETTI, 2016). Todos esses processos são regulados por andrógenos através do receptor de andrógeno (AR), altamente expresso nas células epiteliais. Na próstata, a testosterona é convertida pela enzima 5α-redutase em di-hidrotestosterona (DHT), um andrógeno com alta afinidade de ligação pelo AR. Após a ligação do andrógeno ao receptor, o AR se transloca para o núcleo, onde interage 15 com cofatores e a maquinaria de transcrição, direcionando a transcrição de genes envolvidos na diferenciação celular e garantindo a manutenção da homeostase no tecido prostático (ZHOU; BOLTON; JONES, 2015). A próstata humana, localizada abaixo da bexiga urinária e em frente ao reto, é dividida em três zonas histológicas: central, de transição e a periférica. A zona central circunda os ductos ejaculatórios, enquanto que a zona de transição está próxima a uretra. A zona periférica envolve a região externa da próstata distalmente, constituindo a maior parte do tecido prostático, sendo o local de origem da maioria dos cânceres de próstata (Fig.1) (AARON; FRANCO; HAYWARD, 2016; ITTMANN, 2018; VERZE; CAI; LORENZETTI, 2016). Diferente dos humanos, a próstata dos roedores apresenta quatro lobos, sendo eles: ventral (PV), anterior (PA), dorsal (PD) e lateral (PL), os dois últimos também referidos como dorsolateral (Fig.1). Todos os lobos são morfologicamente distintos entre si, mas no geral, apresentam células epiteliais simples colunares, com presença de células basais abaixo do epitélio secretor e pouca quantidade de células neuroendócrinas, diferente da próstata humana. Os alvéolos estão imersos em estroma, com espessuras diferentes em cada lobo (ITTMANN, 2018; OLIVEIRA et al., 2016). A PA é bilateral e se localizada cranialmente aos outros lobos, fixada à curvatura menor das vesículas seminais. Apresenta alvéolos grandes e complexos, com extensas pregueações epiteliais, secreção luminal homogênea com estruturas esféricas não coradas em contato com o ápice celular (ITTMANN, 2018; OLIVEIRA et al., 2016). Figura 1. Anatomia da próstata humana e de roedor. Adaptado de Ittmann, 2018 e Verze; Cai; Lorenzetti, 2016. 16 A PV é uma estrutura localizada abaixo da bexiga. Apresenta poucas e/ou escassas dobras epiteliais e normalmente, com bordas luminais planas e citoplasma basófilo. Seus núcleos são basais e os alvéolos podem variar de tamanho moderado a grande e sua secreção é homogênea e levemente basófila, única entre os quatro lobos (ITTMANN, 2018; OLIVEIRA et al., 2016). A PD é localizada dorsalmente próximo a uretra ao lado dos lobos laterais. Suas células apresentam núcleo central esférico e citoplasma levemente acidófilo. Os alvéolos da PD são menores e o estroma mais espesso do que os outros lobos. O lúmen glandular contém secreção eosinófila homogênea e estruturas esféricas não coradas em contato com o ápice celular, assim como a PA (ITTMANN, 2018; OLIVEIRA et al., 2016). A PL também possui superfície luminais planas como a VP, porém seu epitélio é mais baixo. Geralmente tem alvéolos maiores com pequenas dobras epiteliais, com secreção eosinófila granulada não-homogênea. Os núcleos são basais e o estroma é pouco desenvolvido (ITTMANN, 2018; OLIVEIRA et al., 2016). Além de contribuir na fertilidade masculina, a próstata também é alvo de doenças, como prostatite, hiperplasia prostática benigna e CaP. Apesar da próstata humana e de roedores apresentarem função similar quanto a reprodução, apresentam grandes diferenças anatômicas e histológicas. Alterações genéticas do CaP humano também podem acarretar em neoplasia e/ou progressão tumoral em camundongos, porém, não há fortes evidências de que algum lobo da próstata de roedor seja mais válido como modelo para a próstata humana e, por isso, os estudos devem levar as diferenças em consideração. 1.2. Câncer de Próstata A estimativa mundial de 2020 apontou o câncer da próstata (CaP) como sendo o segundo tipo de câncer mais frequente e o quinto em causa de mortes por câncer em homens (SUNG et al., 2021). É o câncer diagnosticado com maior frequência em mais da metade dos países do mundo. Nos Estados Unidos, 29% dos casos diagnosticados em homens eram CaP somente no ano de 2023 (SIEGEL et al., 2023). Em 2020, foram estimados 1,4 milhão de novos casos, onde as taxas de incidência são elevadas em países como Austrália, América do Norte, Norte da Europa, Europa Ocidental e Norte da África (SUNG et al., 2021). No Brasil, a estimativa para 2023 é de aproximadamente 72 mil novos casos, ficando atrás apenas das projeções de incidência para o câncer de pele não melanoma (ESTIMATIVA 17 2023 - INCIDÊNCIA DE CÂNCER NO BRASIL, 2023). Em 2020, foram registrados 15.841 óbitos por CaP no Brasil. A alta incidência do CaP e a redução na mortalidade na população mundial é reflexo do aumento da expectativa de vida e dos avanços na detecção precoce e no tratamento, principalmente nos países desenvolvidos. Por refletir a atividade nuclear de AR em resposta aos andrógenos, os níveis de PSA possibilitam o monitoramento da atividade epitelial em condições normais e patológicas da próstata (LILJA; ULMERT; VICKERS, 2008). Em grande parte dos países, o rastreamento com PSA é amplamente utilizado, permitindo que o diagnóstico de tumores indolentes, com progressão lenta, ocorra mais rápido e seja tratado de forma eficaz (ESSERMAN; SHIEH; THOMPSON, 2009). A progressão do CaP é lenta e silenciosa, e ocorre através de estágios definidos. Neoplasia intraepitelial prostática (PIN) de alto grau é frequentemente considerada precursora do CaP. PIN é lesão não maligna, caracterizada como proliferação intraepitelial de células epiteliais luminais com redução ou perda das células basais. Posteriormente, progridem para adenocarcinoma micro invasivo, adenocarcinoma invasivo e metastático andrógeno dependente e, por fim, adenocarcinoma metastático resistente a castração (NELSON; DE MARZO; ISAACS, 2003). Trabalhos levantam a teoria de um estágio anterior ao PIN em casos de inflamação crônica no tecido prostático. Neste caso, as lesões com infiltrados inflamatórios estão associadas a um epitélio atrófico. A atrofia inflamatória proliferativa (PIA) é caracterizada pela infiltração de células imunes no epitélio prostático, causada por infecções, autoimunidade ou pela dieta. Evidências sugerem uma transição de PIA e/ou atrofia proliferativa em PIN (DE MARZO et al., 2007). O prognóstico para o CaP é variável e depende do grau do tumor e do estágio no diagnóstico primário. Quando diagnosticado em estágio inicial, a expectativa de vida para homens com CaP localizado pode chegar a 10 anos em 99% dos casos, entretanto, essa expectativa cai para 5 anos em 30% dos pacientes diagnosticados em estágio avançado (ATTARD et al., 2016; REBELLO et al., 2021). Análise histopatológica de biópsias permitem o estadiamento do CaP de acordo com o grau ou padrão de Gleason. O estadiamento histopatológico é baseado na arquitetura glandular do tumor que classifica os tumores como bem diferenciado (grau mais alto) ou pouco diferenciado (grau mais baixo). O score de Gleason é resultante da somatória dos dois padrões mais predominantes observados no tecido prostático, variando de baixo (≤6), intermediário 18 (7) ou alto (8 a 10) (EPSTEIN, 2010; MELLINGER; GLEASON; BAILAR, 1967). Em 2014, a Sociedade Internacional de Patologia Urológica (ISUP) reorganizou esses graus em escala de 1 a 5, onde 5 equivale a maior agressividade (EGEVAD et al., 2016; EPSTEIN, 2016). Como bem estabelecido, andrógenos circulantes são essenciais para o desenvolvimento normal da próstata bem como no CaP através de suas interações como o AR (HSING; REICHARDT; STANCZYK, 2002). A privação dos andrógenos testiculares, seja química ou cirurgicamente, leva à regressão do CaP (HUGGINS; HODGES, 1941). Entretanto, também está normalmente associada com a recidiva do câncer, denominado de CaP resistente à castração. No CaP avançado pode ocorrer amplificação gênica e/ou super expressão de AR, mutações pontuais resultando em variantes de splicing de AR, AR truncado com atividade constitutiva, sinalização de AR sustentada por ligantes não específicos , ou ainda, secreção autócrina de andrógenos pelas células cancerígenas (REBELLO et al., 2021). Desta forma, o termo resistência à castração substituiu o termo “independente de andrógeno”, uma vez é evidente a dependência de AR também no CaP avançado (MAKAROV et al., 2009). Diversos fatores são conhecidos por aumentar o risco do CaP, sendo o mais comum a idade (FREELAND et al., 2021; PATEL; KLEIN, 2009). Com o envelhecimento os níveis de testosterona diminuem e, consequentemente, os níveis de DHT na próstata também. Essa redução compromete o acúmulo de zinco pelos transportadores de Zn, que também são regulados por andrógenos, afetando a inibição do ciclo de Krebs, e assim, as células passam a produzir ATP através da fosforilação oxidativa, condição que facilita a tumorigênese e progressão tumoral (VERZE; CAI; LORENZETTI, 2016). Isso também porque o CaP está associado ao acúmulo de mutações somáticas em oncogenes ou genes supressores de tumor ao longo da vida (AHMED; EELES, 2016). Além da idade e outros, os fatores ambientais, como a dieta, também têm surgido como forte fator de risco para o CaP. 1.3. Obesidade e câncer de próstata As estimativas sugerem que mais de 4 milhões de pessoas mundialmente possam ser afetadas com a obesidade ou sobrepeso até 2035, refletindo um aumento de mais de 50% comparado com 2.6 milhões em 2020. No Brasil, 41% dos adultos brasileiros serão obesos (IMC≥30Kg/m2) até 2035, com crescimento anual de 2.8% e de 4.4% para obesidade infantil, dados extremamente preocupantes (LOBSTEIN; BRINSDEN; NEVEUX, 2022). O relatório Vigitel de 2021 (Ministério da Saúde, 2021) verificou que a população brasileira com sobrepeso 19 era de 57,2% e obesa era 22,4%. A obesidade é caracterizada pelo acúmulo excessivo de gordura corporal e visceral e sua causa é multifatorial, podendo ser devido a genética, a disfunções endócrinas, a maus hábitos alimentares e sedentarismo. Em conjunto, os dois últimos fatores são os que mais têm contribuído com o aumento da obesidade mundial, uma vez que o modo de vida moderno traz um consumo maior de alimentos ultra processados e ricos em açúcares, sódio e gordura, com uma quantidade de calorias acima da necessidade individual diária, aliado com redução da prática de atividade física e a diminuição do consumo de alimentos in natura (KHANDEKAR; COHEN; SPIEGELMAN, 2011). Além do modo de vida moderno, o aumento das taxas de obesidade atuais também é reflexo da pandemia de Covid-19, devido ao lockdown em diversos países, que além de aumentar o sedentarismo provocou doenças mentais, como ansiedade e depressão, aumentando o consumo de alimentos (HUBER et al., 2021; NOUR; ALTINTAŞ, 2023). Durante o período pandêmico foi registrado aumento anual de 0,24kg/m2 no IMC de crianças nos EUA (KNAPP et al., 2022). O Brasil ficou em primeiro no ranking de países que mais ganharam peso em 2021, segundo pesquisa realizada pelo Ipsos Global Advisor, indicando um ganho médio de 6,5 Kg em um ano de pandemia (BAILEY et al., 2021). A obesidade acarreta em ativação do sistema imune, induzindo uma inflamação sistêmica de baixo grau (ESSER et al., 2014). Infiltração de macrófagos e outras células imunes nos tecidos são responsáveis pela secreção de citocinas pró- inflamatórias, que induzem danos nas células beta pancreáticas (COSENTINO; REGAZZI, 20 21; YING et al., 2020). Além de resistência à insulina, os indivíduos obesos têm maior propensão a desenvolver outras doenças, como hipertensão e dislipidemias, e também diversos tipos de cânceres. Estudos demonstram que o sobrepeso e a obesidade são fatores de risco para câncer de cólon, esôfago, pâncreas e, inclusive, próstata (AVGERINOS et al., 2019; BANDINI; GANDAGLIA; BRIGANTI, 2017; CALLE et al., 2003; FREEDLAND; PLATZ, 2007; OLIVAS; PRICE, 2021). Dieta ocidental pode aumentar em 80% o risco de CaP agressivo (AMBROSINI et al., 2008; LISS et al., 2018). Gucalp et al. (2017) demonstram que a inflamação do tecido adiposo periprostático associada a obesidade está correlacionada com CaP de alto grau. Logo, fatores que reduzam a inflamação desse tecido podem alterar o desenvolvimento e/ou a progressão do câncer. Nesse sentido, entender como a obesidade pode aumentar a patogênese do CaP se tornou o foco de muitos pesquisadores. 20 Além de ser a maior fonte de energia corporal, o tecido adiposo também é conhecido por seu papel endócrino (ROMACHO et al., 2014). Diversas proteínas secretadas pelo tecido adiposo, denominadas adipocinas, controlam o metabolismo energético, regulando o controle da ingestão, gasto energético e sensibilidade à insulina (GALIC; OAKHILL; STEINBERG, 2010). Trabalhos veem evidenciando que o excesso de tecido adiposo altera o perfil de adipocinas, hormônios e peptídeos aos quais a próstata é exposta, o que pode afetar a síntese e a disponibilidade dos hormônios sexuais endógenos (KHANDEKAR; COHEN; SPIEGELMAN, 2011; MUPPALA et al., 2017). Além disso, a secreção anormal de adipocinas na obesidade também pode desempenhar papel no desenvolvimento da carcinogênese, tal como a adiponectina (FONTANA et al., 2009; KARNATI et al., 2017; KELESIDIS; KELESIDIS; MANTZOROS, 2006). 1.4. Adiponectina: receptores e vias de sinalização A adiponectina é um hormônio que foi identificado primeiramente no tecido adiposo de humanos e murinos. Porém, estudos demonstram sua presença e síntese por outros tecidos e células, incluindo osteoblastos, miócitos, hepatócitos, tecido placentário e células epiteliais (OKAMOTO et al., 2006). Codificada pelo gene APM1, localizado no braço longo do cromossomo 3 dentro da região 3q27 que está intimamente associado com o lócus de características quantitativas para Diabetes Mellitus tipo 2 e síndrome metabólica, desde sua descoberta, esta proteína tem sido foco de estudos devido seus efeitos benéficos sobre a sensibilidade à insulina e inflamação sistêmica (KATSIKI; MANTZOROS; MIKHAILIDIS, 2017; WANG et al., 2016). Secretada principalmente pelo tecido adiposo, essa adipocina existe na forma de subunidades monoméricas de 30kD, possuindo sua estrutura semelhante a proteínas da família C1q e da família de TNF, com um domínio colágeno N-terminal e um domínio globular (Fig. 2) (LUO; LIU, 2016; WANG; SCHERER, 2016). Através da união de monômeros, a adiponectina existe nas células e no plasma sanguíneo em três formas principais (Fig. 2): a de baixo peso molecular (LMW – Low Molecular Weight), em forma de trímero; a de médio peso molecular (MMW – Medium Molecular Weight), em forma de hexâmero; e a de alto peso molecular (HMW – High Molecular Weight) (LUO; LIU, 2016; TILG; MOSCHEN, 2006). 21 Como uma combinação de diferentes formas oligoméricas, a adiponectina circula abundantemente no plasma, sendo muitas vezes referida como adiponectina de comprimento total (fAd). Uma forma adicional menor, a adiponectina globular (gAd), que contém apenas o domínio C-terminal, é produzida através da clivagem de fAd por uma elastase derivada de neutrófilo ou monócito ativado (WAKI et al., 2005). Seus efeitos são mediados principalmente por dois receptores, denominados AdipoR1 e AdipoR2, com sete domínios transmembranares (GHADGE; KHAIRE; KUVALEKAR, 2018). São predominantemente expressos no músculo esquelético e no fígado, respectivamente, sendo ambos também expressos no tecido adiposo e em outros tecidos (KADOWAKI; YAMAUCHI, 2005; YAMAUCHI et al., 2014). Segundo Yamauchi et al., 2003, AdipoR1 possui alta afinidade para a forma gAd e baixa para fAd, enquanto AdipoR2 apresenta afinidades intermediárias para ambas formas. A ativação de AdipoR1 e R2 acarreta em vias de sinalizações diferentes. AdipoR1 está mais associado com as vias de AMPK, que inibe a lipogênese e a gliconeogênese, além de promover a captação de glicose, enquanto que a ativação de AdipoR2 envolve a regulação do ligante PPAR para elevar a β-oxidação dos ácidos graxos, porém ambos atuam melhorando a sensibilidade à insulina (GHADGE; KHAIRE; KUVALEKAR, 2018). A adiponectina é amplamente estudada devido sua ação antidiabética, antiinflamatória e cardioprotetora (CAO et al., 2014; OKADA-IWABU et al., 2013; OUCHI; WALSH, 2007). Nas células hepáticas, está envolvida com a redução da gliconeogênese, aumento da síntese de glicogênio e do consumo de glicose, enquanto que, no músculo tem sido correlacionada com a Figura 2. Estrutura da adiponectina e suas diferentes formas oligoméricas. Retirado de Ghadge et al., 2018. 22 oxidação de ácidos graxos, produção de lactato e captação de glicose (LIU; SWEENEY, 2014). Atua interferindo na função dos macrófagos por inibir a fagocitose e a produção de IL-6 e TNF, reduz a formação dos linfócitos B, diminui a resposta dos linfócitos T e induz a produção de citocinas antiinflamatórias, tanto por macrófagos e células dendríticas, tais como IL-10 e IL- 1RA (LAGO et al., 2007). No coração, trabalhos mostram que a adiponectina exerce efeitos antiaterogênicos, por reduzir a expressão de moléculas de adesão, a formação de foam cell e proliferação das células musculares lisas, e por aumentar o colesterol HDL, reduzindo assim o risco de aterosclerose (PETTO et al., 2015; VILLARREAL-MOLINA; ANTUNA-PUENTE, 2012). No geral, os receptores de superfície celular ativam AMPK (proteína quinase ativada por AMP), p38, MAPK e PPARα e γ, e assim, regulam a sensibilidade à insulina nos principais tecidos, melhorando a síndrome metabólica e a diabetes (AMIN et al., 2010; CHENG et al., 2014; FIASCHI et al., 2014; LIU; SWEENEY, 2014). Porém, a adiponectina também está envolvida na ativação de várias outras vias de sinalização, como JNK, NF-kB, STAT3 e ceramidase. A ativação dessas vias de sinalização ocorre pelo auxílio da proteína adaptadora, APPL1/2, que interage diretamente com os receptores para transduzir as moléculas.. Essa proteína está envolvida na regulação de vias da proliferação celular, apoptose, tráfego endossomal e remodelação da cromatina (LIU et al., 2017). Apesar dos efeitos metabólicos serem mais estudados e elucidados, recentemente foi descoberto que a adiponectina exerce outros tipos de efeitos não metabólicos relacionados ao CaP. 1.5. Adiponectina: obesidade e câncer de próstata É amplamente documentado na literatura que a obesidade induz hipoadiponectinemia (CHENG et al., 2014; KUO; HALPERN, 2011; LAGO et al., 2007; SADA et al., 2006; SOWERS, 2008), visto que enquanto pacientes normais apresentam cerca de 8.9 mg/ml, o que representa aproximadamente 5% das proteínas totais no sangue, os pacientes obesos possuem 3.7 mg/ml, em média (ARITA et al., 1999). O mecanismo de redução desses níveis plasmáticos na obesidade ainda não é totalmente claro e algumas hipóteses têm sido propostas. Uma destas hipóteses é que essa adipocina, após ser sintetizada e secretada, pode permanecer ou retornar ao interstício do tecido adiposo, não permanecendo na corrente sanguínea (NAKATSUJI et al., 2014). Outra hipótese é o aumento do estresse oxidativo (FURUKAWA et al., 2017) e do estresse de retículo mediado pela hipóxia também no tecido adiposo (HOSOGAI et al., 2007), 23 decorrentes da obesidade, contribuem para a desregulação da produção de adiponectina pelos adipócitos. E uma outra hipótese foi sugerida por estudos em co-cultura de adipócitos de gordura visceral (de animal obeso) com adipócitos subcutâneos (de animal saudável). Nesta condição, os adipócitos viscerais inibiram a secreção de adiponectina pelos adipócitos subcutâneos, sugerindo então que alguns inibidores dos fatores para a síntese ou secreção dessa adipocina são secretados pelo tecido adiposo visceral (HALLEUX et al., 2001). Posteriormente, o fator de necrose tumoral alfa (TNF-α), que foi relatado como um forte inibidor da atividade do promotor de adiponectina (MAEDA et al., 2001). Um outro processo biológico envolvido com a via da adiponectina tem sido descrito como resistência à adiponectina em condições de obesidade. Neste caso, além dos níveis reduzidos de adiponectina, autores também sugerem que os tecidos periféricos, principalmente os músculos cardíaco e esquelético, se tornam resistentes à ação da adiponectina rapidamente após alimentação com dieta hiperlipídica insaturada (MULLEN et al., 2007, 2009). O desenvolvimento dessa resistência também não está totalmente esclarecido. Sabe-se que um dos mecanismos é a redução da expressão gênica dos receptores AdipoR1 e R2 e/ou de APPL1/2, e menor fosforilação da AMPK (BEYLOT; PINTEUR; PERONI, 2006; ELGIN, 2017) comprometem a eficiência e atividade da adiponectina. Em uma revisão bibliográfica, Izadi, Farabad e Azadbakht (2012) trazem um levantamento de estudos que mostram uma relação inversa entre o nível de adiponectina e o risco de câncer de mama, assim como para o câncer pancreático em homens. Baixos níveis de adiponectina também está associado com alto risco de desenvolver câncer esofágico, assim como hiperplasia benigna e CaP, que nesse caso também está associado negativamente com o grau histológico e o estágio da doença (GOKTAS et al., 2005; IZADI; FARABAD; AZADBAKHT, 2012; LI et al., 2010; MICHALAKIS et al., 2007). De acordo com isso, os níveis dos receptores de adiponectina também são menos expressos em tecidos de CaP humano e em linhagens celulares (LNCaP e PC3), sendo regulados diferentemente por testosterona, DHT, estradiol, TNF-α, leptina e adiponectina (MISTRY et al., 2006). Por atuar inibindo a transição epitélio-mesênquima, a adiponectina endógena é um potencial supressor tumoral, porém, no cancer de próstata, seu gene é silenciado através de metilações no promotor (TAN et al., 2015). Porém, Tang e Lu (2009) demonstraram que em baixos níveis (0,01 a 1ug/ml) a adiponectina exógena favorece a metástase por regular as integrinas α5β1 através de AdipoR1, ativando as vias de p38, AMPK, IKKα/β e NF-kB e, assim, aumenta in vitro a migração de células tumorais de próstata humana (PC3, DU148 e LNCaP). 24 Uma recente metanálise não encontrou uma correlação entre os níveis de adiponectina e risco de incidência ou agressividade do CaP (BURTON et al., 2021). Porém, Angel et al.,2020, em sua metanálise indicou correlação inversa e CaP, assim como observado nos outros trabalhos. Desta forma, mais estudos clínicos são necessários para melhor compreensão da relação adiponectina e risco de CaP. Em concentrações fisiológicas, a adiponectina apresenta efeito antitumoral, resultando em uma inibição tempo-dependente da proliferação de células PC3 (GAO; ZHENG, 2014). Segundo Mistry et al. (2008), essa inibição, tanto pela adiponectina como pela leptina, ocorre pela regulação de p53 e bcl-2. Segundo Bub, Miyazaki e Iwamoto (2006), o crescimento e proliferação das células tumorais de próstata (DU145 e PC3) é inibido de forma mais eficiente por fAg do que gAd e, de modo curioso, a forma de alto peso molecular é a responsável por esses efeitos após o tratamento com leptina, IGF-1 e DHT. Além disso, a adiponectina também exerce efeito antioxidativo de modo dose- dependente em células tumorais de próstata humana, mediado pela indução de mecanismos enzimáticos antioxidantes, como MnSOD e catalase (LU et al., 2012). Adiponectina desempenha também papel importante na inibição da metástase, uma vez que Gao et al. (2015) demonstraram que a super expressão dificulta a revascularização através da inibição do fator pró-angiogênico VEGF-A, efeito mediado pela inibição de mTOr através da via de AMPK e TSC2. Ainda nesse sentido, o crescimento e a migração de células tumorais prostáticas é favorecido pela ação do miRNA 323, que promove a revascularização mediada por VEGF-A através da inativação da tradução do RNAm de AdipoR1 (GAO; YAO; ZHENG, 2015). Desta forma, devido à sua importância no desenvolvimento e progressão em vários tipos de tumores, a adiponectina tem sido apontada como promissor alvo terapêutico. No entanto, a manipulação para produção em massa é complicada, em parte devido ao curto tempo meia- vida, ao requisito de modificações pós-transcricionais e por circular em altos níveis no plasma. Portanto, estratégias terapêuticas que visem a regulação positiva das vias de sinalização ou que aumentem os níveis endógenos de adiponectina são interessantes e veem sendo o alvo de muitas pesquisas. Katira e Tan (2016) mostram, em sua revisão de literatura, estudos com efeitos antitumorais utilizando agonistas, como ADP355 e AdipoRon, e ligantes de PPARγ para aumentar os efeitos endógenos da adiponectina. 25 1.6. AdipoRon: agonista do receptor de adiponectina O AdipoRon foi identificado como o primeiro agonista oralmente ativo do receptor de adiponectina por ativar AMPK e se ligar em ambos receptores, AdipoR1 e R2, em células C2C12. Sua descoberta em 2013 foi resultado de uma triagem na biblioteca de compostos químicos no Open Innovation Center for Drug Discovery (Universidade de Tóquio), após análise de mais de nove mil compostos com semelhanças em sequências ativadoras de AMPK e ligantes para os receptores acoplados à proteína G (OKADA-IWABU et al., 2013). Sua estrutura consiste em três grupos diferentes: 1-benzil acoplado a uma amina cíclica no C4, um grupo carbonila e um anel aromático terminal (NIGRO et al., 2021; OKADA- IWABU et al., 2013). O sítio de ligação do AdipoRon aos receptores ainda é desconhecido, porém alta dependência para os AdipoRs foi identificada na época da sua descoberta comparado com outros compostos (OKADA-IWABU et al., 2013). Semelhante a adiponectina, AdipoRon também exibe propriedades antidiabéticas, além de melhorar outras doenças, como estresse pós-traumático, ansiedade e esclerose (SUN et al., 2019; YAMASHITA et al., 2018; ZHANG et al., 2017). Outros trabalhos têm identificado efeitos antitumorais para o câncer pancreático, câncer de ovário e osteosarcoma (MANLEY et al., 2022; MESSAGGIO et al., 2017; RAMZAN et al., 2019; SAPIO et al., 2020). Além disso, Malih and Najafi (2015) propuseram que o AdipoRon também inibe o crescimento tumoral em câncer colorretal (CCR), porém estudos experimentais ainda precisam ser realizados. Akimoto et al. (2018) verificou que AdipoRon é capaz de aumentar a apoptose in vitro, inibindo a proliferação de células tumorais pancreáticas. In vivo, o tratamento dessa agonista em camundongos nude foi eficiente em inibir o crescimento ortotópico do câncer pancreático. Entretanto, ainda não existem trabalhos utilizando AdipoRon como uma estratégia terapêutica para o CaP 85 7 CONCLUSÃO GERAL Nossos dados parciais concluem que a adiponectina é importante na regulação do epitélio prostático ao longo do envelhecimento e sua ausência pode aumentar os riscos de doenças prostáticas. Na obesidade, a adiponectina é importante para a manutenção dos níveis de proliferação e inflamação no tecido prostático. O AdipoRon apresenta potente efeito antitumoral tanto em linhagens celulares como em organoides derivados de pacientes, pela ativação principalmente de PPARα e inibição do metabolismo energético via mitocondrial, representando também uma promissora terapia para o câncer de próstata. Considerando todas as limitações, nossos dados in vivo indicam que o AdipoRon não é eficiente em conter o avanço tumoral. 86 REFERÊNCIAS AARON, L. 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