Avaliação da atividade antitumoral de células natural killer em glioblastoma : estudo pré-clínico in vitro

Abstract

Os gliomas representam 80% dos tumores cerebrais primários malignos do sistema nervoso central e são classificados em quatro graus, que refletem a crescente malignidade dessas neoplasias. Dentre eles, o glioblastoma (GBM) é identificado como um glioma grau IV, sendo o tumor primário maligno mais agressivo e prevalente do sistema nervoso central em adultos. Sua alta agressividade é caracterizada pela natureza altamente infiltrativa, intensa proliferação celular, necrose e angiogênese, além de uma baixa sobrevida média, que varia de 12 a 18 meses após o diagnóstico. O tratamento padrão inclui a máxima ressecção cirúrgica para redução tumoral, seguida por radioterapia combinada com quimioterapia à base de temozolomida (TMZ), um agente alquilante de DNA. Entretanto, a eficácia dessas abordagens terapêuticas é limitada pela resistência adquirida pelo tumor à TMZ, o que leva a uma alta taxa de recorrência e torna os tratamentos majoritariamente paliativos. Diante disso, há uma necessidade urgente de explorar novos alvos biológicos e desenvolver estratégias terapêuticas inovadoras. As células Natural Killer (NK) apresentam capacidade citotóxica intrínseca contra células tumorais e virais, independentemente de exposição prévia ao alvo e têm sido amplamente estudadas. Nesse contexto, o presente estudo teve como objetivo avaliar a atividade antitumoral de células NK humanas primárias, expandidas ex vivo, contra a linhagem celular U87MG (U87) de GBM em modelos in vitro 2D e 3D. Foram realizados cultivos com NK em diferentes proporções em cultivo bi e tridimensional. Após o cocultivo foram avaliados parâmetros de viabilidade e proliferação celular além da avaliação do comportamento migratório. As células U87 tratadas com células NK apresentaram uma redução significativa na proliferação celular nos modelos 2D e 3D. Além disso, foi observada uma diminuição expressiva na velocidade, capacidade de migração e na direcionalidade das células tumorais, acompanhada por uma ação citotóxica efetiva das células NK. Adicionalmente, constatou-se que a administração de doses intervaladas de células NK foi eficaz na manutenção da inibição da proliferação celular por períodos prolongados. Em conclusão, os resultados reforçam o potencial terapêutico das células NK como uma abordagem promissora para o tratamento do glioblastoma.

Gliomas account for 80% of primary malignant brain tumors of the central nervous system and are classified into four grades, reflecting the increasing malignancy of these neoplasms. Among them, glioblastoma (GBM) is identified as a grade IV glioma and is the most aggressive and prevalent primary malignant tumor of the central nervous system in adults. Its high aggressiveness is characterized by a highly infiltrative nature, intense cellular proliferation, necrosis, and angiogenesis, as well as a low median survival rate, ranging from 12 to 18 months after diagnosis. The standard treatment includes maximum surgical resection to reduce tumor burden, followed by radiotherapy combined with temozolomide (TMZ)-based chemotherapy, a DNA-alkylating agent. However, the effectiveness of these therapeutic approaches is limited by the tumor’s acquired resistance to TMZ, leading to a high recurrence rate and rendering treatments largely palliative. Given this, there is an urgent need to explore new biological targets and develop innovative therapeutic strategies. Natural Killer (NK) cells exhibit intrinsic cytotoxic capability against tumor and virus-infected cells, independent of prior target exposure, and have been extensively studied. In this context, the present study aimed to evaluate the antitumor activity of primary human NK cells, expanded ex vivo, against the U87MG (U87) glioblastoma cell line in in vitro 2D and 3D models. NK cell co-cultures were performed at different ratios in both two-dimensional and three-dimensional cultures. After co-culture, parameters such as cell viability, proliferation, and migratory behavior were assessed. U87 cells treated with NK cells showed a significant reduction in cellular proliferation in both 2D and 3D models. Additionally, a marked decrease in tumor cell speed, migratory capacity, and directionality was observed, accompanied by effective NK cell-mediated cytotoxic activity. Furthermore, the administration of intervallic NK cell doses proved effective in sustaining the inhibition of cell proliferation over prolonged periods. In conclusion, the results reinforce the therapeutic potential of NK cells as a promising approach for glioblastoma treatment.