O melanoma maligno é um tipo de câncer com grande risco de produzir metástases e com altas taxas de mortalidade resultantes de diagnósticos tardios e falta de tratamentos eficazes. Ao longo dos últimos anos, a terapia gênica voltada para o câncer e o desenvolvimento de métodos capazes de visualizar processos moleculares e celulares ao longo da terapia, tem recebido especial atenção. Diante deste quadro, nossos objetivos foram utilizar o sistema de Tomografia por Emissão de Pósitrons (PET) para diagnosticar precocemente tumores e investigar a eficácia terapêutica de uma nova imunoterapia em um modelo animal de melanoma metastático. Visando atingir esses objetivos, padronizou-se a síntese e realizou-se o controle de qualidade do 9- [4-18F-fluoro-3-hidroximetil-butil) guanina, [18F] FHBG, considerado o padrão-ouro em estudos clínicos, para acompanhamento de terapia gênica por PET. Métodos: Sintetizou-se o [18F] FHBG, por substituição nucleofílica tipo 2 do precursor tosilato com [18F-] fluoreto de potássio /Kryptofix 2.2.2, seguido de desproteção com HCl 1 M e purificação por HPLC. A identidade química, pureza radioquímica e atividade específica do [18F] FHBG foram determinadas por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE). Introduziu-se o gene de timidina quinase (TK) com o vetor retroviral pCL-TK nas linhagens B16F10 (melanoma murino) e LLC (carcinoma de pulmão murino). Os estudos de captação in vitro dos radiotraçadores [18F] FHBG e [18F] FDG foram realizados nas linhagens celulares tumorais murinas transduzidas ou não com a proteína TK. Para os estudos in vivo, camundongos C57BL6 previamente inoculados intravenosamente com células de melanoma expressando a enzima TK, foram imageados subsequentemente utilizando os radiotraçadores [18F] FDG e [18F] FHBG. A eficácia da imunoterapia foi testada em modelo profilático e terapêutico animal de melanoma metastático. Resultados: O tempo de síntese total do [18F] FHBG variou entre 80-150 minutos. O rendimento radioquímico variou entre 1-4%, (n = 19) decaimento corrigido. A pureza radioquímica foi superior a 99% e a atividade específica variou entre 0,14GBq/μmoL-0,21GBq/μmoL. Com a introdução do gene timidina quinase (TK), obtiveram-se as linhagens repórter B16F10-TK e LLC-TK, para os estudos in vitro. As células B16F10 e LLC, expressando GFP foram utilizadas como linhagens controles. Estudos in vitro com o [18F] FHBG revelaram uma captação cerca de 4 vezes maior em células que expressam TK (B16-TK e LLC-TK) em comparação com as células controle GFP. O [18F] FDG apenas captou cerca de duas vezes mais em células TK do que em células que expressam GFP. A detecção de tumores em modelo animal de metástase pulmonar com o [18F] FDG ocorreu a partir de 15 dias do estabelecimento das lesões. No entanto, nos estudos in vivo com [18F] FHBG, houve captação apenas na região intestinal, durante as três semanas em que os animais foram acompanhados. A imunoterapia com células tratadas pela combinação de p19Arf e IFNβ, em camundongos C57BL6 com metástase pulmonar, conferiu redução do tamanho dos focos metastáticos aos animais tratados. Conclusões: Neste trabalho padronizou-se a síntese manual do [18F] FHBG, o qual foi avaliado em estudos in vitro e in vivo. Os estudos in vitro confirmaram a especificidade do [18F] FHBG no monitoramento da expressão de HSV1-tk em linhagens celulares. No entanto, o [18F] FHBG não se acumulou nas lesões metastáticas in vivo e estudos posteriores serão necessários para uma melhor caracterização utilizando o [18F] FHBG. O resultado do tratamento combinado de p19Arf e IFNβ foi promissor para o tratamento de lesões metastáticas. / Malignant melanoma is a type of cancer with a great risk of producing metastases and with high mortality rates resulting from late diagnosis and lack of effective treatments. Over the past few years, directed gene therapy for cancer and the development of methods to visualize molecular and cellular processes throughout therapy, have received special attention. In this context, our aim was to use the Positron Emission Tomography (PET) system, as a tool, for early detection of tumors and investigate the therapeutic efficacy of a new immunotherapy in an animal model of metastatic melanoma. To achieving these goals, the synthesis of [18F] FHBG, the gold standard in clinical studies for monitoring gene therapy by PET, was standardized and the quality control was performed. We also present the results of in vitro uptake and in vivo evaluation of [18F] FHBG, compared to [18F] FDG, the most commonly used radiopharmaceutical for diagnosis in oncology by PET. The vaccine was derived from transduced B16F10-TK cells with the adenoviral vectors AdRGDPGp19Arf and AdRGDPGIFNβ. Methods: [18F] FHBG was synthesized by type 2 nucleophilic radiofluorination of a tosylate precursor with [18F-] potassium fluoride / Kryptofix 2.2.2, followed by deprotection with 1N HCl and purification by HPLC. The chemical identity, radiochemical purity and specific activity of [18F] FHBG were determined by High Performance Liquid Chromatography (HPLC). The thymidine kinase (TK) gene was introduced with the pCL-TK retroviral vector into the B16F10 (murine melanoma) and LLC (murine lung carcinoma) lines. In vitro uptake studies of [18F] FHBG and [18F] FDG were performed on cell lines transduced or not with TK protein. For in vivo studies, C57BL6 mice, previously injected with HSV1tk expressing tumors, were subsequently imaged using the [18F] FDG and [18F] FHBG radiotracers. The efficacy of immunotherapy was tested in a prophylactic and therapeutic animal model of metastatic melanoma. Results: The total synthesis time of [18F] FHBG ranged from 80-150 min. The radiochemical yield ranged from 1-4%, (n = 19) corrected decay. Radiochemical purity was greater than 99% and the specific activity ranged from 0.14GBq / μmoL- 0.21GBq / μmoL. With the introduction of the thymidine kinase (TK) gene, the B16F10-TK and LLC-TK reporter lines were obtained for in vitro studies, B16F10 cells and LLC, expressing GFP, were used as controls. In vitro studies with [18F] FHBG revealed about 4-fold uptake in TK-expressing cells (B16-TK and LLC-TK) compared to GFP control cells. [18F] FDG binds only about twice as much in TK cells as in cells expressing GFP. The detection of tumors in an animal model of pulmonary metastasis with [18F] FDG occurred 15 days after lesion establishment. However, the in vivo studies with [18F] FHBG, the uptake was only found in the intestinal region, over the 3 weeks in which the mice were followed. Immunotherapy with cells treated by the combination of p19Arf and IFNβ, in C57BL6 mice with pulmonary metastasis, reduced the size of the metastatic foci in treated animals. Conclusions: In this study we demonstrate the standardization of [18F] FHBG synthesis and its use in in vitro and in vivo. The in vitro studies have confirmed the specificity of [18F] FHBG to monitor HSV1-tk expression in cell lines. However, [18F] FHBG did not accumulate in the metastatic lesions in vivo and further studies will be required for a better characterization using [18F] FHBG. The outcome of the combined treatment of p19Arf and IFNβ was promising for the treatment of metastatic lesions.

Dissialogangliosídios, como GD3 e derivados são marcadores da progressão de melanomas. Para avaliar as possíveis funções desta molécula, transfectamos células de melanócitos com o gene da enzima ST8Sia I, que converte GM3 em GD3. Mostramos que GD3 não interfere na capacidade proliferativa dessas células, porém a expressão de GD3 mostrou-se associada à sobrevivência celular. Melanomas adquirem autonomia quanto às vias dependentes do fator de crescimento de fibroblastos (FGF-1 e -2). A expressão de GD3 não interfere na resposta proliferativa a estes fatores, porém GD3 e outros glicoesfingolipídios de membrana modulam a resposta migratória induzida por FGF-2. A expressão de GD3 sensibiliza as células à morte celular induzida por diferentes quimioterápicos, como cisplatina e vimblastina; porém, torna as células resistentes ao tratamento com temozolamida. A sensibilização ao tratamento com vimblastina, mas não às outras drogas, depende da presença de GD3, como observado por ensaios de depleção metabólica / Disialoganglioside GD3 and its derivatives are melanoma progression markers. To evaluate the possible roles of these molecules along melanoma progression, we have transfected the GD3 synthase gene (ST8Sia I) in a melanocyte cell line. Accumulation of GD3 did not confer any proliferative advantage to melanocytes. However, GD3 expression was associated with cell survival. The autonomic growth of melanomas is in part related to a constitutive activation of fibroblast growth factor dependent pathways. GD3 expression did not alter the proliferative response to either FGF-1 or FGF-2. However, GD3 and other membrane glycospingolipids modulate the motogenic activity of FGF-2. GD3 expression sensitizes melanocytes to chemotherapeutic agent-induced cell death, as cisplatin and vimblastin. On the other hand, GD3 turned melanocytes more resistant to temozolomide. Chemosensitization to vimblastin, but not to the other drugs, was dependent on the presence of GD3 within the cells, as shown by metabolic depletion of glycosphingolipids

de tumorigênese em melanomas, ainda não há tratamento eficaz para melanomas metastáticos. Esta ineficácia terapêutica pode estar relacionada com a adaptação e seleção de células de melanoma à indução de estresse de RE. Ultrapassar os níveis sustentados de estresse de RE, interferindo nas vias de adaptação a este estresse, foi o alvo deste estudo na tentativa de propor uma nova estratégia terapêutica para sensibilizar células de melanoma a morte induzida por cisplatina. Mostramos que GADD153, um dos componentes da via de UPR (Unfolded Protein Response) responsável por induzir apoptose em reposta ao estresse de RE, está excluída do núcleo em melanomas primários, metástases ganglionares e viscerais. Este dado sugere que a localização citoplasmática do fator de transcrição GADD153 possa estar envolvida na resposta adaptativa de melanomas ao estresse de RE, uma vez que se sabe que GADD153 se acumula no núcleo em resposta a este estresse. Investigamos se a indução de estresse de RE seria capaz de induzir a translocação de GADD153 para o núcleo e resultar na sensibilização de células de melanoma a morte induzida por cisplatina (CDDP). Realizamos o tratamento de células de melanoma (SbCl2, Mel85, SK-MEL- 29, SK-MEL-28 e SK-MEL-147) com tunicamicina (Tuni), indutor clássico de estresse de RE, previamente ao tratamento com CDDP. Demonstramos que em todas as linhagens exceto em SK-MEL-29, houve um aumento na porcentagem de células hipodiploides (>50%) no tratamento combinado (Tuni>CDDP) comparado ao tratamento com CDDP. As células SK-MEL-147 se mostraram mais sensíveis à indução de estresse de RE e as células SK-MEL-29 mais resistentes. Algumas diferenças entre estas linhagens como a expressão de GRP78 de superfície e presença de oligossacarídeos ?1-6 ligados de superfície podem estar relacionadas com esta resposta diferencial ao estresse de RE. Em todas as linhagens verificamos a acúmulo dos marcadores de UPR, GRP78 e GADD153, após o tratamento com tunicamicina. Além disso, GADD153 foi direcionada para o núcleo em reposta ao tratamento com tunicamicina. O acúmulo de vacúolos acídicos, da proteína autofágica LC3-II e de ROS após o tratamento com Tuni>CDDP, sugerem que tanto a autofagia quanto o estresse oxidativo parecem estar envolvidos na resposta de sensibilização. A inibição de autofagia com cloroquina aumentou a morte induzida por Tuni>CDDP, sugerindo que autofagia desempenha função protetora neste esquema terapêutico. Testamos um segundo agente genotóxico, temozolomida (TMZ), uma droga equivalente à dacarbazina, e a mesma capacidade de sensibilização foi observada pelo prévio tratamento com tunicamicina. A validação deste conceito in vivo foi dificultada pela acentuada toxicidade apresentada por tunicamicina. Avaliamos alguns candidatos a agentes estressores do RE que poderiam apresentar menor toxicidade celular, como swainsonina, atorvastatina, metformina e o composto de cobre [Cu2(apyhist)2(dpam)](ClO4)4. No entanto, não obtivemos resultados promissores com nenhum destes candidatos. Estes resultados mostram que as células tumorais podem ser pré-condicionadas à morte celular se expostas a um prévio estressor de RE, como Tuni, o que leva ao comprometimento da resposta adaptativa a indutores de morte celular como CDDP e TMZ. No entanto, ainda é necessário o estudo de agentes indutores de estresse de RE pouco tóxicos para que esta estratégia terapêutica possa ser utilizada em pacientes com melanoma / Melanoma is among the most aggressive malignancies with increasing worldwide incidence and there is no effective treatment for the metastatic disease. The absence of an effective therapy may be due to adaptation and selection of melanoma cells to endoplasmic reticulum (ER) stress. We showed that GADD153, one of the components of the ER stress-mediated apoptosis pathway, was mostly excluded from the nucleus of primary and metastatic melanoma cells compared to nevus cells. These data suggest that the unexpected GADD153 cellular localization could be involved in melanoma cell adaption to ER stress, since GADD153 accumulates in the nucleus during ER stress. Unfolded protein response (UPR) signaling induced in response to ER stress, is a dual process that induces a protective response to restore ER homeostasis or cell death if ER stress is severe or persistent. We investigated if induction of ER stress was a potential strategy to chemosensitize melanoma cells to a second insult by surpassing the adaptive levels to ER stress. We first treated human melanoma cells (SbCl2, SK-MEL-28, Mel85, SK-MEL-29 and SK-MEL-147) with tunicamycin (Tuni), an ER stress inducer, before cisplatin (CDDP) treatment. CDDP is a low cost chemotherapeutic drug currently used in Brazil as a second line for melanoma treatment, especially in youngsters. All cell lines, except SK-MEL-29, demonstrated an >50% increase in the percentage of hypodiploid cells with Tuni>CDDP treatment when compared to CDDP only. The same results were obtained with temozolomide (TMZ), equivalent drug to the active form of dacarbazine, the first line of cytotoxic treatment of melanomas. UPR markers, GRP78 and nuclear translocation of GADD153 were induced by Tuni. Differences between SK-MEL-29 and SK-MEL-147 as cell surface GRP78 and ?1-6 oligossacharides can be related with the differential ER stress sensitization observed in these cells. One of the cellular mechanisms that are regulated by ER stress is autophagy. Accordingly, we observed an increase in the acidic vesicular organelles and accumulation of LC3II in response to Tuni>CDDP treatment. Autophagy inhibition with chloroquine increased Tuni>CDDP induced-cell death, suggesting that autophagy plays a protective role in this response. Oxidative stress can be involved in this scenario since we demonstrated an accumulation of reactive oxygen species in response to Tuni>CDDP. Tunicamycin was cytotoxic in vivo and we investigated alternatives to this antibiotic as swainsonine, atorvastatin, metformin and [Cu2(apyhist)2(dpam)](ClO4)4 but we did not observed ER stress induction. These results indicate that tumor cells could be preconditioned to cell death if exposed to a first ER stressor, such as Tuni, which would compromise an effective adaptive response to a cell death inducer, as CDDP and TMZ. This combined approach may be a promising strategy for melanoma therapy but further studies are necessary to find noncytotoxic alternatives to tunicamycin

O metaboloma é definido como a coleção qualitativa e quantitativa de todos os metabólitos de baixa massa molecular presentes nas células, os quais participam de reações bioquímicas necessárias para a manutenção, crescimento e fisiologia celular. A avaliação metabolômica permite o delineamento do processo bioquímico de sistemas a fim de ampliar o entendimento de como as patologias se manifestam. A Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) é usada para investigar uma variedade de processos biológicos em diversos sistemas. A magnética aplicada a células e biópsias de tecido intacto de melanoma murino B16F10 contribuiu para a caracterização bioquímica de biomarcadores das diferentes fases de progressão tumoral do melanoma murino B16F10. Os resultados obtidos neste estudo permitiram a identificação de 33 metabólitos possíveis, envolvidos na carga lipídica e no metabolismo secundário da via glicolítica, que favorecem o crescimento e a progressão tumoral. A presença da taurina, prolina, serina, fenilalanina, que aumentaram quantitativamente, são possíveis marcadores da invasão, progressão e metastatização. A análise quantitativa desses metabólitos mostrou diferença significativa em 11 compostos, dos quais 9 estão diretamente envolvidos na expressão das respostas proliferativas, de morte celular e angiogênese, nos diferentes períodos de crescimento do melanoma B16F10, avaliados neste estudo. Desta forma, os achados obtidos neste estudo, quando associados no futuro a outros fatores, poderão ser úteis no diagnóstico e auxiliar na escolha terapêutica alvo com maior especificidade e menores efeitos colaterais. RMN pode ter um importante impacto na monitorização de metabólitos em células e tecidos tumorais, possibilitando a detecção mais precoce de tumores malignos, em suma, através da combinação de métodos de ressonância magnética. / The metabolome is defined as the qualitative and quantitative collection of all low weight molecular metabolites in cells that participate in biochemical reactions necessary for the maintenance, growth and physiology of cell. The metabolomic evaluation allows the design of systems of biochemical process in order to broaden the understanding of how diseases manifest. The Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy (NMR) is used for investigating a variety of biological processes in several systems. The magnetics applied to cell and tissue biopsies intact murine melanoma B16F10 contributed to the biochemical characterization of biomarkers of different stages of tumor progression of murine melanoma B16F10. The results obtained in this study allowed the identification of 33 potential metabolites involved in lipid content in the secondary metabolism of the glycolytic pathway, which promote growth and tumor progression. The presence of taurine, proline, serine, phenylalanine, which quantitatively increased, is possibly markers of invasion and metastasis progression. Quantitative analysis of these metabolites showed a significant difference in 11 compounds, of which 9 are directly involved in the expression of proliferative responses, cell death and angiogenesis in different periods of growth of B16F10 melanoma, evaluated in this study. Thus, the findings from this study, when associated in the future with other factors, may be useful in the diagnosis and may assist in choosing therapeutic target with greater specificity and fewer side effects. NMR may have a significant impact on monitoring metabolites in tumor cells and tissues, allowing for earlier detection of malignant tumors; in short, by combining MRI methods.

A patogênese e o estadiamento do melanoma são clinicamente bem caracterizados, entretanto, muitas variações são observadas no que diz respeito à progressão e respostas terapêuticas. Mecanismos intrínsecos das células de melanoma contribuem para esse fenômeno, como a plasticidade fenotípica e a expressão de determinadas moléculas, como a galectina-3. Galectina-3 tem papel fundamental para o crescimento do tumor, metástase e montagem de uma rede vascular funcional. Dessa forma, o melanoma possui mecanismos alternativos de vascularização, onde células endoteliais e células tumorais formam a superfície luminal dos vasos e são expostas às forças fluídicas do sangue, o shear stress. Nós hipotetizamos que o shear promove a adaptação celular e células de melanoma se comunicam com (1) outras células tumorais para sustentar a progressão do tumor, ou (2) com células endoteliais para garantir a manutenção vascular. Para isso, comparamos dois modelos de geração do shear denominados pela agitação de placas concêntricas e rotação de um cone sobre placa, que é o modelo padrão dos estudos em células endoteliais. O modelo de placas concêntricas gerou resultados mais robustos, pois garantiu a viabilidade e a adesão celular em até 24h. Também investigamos o potencial angiogênico das células de melanoma após monitorar a ativação de células endoteliais em contato com o meio condicionado (MC) do shear. O shear aumentou significativamente a secreção de Angiopoietina-2, IL-8 e PLGF num contexto independente de galectina-3. Além disso, o shear diminuiu a taxa de crescimento das células que expressam galectina-3, o que não foi observado no tratamento com o MC. Já a capacidade de sobreviver em longo prazo foi maior quando as células tumorais são expostas ao MC derivado do shear, sem influência da expressão de galectina-3. Em relação ao efeito do MC liberado após shear para o remodelamento vascular, nós não observamos alteração na proliferação das células endoteliais. Entretanto, o MC do shear parece acelerar a formação de túbulos e favorecer a desorganização das fibras de actina, além de diminuir a fosforilação de ERK nas células endoteliais. Juntos, esses resultados mostram que o shear induz a secreção de moléculas pró-angiogênicas e pró-inflamatórias que promovem a sobrevivência e proliferação a longo prazo das células tumorais naive. Nas células endoteliais, o MC derivado do shear altera a sinalização de ERK e o rearranjo do citoesqueleto / Melanoma pathogenesis and staging are clinically well characterized, although a large variation is observed in progression and therapeutic responses. Intrinsic mechanisms of melanoma cells contribute to this phenomenon, such as phenotypic plasticity and the expression of certain molecules as galectin-3. Galectin-3 plays a prominent role in tumor growth, metastasis, and to build a functional vascular network. In this way, melanoma has alternative mechanisms of vascularization, in which both endothelial cells and tumor cells form the luminal surface of vessels and are in contact with flowing blood. Here, we postulated that shear stress promotes cell adaptation and melanoma cells communicate with (1) other tumor cells in order to support tumor progression; or (2) with endothelial cells to ensure vascular maintenance. We compared two methods for generating shear stress, namely revolution of concentric plates and stirring of a suspended cone on a plate, which is the gold standard method for studies on endothelial cells. The concentric plates model yielded more reliable results, since it ensured the greater viability and adhesion of cells up to 24h, as compared to the cone and plate system. We then investigated the angiogenic potential of melanoma cells by monitoring the activation of endothelial cells upon exposure to the conditioned medium (CM) from cells exposed to shear stress. Shear stress significantly increased the secretion of Angiopoietin-2, IL-8 and PLGF, in a galectin-3 independent manner. Also, shear stress decreased the growth rate of galectin-3 positive melanoma cells, but not when galectin-3 was down regulated. No such effect was observed with the shear-derived CM. Instead, we did observed long-term melanoma survival under low density upon treatment with the shear-derived CM. In this scenario, the expression of galectin-3 did not change the results. Regarding the effect of shear-derived CM to vascular remodeling, endothelial cells did not show any change in cell proliferation. However, the CM of melanoma cells upon shear accelerated the endothelial cell tube formation and disorganized the actin stress fibers. CM also decreased the phosphorylation of ERK. Taken together, these data indicate that the production of proangiogenic and proinflammatory molecules by melanoma cells under shear enables long-term survival and proliferation of naïve melanoma cells. To endothelial cells, shear-derived CM led to changes in ERK signaling and cytoskeletal rearrangement

O melanoma cutâneo é a neoplasia de pele de maior mortalidade e grande imprevisibilidade na sua evolução. Na doença disseminada, as opções terapêuticas são pouco eficazes. A pesquisa de novos marcadores tumorais permite a melhor compreensão da patogênese do melanoma e possibilita a descoberta de alvos moleculares. A proteína Dermicidina (DCD) foi identificada entre os 9 genes de uma assinatura gênica de predição de diagnóstico clínico do melanoma humano, porém vários autores divergem sobre o papel desta na doença e os mecanismos moleculares pelos quais a DCD atua nos tumores permanecem incertos. O presente estudo teve como objetivo investigar o papel da DCD na tumorigênese do melanoma maligno e correlacionar sua expressão com dados clínicos, demográficos e patológicos dos pacientes. Através da técnica de imuno-histoquímica em lâminas de TMAs (tissue-microarray), o padrão de expressão de DCD foi analisado em tecido tumoral de duas coortes de pacientes, a primeira com 53 casos tratados no Hospital A.C. Camargo, predominantemente caucasianos, e a segunda com 48 casos, todos asiáticos, obtidos comercialmente da empresa IMGENEX. A análise in situ da Dermicidina mostrou que a proteína está expressa de forma heterogênea nas células tumorais, e pode ocorrer tanto em tumores amelanocíticos como melanocíticos. Em melanomas primários, a expressão de DCD foi mais frequente em tumores localizados nas regiões do tronco e membros superiores, já nas metástases, a proteína foi detectada predominantemente em células em transito nos linfonodos (69,23% dos casos). Analisando os resultados dos 101 pacientes das duas coortes em conjunto, pelo método de Kaplan-Meier, foi confirmado que nos indivíduos com tumores DCD-negativo, a taxa de sobrevida foi de 65,54% em 60 meses, e de 62,86% em 130 meses. Já indivíduos com tumor DCD-positivo tiveram sobrevida de 43,33% em 5 anos, e 28,12% em 130 meses, sendo a diferença significante entre os grupos (p=0,0229). A taxa de óbito dos pacientes com tumor DCD-positivo foi mais elevada, 56%, quando comparada à taxa dos indivíduos com tumor DCDnegativo, 33,33% (p=0,0281). Também foi encontrada uma tendência de tumores expressando DCD se relacionarem a pacientes com idade superior a 50 anos (p=0,1057). Em uma consulta de 4 estudos diferentes que reuniram os dados de sequenciamento de DNA de tumores de 515 pacientes, observamos que o gene DCD, em melanomas, não se encontra predominantemente amplificado, mas sim mutado. A substituição E43K foi a alteração mais frequente, correspondendo a 70% dos casos com mutação no gene. Ao relacionarmos os casos disponíveis de mutação em DCD com os genes BRAF, NRAS, MITF, CDKN2A e ERBB4, encontrou-se uma associação com a mutação BRAF V600E nos casos em que ocorria a mutação DCD E43K. Por ter alta frequência em melanomas (variando entre 45 e 54%), e ser um indicador de pior prognóstico para a neoplasia, a expressão de DCD pode ser considerada um potencial biomarcador / Cutaneous melanoma is the skin neoplasia with the highest mortality rate and great unpredictability in its evolution. In disseminated disease, the treatment options are little effective. The research for new tumor markers allows a better understanding of the pathogenesis of melanoma and enables the discovery of molecular targets. The Dermcidin protein (DCD) was identified among the nine genes of a gene signature predicting clinical diagnosis of human melanoma, although many authors differ on its role in the disease and the molecular mechanisms by which DCD acts in tumors remain unclear. The present study aimed to investigate the role of DCD in the tumorigenesis of malignant melanoma and to correlate its expression with clinical, demographic and pathologic data of patients. Using the technique of immunohistochemistry in TMA slides (tissue microarray), the expression pattern of DCD was analyzed in tumoral tissue of two cohorts of patients, the first with 53 cases treated in hospital AC Camargo, predominantly caucasians, and the second with 48 cases, all Asians, commercially obtained from IMGENEX company. The in situ analysis of Dermcidin showed that the protein is expressed in a heterogeneous manner in tumor cells, and can occur in non-melanocytic as well as in melanocytic tumors. In the primary melanoma, DCD expression was more seen in tumors located in the regions of torso and upper limbs. In the metastases, the protein was found predominantly in cells in transit in the lymph nodes (69.23% of cases). Analyzing the 101 patients of the two cohorts together, by the Kaplan-Meier method, it was confirmed that patients with DCD-negative, the survival rate was 65.54% in 60 months, and 62.86% in 130 months, while the group of patients with DCD-positive tumor had 43.33% in 5 years, and 22.12% in 130 months, knowing that a difference between the groups was significative (p=0.0229). The death rate of patients with DCD-positive tumor was higher, 56%, when compared with the death rate of individuals with DCD-negative tumor, 33.33% (p=0.0281). It was also found a trend of tumors expressing DCD related to patients older than 50 years (p=0.1057). In a search of 4 different studies grouping the DNA sequencing tumor of 515 patients we observed that the DCD gene, in melanoma, is not predominantly amplified, but mutated. The E43K substitution was the most frequent alteration, corresponding to 70% of cases of gene mutation. When comparing the available cases of mutations in DCD with the genes BRAF, NRAS, MITF, CDKN2A, ERBB4, we found an association with the BRAF V600E mutation in cases where occurred the DCD E43K. By having high frequency in melanomas (ranging between 45 and 54%) and being an indicator of poor prognosis for the neoplasia, DCD expression can be considered as a potential biomarker

O melanoma é o tipo de câncer de pele mais letal, apesar de ser o menos incidente. Em virtude de sua alta letalidade e de sua crescente incidência, estudos sobre melanoma são de fundamental importância nos dias de hoje. Assim como células tumorais em geral, células de melanoma apresentam características metabólicas diferenciadas, como, por exemplo, altos níveis de espécies reativas de oxigênio e alta taxa de síntese proteica. Essas modificações no metabolismo dispararam vias de resposta a estresse, como a \"Unfolded Protein Response\" (UPR), contudo, essas células se adaptam a esse estresse constante, que não culmina com a morte das mesmas. Além disso, o padrão de glicosilação em células tumorais também é sabidamente alterado, entre outros motivos, pela expressão diferencial de enzimas da via de glicosilação, como a N-acetilglicosaminiltransferase 5 (MGAT5). Relacionando essas duas características de células de melanoma, propusemo-nos a avaliar se a alta expressão de MGAT5A ( e/ou MGAT5B) funcionaria como uma resposta adaptativa de células de melanoma ao estresse de retículo endoplasmático, e seria, portanto, responsável por manter o equilíbrio diferenciado nessas células. Durante o desenvolvimento desse estudo, foi possível comprovar que a indução de estresse de retículo por meio de tratamento com tunicamicina, um inibidor da N-glicosilação e indutor clássico de UPR, sensibilizou as células de melanoma ao posterior tratamento com cisplatina. Contudo, o tratamento com swainsonina, um inibidor do processamento dos N-glicanos que ocorre no complexo de Golgi, não foi capaz nem de disparar \"Unfolded Protein Response\" nem de induzir morte nessas células e, talvez por esse motivo, não apresentou efeito sensibilizador frente à cisplatina. Além disso, foi observado que as linhagens tumorigênicas apresentam maior expressão de MGAT5A em comparação à linhagem não-tumorigênica melan-a. As tentativas de realização de silenciamento de MGAT5A não foram exitosas. Informações relacionando estresse de retículo e N-glicosilação aberrante em células tumorais ainda serão foco de estudo em nosso grupo. Com os resultados apresentados, é possível concluir que o equilíbrio diferencial dos níveis de estresse de retículo em que se encontram as linhagens tumorigênicas do nosso modelo é importante para a sobrevivência das mesmas. Além disso, é de nosso interesse avaliar a dependência de células tumorais das vias ativadas pela superexpressão de MGAT5A, caso ela realmente exista / Melanoma is the most lethal skin cancer, despite being the least prevalent. Due to its lethality and resistance to a variety of known chemotherapeutic drugs, studies on melanoma are paramount. Tumor cells in general, and melanoma cells particularly, commonly present a disturbed metabolic rate, e.g., altered metabolism of reactive oxygen species and increased rates of protein synthesis. Altogether these perturbations trigger the Unfolded Protein Response (UPR); however, tumor cells are adapted to these conditions and are able to survive. Besides, glycosylation of tumor cells is commonly altered, due to differentiated expression rates of N-glycosylation enzymes, like N-acetylglucosaminyltransferase 5 (MGAT5). Considering these information together, we proposed that the sustained overexpression of MGAT5A (and/or MGAT5B) observed in Tm1 and Tm5 melanoma cells is part of an adaptive response to reticulum stress, maintaining an unstable equilibrium in tumor cells. In this work, we observed that the induction of endoplasmic reticulum stress caused by tunicamycin treatment, a N-glycosylation inhibitor and UPR inducer, sensitized melanoma cells to further cisplatin treatment. In contrast, swainsonine treatment, an inhibitor of Golgi N-glycan processing pathway, did not cause cell death nor UPR signaling, and this may be the reason why this treatment did not sensitize cells to cisplatin treatment. MGAT5A silencing was not successful yet. Altogether, the results above show that the unstable equilibrium under which Tm1 and Tm5 tumor cells are seems necessary for their survival. Therefore, it seems that upon malignant transformation, melanoma cells present dependence of MGAT5A expression. Its our interest exploit this melanoma model to understand the concept of oncogenic dependence for MGAT5A expression in the case of melanomas, if it exists

Entre todos os cânceres de pele, o melanoma está entre os menos comuns, mas é responsável pela maior parte das mortes. No caso da doença metastática, não há um tratamento satisfatório capaz de prolongar a vida do paciente. Isso leva à necessidade de novas estratégias e de novos tratamentos que possam reverter a quimiorresistência do tumor. Entre as proteínas que têm seu perfil de expressão modificado no melanoma está a proibitina, cuja expressão aumenta durante a progressão tumoral. Proibitina é uma chaperona mitocondrial pertencente a uma família de proteínas que possuem um resíduo hidrofóbico SPFH, que confere a ela uma capacidade de ancoragem e de organização de espaços em membranas. Além disso, no compartimento nuclear, é um inibidor da família de fatores de transcrição E2F, juntamente com a proteína retinoblastoma (Rb). Em melanomas, proibitina localiza-se no citoplasma, associada à mitocôndria, e no núcleo. No citoplasma, proibitina faz parte da resposta a diversas drogas, como cisplatina, dacarbazina, temozolamida, vimblastina e tunicamicina pode estar relacionado com o aumento de espécies reativas de oxigênio (ROS), já que essas drogas podem de alguma forma induzir ROS intracelular. O aumento de expressão de proibitina, nesse contexto, poderia fazer parte de uma resposta protetora da mitocôndria, o que em última análise protegeria a célula contra a morte celular, já que a inibição de proibitina sensibiliza a célula ao tratamento com cisplatina ou tunicamicina. Além disso, o estresse provocado pela privação de soro fetal bovino em linhagens de melanoma leva ao aumento de expressão de proibitina e é acompanhado pela indução de ROS. No núcleo, proibitina esta colocalizada com MCM5 e MCM7, mas não MCM2. A inibição de proibitina leva ao aumento de expressão de metaloproteinases de matriz extracelular, não só em melanomas, mas também em linhagens de câncer de mama e de câncer de pulmão. Ainda, proibitina parece estar relacionada com o fenômeno da transição epitélio mesênquima, já que a inibição de proibitina leva ao aumento de expressão de marcadores mesenquimais como N-caderina e vimentina e a perda de expressão de marcadores epiteliais, como a E-caderina. Outras funções controladas por E2F1 que proibitina pode estar modulando são a capacidade de E2F1 induzir reparo de DNA devido a lesões causadas por radiação UVB e a indução de senescência. A inibição de proibitina em linhagem de câncer de pulmão protegeu a célula contra o dano genotóxico causado pela radiação UVB, pelo aumento da proteína de reparo de DNA Gadd45a, que é induzida por E2F1. Ainda, a inibição de proibitina diminuiu a quantidade de células senescência induzida por adriamicina em linhagens de melanoma. Ainda, a expressão de proibitina responde a fatores do microambiente tumoral como TGF?, IL4 e LPS juntamente com INF? e, além disso, têm sua expressão diminuída durante a maturação de macrófagos. Esses resultados mostram que proibitina pode atuar protegendo o tumor ou bloqueando vias importantes para seu desenvolvimento, dependendo da sua compartimentalização subcelular / Among all skin cancers, melanoma is the least common, but is responsible for most deaths. In metastatic disease, no satisfactory treatment can prolong the patient\'s life. This leads to the need for new strategies and new treatments that may reverse tumor chemoresistance. Among proteins that have their expression profile altered in melanoma is prohibitin whose expression increases during tumor progression. Prohibitin is a mitochondrial chaperone belonging to a family of proteins which possess a hydrophobic residue SPFH, which gives it a capacity for anchorage and organization in membrane regions. Furthermore, in the nuclear compartment, prohibitin is an inhibitor of the E2F transcription factor family, together with the retinoblastoma protein (Rb). In melanomas, prohibitin is located in the cytoplasm, associated to the mitochondria, and inside the nucleus. In the cytoplasm, prohibitin is part of the response to various drugs such as cisplatin, dacarbazine, temozolomide, vinblastine and tunicamycin and may be associated with increased reactive oxygen species (ROS), since these drugs can somehow induce intracellular ROS. Prohibitin overxpression in this context could be part of a protective response of the mitochondria, which ultimately protect cells against death, as prohibitin inhibition sensitizes cells to cisplatin or tunicamycin treatment. Moreover, the stress caused by deprivation of fetal bovine serum in melanoma cell lines leads to prohibitin overexpression and is accompanied by ROS induction. In the nucleus, prohibitin is colocalized to MCM5 and MCM7, but not to MCM2. Inhibition of prohibitin leads to increased expression of matrix metalloproteinases, not only on melanomas but also on breast cancer and lung cancer cell lines. Further, prohibitin appears to be related to the phenomenon of epithelial mesenchymal transition, since prohibitin inhibition leads to increased expression of mesenchymal markers such as N-cadherin and vimentin and loss of expression of epithelial markers, such as E-cadherin. Other functions controlled by E2F1 that are modulated by prohibitin include be the ability of E2F1 to induce DNA repair against UVB radiation and the induction of cellular senescence. Inhibition of prohibitin in lung cancer cell line protected against genotoxic damage caused by UVB radiation, due to DNA repair protein Gadd45a overexpression, which is induced by E2F1. Also, prohibitin inhibition decreased the amount of cell senescence induced by adriamycin in melanoma cell line. Further, prohibitin expression is triggered by tumor microenvironmental factors such as TGF?, IL4, and LPS together with INF? and, in addition, prohibitin expression decreases during macrophages maturation. These results show that prohibitin may act protecting the tumor or blocking pathways important for its development, depending on its subcellular compartment distribution

Introdução: O melanoma mucoso de cabeça e pescoço (MMCP) é mais agressivo do que o melanoma cutâneo, marcadores prognósticos desta patologia não foram completamente esclarecidos devido a sua raridade. Em recentes estudos, algumas vias moleculares foram descritas na fisiopatologia destes tumores. Entre estas vias, existe a via da MAPK (Mitogen Activated Protein Quinase). Esta via de sinalização está envolvida no controle do crescimento celular, proliferação e migração, com um papel no desenvolvimento e progressão do melanoma. Além disso, a mutação do gene KIT foi identificada em melanomas, indicando a possibilidade de benefícios terapêuticos com o uso dos inibidores de tirosino-quinase. Objetivos: descrever a prevalência e características de mutações ativadoras do gene KIT em 28 pacientes com MMCP tratados no Instituto Nacional do Câncer-INCa; avaliar a relação entre a presença de mutação ativadora do gene KIT e evolução clínica dos pacientes tratados em relação ao estadiamento, sobrevida livre de doença e sobrevida global. Métodos: Estudo retrospectivo de coorte, foram incluídos 28 pacientes com MMCP tratados no INCA, entre 1998 e 2009. Foram analisados: estadiamento, tratamento primário, sobrevida livre de doença (SLD) e sobrevida global (SG). As curvas de sobrevida foram analisados utilizando o método de Kaplan-Meier, com software SPS 11.0. Análise KIT: O DNA foi extraído a partir de tecido incluído e fixado em parafina. O procedimento consiste de múltiplas etapas de desparafinização com xilol. Os restos celulares são precipitados por centrifugação e o DNA, no sobrenadante é utilizado nas reações de PCR (direto ou diluído). A análise mutacional do gene foi realizada utilizando-se a amplificação por PCR seguida pelo sequenciamento genômico. As análises são iniciadas pelo éxon 11, seguidas do éxon 9, 17 e 13. Resultados: Os pacientes eram predominantemente do sexo feminino (57%). A idade de apresentação variou de 27 a 85 anos. A região nasossinusal foi o sítio primário mais frequente (75%). Todos os pacientes foram submetidos a ressecção cirúrgica. Dezessete pacientes receberam radioterapia adjuvante (37%). As recorrências ocorreram em 82% dos pacientes. Presença de mutação de KIT foi encontrada em 7 casos (25%), três no éxon 9, 3 no éxon 11 e 1 no éxon 13. Fatores preditivos de recorrência foram índice mitótico (p = 0,05), invasão vascular (p = 0,043), e a disseminação perineural (p = 0,034). Não houve diferenças significativas na SLD e SG de acordo com a mutação KIT. Conclusão: A presente série incluiu 28 casos tratados. Sete casos (25%) tinham mutações ativadoras KIT. Esta descoberta sugere que existe um grupo de pacientes que poderiam se beneficiar com a terapia-alvo adequado com inibidores de tirosino-quinase / Unlike their cutaneous counterparts, head and neck mucosal malignant melanomas (HNMM) behave much more aggressively and their prognostic markers have not been fully elucidated. In recent studies, some molecular pathways have been found to be involved in the pathogenesis of melanomas. Among these, there is a proliferative MAPK pathway (\"Mitogen Activated Protein Kinase\"). This signaling pathway is involved in controlling cell growth, proliferation and migration, with a role in the development and progression of melanoma. In addition, KIT gene mutation has been identified in melanomas, indicating that there may be potential therapeutic benefits of tyrosine kinase inhibitors. Objectives: Evaluation of KIT mutation prevalence in a subset of 28 patients with HNMM treated at a single institution, establishing the relationship between different mutations and outcome (DFS and OS). The primary end-point of the study was to define the incidence of KIT mutations in HNMM, including the relationship between KIT mutations with disease-free survival (DFS) and overall survival (OS) in HNMM. Secondary end-points were correlation among therapeutic options, histopathological findings, demographic data and clinical response. Methods: This retrospective study comprised data of 28 patients with HNMM treated at Brazilian National Cancer Institute (INCA) between 2000 and 2011. Clinical analysis included patients characteristics, staging, primary and palliative treatments, disease free survival and overall survival. Progression-free survival and overall survival were analyzed using the Kaplan-Meier method, with SPS 11.0 software. KIT analysis: paraffin blocks were selected following analyses of histologic preparations, enabling DNA extraction. Different DNA concentrations were employed in PCR amplifications, based on DNA integrity. PCR amplification of exon, 9, 11, 13 and 17 was performed. . Results: Patients were predominantly females (57%). The age of presentation ranged from 27 to 85 years. The sinonasal region was the most frequent primary site (75%). All patients underwent surgical resection. Seventeen patients received adjuvant radiotherapy (37%). Recurrences occurred in 82% patients. Oncologic mutations in KIT were found in 7 (25%) of seven tumors, 3 in exon 9, 3 in exon 11 and 1 in exon 13. Predictive factors for recurrence were mitotic rate (p=0.05), vascular invasion (p=0.043), and perineural spread (p=0.034). There were no significant differences in DFS and OS according to KIT mutation. Conclusion: HNMM remains a rare disease. The present single-institution series includes 28 cases treated in single institution. Seven cases (25%) had activating KIT mutations, which is an increased prevalence of activating KIT mutations in this specific subset of mucosal melanomas. This finding suggests that there is a group of patients who might benefit with appropriate targeted therapy with kinase inhibitors

Melanoma cutâneo ainda constitui a principal causa de morte por câncer de pele nos países desenvolvidos. A variabilidade do comportamento clínico dessa neoplasia tem sido apenas parcialmente explicada pelos aspectos clínicos e histológicos, e a identificação de variáveis biológicas pode vir a ser importante na determinação de grupos de risco específicos. Foram estudados 69 pacientes com melanoma cutâneo primário de diversos graus de gravidade, tratados entre 1990 e 2007, com o intuito de verificar aspectos clínicos e epidemiológicos, preparar Tissue microarray (TMA) para estudo dos melanomas cutâneos primários com espessura maior que 1,0 mm, avaliar por análise imuno-histoquímica a expressão das proteínas da apoptose celular Bcl2, Bax, Bak, Apaf-1, Caspase 3, Caspase 9, Caspase 8, FasL e Fas em nevos-controle e em melanomas primários com espessuras menores e maiores que 1mm, e correlacionar a expressão dessas proteínas da apoptose com a evolução de melanomas cutâneos primários. Os resultados ratificaram tanto dados epidemiológicos já publicados em relação a sexo, idade e local da lesão, quanto a correlação entre a evolução da doença e os índices de Breslow. A análise dos escores compostos relativos à expressão das proteínas da apoptose revelou que o perfil imuno-histoquímico dessas proteínas parece não ter significado prognóstico, uma vez que não houve diferenças de expressão entre pacientes com e sem doença disseminada. Não foram encontradas alterações na expressão das proteínas da apoptose estudadas que pudessem sugerir o seu envolvimento tanto na gênese quanto na progressão de melanoma primário. O perfil imuno-histoquímico com tendência pró-apoptótica parece indicar que outros fatores seriam responsáveis pelo crescimento e disseminação da neoplasia / Cutaneous melanoma still constitutes the main cause of skin cancer death in developed world. Clinical behavior variability of this neoplasia has been only partially explained by clinical and histological aspects, and identification of biological variables can be important for determining specific risk groups. Sixty nine (69) patients with mild to severe primary cutaneous melanoma treated in 1990-2007 were studied aiming at (a) verifying clinical epidemiological aspects, (b) generating a Tissue microarray (TMA) for characterizing proteins expression of cutaneous melanoma > 1.0 mm, (c) analyzing the immunohistochemical expression of the apoptosis proteins Bcl2, Bax, Bak, Apaf-1, Caspase 3, Caspase 9, Caspase 8, FasL e Fas in 10 control nevi and in primary melanomas with thickness 1mm, (d) and correlating these proteins expression with the disease prognosis. Results have ratified known epidemiological date on gender, age and lesion localization as well as the correlation between the disease prognosis and the Breslow\'s indexes. Analysis of the composite scores relating to apoptosis proteins has revealed that their immunohistochemical profile seems to be not significant for determining the disease prognosis, since no differences in proteins expression were found when compared patients with and without disease dissemination. Alterations in proteins expression suggesting their role in the genesis as well as in the prognosis of primary melanoma were not evidenced. Immunohistochemical profile with pro-apoptosis trend seems to indicate other factor as responsible for the neoplasia growth and dissemination