Η πλειοτροπίνη (PTN) αποτελεί έναν αυξητικό παράγοντα με ποικίλες δράσεις και σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη όγκων και την αγγειογένεση. Διάφοροι υποδοχείς αλληλεπιδρούν με την ΡΤΝ και διαμεσολαβούν τις βιολογικές της δράσεις, όπως η Ν-συνδεκάνη, ο ALK (κινάση αναπλαστικού λεμφώματος) και ο RPTPβ/ζ (υποδοχέας με δράση φωσφατάσης τυροσίνης β/ζ). Η ερευνητική μας ομάδα έχει δείξει σε προηγούμενη μελέτη ότι η ικανότητα της PTN να επάγει κυτταρική μετανάστευση εξαρτάται από το σχηματισμό ενός λειτουργικού συμπλόκου που αποτελείται από τον RPTPβ/ζ και την ιντεγκρίνη ανβ3. Η πολυ-λειτουργική πρωτεΐνη νουκλεολίνη (NCL), η οποία υπερεκφράζεται στην επιφάνεια ενεργοποιημένων ενδοθηλιακών και καρκινικών κυττάρων και διαμεσολαβεί τις διεγερτικές δράσεις διαφόρων αγγειογενετικών παραγόντων, έχει επίσης προταθεί ως υποδοχέας χαμηλής συγγένειας για την ΡΤΝ, με άγνωστες όμως λειτουργίες. Στην παρούσα μελέτη δείξαμε, με τη χρήση μεθόδων ανοσοκατακρήμνισης-ανοσοαποτυπώματος, διπλού ανοσοφθορισμού και προσδιορισμού αλληλεπίδρασης λόγω εγγύτητας, ότι η PTN αλληλεπιδρά άμεσα με τη NCL. Η αλληλεπίδραση αυτή περιλαμβάνει πρόσδεση της αμινοτελικής περιοχής της ΡΤΝ (αμινοξέα: 16-24) στην κεντρική περιοχή της NCL (αμινοξέα: 308-645). Μείωση της έκφρασης της NCL με siRNA ή λειτουργική αναστολή της μεμβρανικής NCL από το πεπτίδιο 5(KPR)TASP ανέστειλε πλήρως την επαγόμενη από ΡΤΝ μετανάστευση ενδοθηλιακών κυττάρων. Με αφετηρία την παρατήρηση ότι ο εντοπισμός της NCL στην κυτταρική επιφάνεια ανιχνεύθηκε μόνο σε κύτταρα που εκφράζουν την ανβ3, και πραγματοποιώντας πειράματα ανοσοφθορισμού και βιοχημικές μελέτες σε κύτταρα με γενετικά τροποποιημένη έκφραση των υπό μελέτη μορίων, δείξαμε ότι ο εντοπισμός της NCL στην πλασματική μεμβράνη εξαρτάται από τη φωσφορυλίωση της β3 στην τυροσίνη 773 μέσω ενεργοποίησης του RPTPβ/ζ και της c-src. Καθοδικά της ανβ3, η PI3K συμμετέχει σε αυτή τη δράση. Ο VEGF165 που επίσης επάγει το μεμβρανικό εντοπισμό της NCL, δρα μέσω δέσμευσης στον RPTPβ/ζ και ενεργοποίησης του σηματοδοτικού μονοπατιού RPTPβ/ζ/c-src/ανβ3. Η περιοχή δέσμευσης στους υποδοχείς VEGFR-1 και VEGFR-2 ή η περιοχή δέσμευσης στην ηπαρίνη στο μόριο του VEGF165 δεν εμπλέκονται στον επαγόμενο από VEGF165 εντοπισμό της NCL στην κυτταρική μεμβράνη. Εκτός από την PI3K, στη δράση του VEGF165 καθοδικά της ανβ3 εμπλέκεται και η κινάση p38, η ενεργοποίηση της οποίας είναι ανεξάρτητη από τον RPTPβ/ζ και τη φωσφορυλίωση της β3 στις τυροσίνες 773 ή 785, και φαίνεται να ανήκει σε μονοπάτι που ενεργοποιείται παράλληλα και που παραμένει αδιευκρίνιστο. Μηχανιστικά, η NCL βρέθηκε να αλληλεπιδρά άμεσα με την ανβ3, τον RPTPβ/ζ, τον VEGF165 και τον VEGFR-2, αλλά επηρεάζει τον ενδοκυτταρικό εντοπισμό μόνο του RPTPβ/ζ και της PTN. Θετική συσχέτιση παρατηρήθηκε ως προς την έκφραση της μεμβρανικής NCL και της ανβ3 σε μικροσυστοιχίες ιστών προερχόμενων από ανθρώπινα γλοιοβλαστώματα. Τέλος, βρέθηκε ότι το μονοκλωνικό αντίσωμα anti-C23 και τα πεπτίδια που στοχεύουν τη μεμβρανική NCL, 5(KPR)TASP, ΗΒ-19 και Nucant 6L, ανέστειλλαν σημαντικά τη μετανάστευση κυττάρων που εκφράζουν ανβ3, ενώ είχαν μικρή ή καθόλου δράση στη μετανάστευση κυττάρων που δεν εκφράζουν ανβ3 ή υπερεκφράζουν μετάλλαγμα της β3 με αντικατάσταση της κυτταροπλασματικής τυροσίνης 773 σε φαινυλαλανίνη. Συνολικά, από τα αποτελέσματα της παρούσας διατριβής προκύπτει ότι η έκφραση της ανβ3 και η φωσφορυλίωση της β3 στην τυροσίνη 773 καθορίζουν τον εντοπισμό της NCL στην κυτταρική επιφάνεια, καθοδικά του σηματοδοτικού μονοπατιού RPTPβ/ζ/c-src που συμμετέχει στην κυτταρική μετανάστευση που επάγεται τόσο από την ΡΤΝ, όσο και από τον VEGF165. Επίσης, φαίνεται ότι η έκφραση της ανβ3 θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως βιοδείκτης για τη χρήση ανταγωνιστών της μεμβρανικής NCL ως αντικαρκινικών παραγόντων. / Pleiotrophin (PTN) is a growth factor that plays a significant role on tumor growth and angiogenesis. Several receptors interact with PTN and mediate its biological actions, such as N-syndecan, anaplastic lymphoma kinase (ALK) and receptor protein tyrosine phosphatase beta/zeta (RPTPβ/ζ). Our group has previously shown that the ability of PTN to stimulate migratory responses depends on the formation of a functional complex consisting of RPTPβ/ζ and integrin ανβ3. The multifunctional protein nucleolin (NCL), which is over-expressed on the surface of activated endothelial and tumor cells and mediates the stimulatory actions of several angiogenic factors, has been also suggested as a low affinity receptor for PTN, however with unknown functions. In the present study, by using immunoprecipitation/Western blot analyses, double immunofluorescence and proximity ligation assays, we showed that PTN directly interacts with NCL. This interaction involves binding of the amino-terminal domain of PTN (amino acids: 16-24) to the central domain of NCL (amino acids: 308-645). Down-regulation of NCL by siRNA or blockage of cell surface NCL by its ligand 5(KPR)TASP completely abolished PTN-induced endothelial cell migration. Based on the observation that cell surface NCL localization was detected only in cells expressing ανβ3 and by performing immunofluorescence and biochemical studies in cells with genetically altered expression of the studied molecules, we demonstrated that cell surface NCL localization depends on the phosphorylation of β3 at Tyr773 through RPTPβ/ζ and c-src activation. Down-stream of ανβ3, PI3K activity is required for cell surface NCL localization. VEGF165 that also induces cell surface NCL localization acts through binding to RPTPβ/ζ and activation of the RPTPβ/ζ/c-src/ανβ3 signaling pathway. The receptor or the heparin binding sites on the VEGF165 molecule do not seem to be involved in this VEGF165 action. Apart from PI3K, in VEGF165-induced cell surface NCL localization, p38 that lays down-stream of ανβ3, is also involved. Activation of p38 is independent of RPTPβ/ζ and β3 Tyr773 or Tyr785 phosphorylation, and seems to belong to a parallel signaling pathway that remains unclear. Mechanistically, NCL was found to directly interact with ανβ3, RPTPβ/ζ, VEGF165 and VEGFR-2, but only affects the intracellular localization of RPTPβ/ζ and PTN. Positive correlation of cell surface NCL and ανβ3 expression was observed in human glioblastoma tissue arrays. Finally, the monoclonal antibody anti-C23 and the peptides targeting cell surface NCL, 5(KPR)TASP, HB-19 and Nucant 6L, significantly inhibited migration of cells expressing ανβ3 in the presence of serum, while they had a minor or no effect on cells lacking ανβ3 or over-expressing mutant β3 with replacement of cytoplasmic tyrosine 773 to phenylalanine. Collectively, these data suggest that ανβ3 expression and β3 phosphorylation at Tyr773 downstream of the RPTPβ/ζ/c-src signaling cascade determines the cell surface localization of NCL, which is required for cell migration induced by both PTN and VEGF165. Moreover, expression of ανβ3 could be used as a biomarker for the use of cell surface NCL antagonists as anticancer agents.

Σκοπός της μελέτης ήταν η ανάδειξη της νεοαγγειογένεσης και ο προσδιορισμός της έκφρασης των VEGF-A, FGF-2, COX-2, AR και BCL-2 στην καλοήθη υπερπλασία και το αδενοκαρκίνωμα του προστάτη. Το υλικό αφορούσε σε δείγματα προστατικού ιστού μονιμοποιημένα και εγκλεισμένα σε παραφίνη, από 24 περιστατικά καλοήθους υπερπλασίας και 139 περιστατικά προστατικού αδενοκαρκινώματος. Τα τελευταία χωρίστηκαν περαιτέρω σε 3 υποομάδες (Grade I, II και ΙΙΙ) ανάλογα με το βαθμό διαφοροποίησης του νεοπλάσματος κατά Gleason (2-4, 5-7 και 8-10 αντίστοιχα). Χρησιμοποιήθηκε ανοσοϊστοχημική μέθοδος Βιοτίνης-Στρεπταβιδίνης-Υπεροξειδάσης, και εφαρμόστηκε ημιποσοτική μέθοδος για την εκτίμηση της ανοσοϊστοχημικής χρώσης. Τα ευρήματά μας ανέδειξαν σαφή αύξηση της νεοαγγείωσης (MVD) στο αδενοκαρκίνωμα του προστάτη σε σχέση με την καλοήθη υπερπλασία, η οποία εμφάνισε στατιστικώς σημαντική θετική σχέση με το βαθμό κακοήθειας των προστατικών νεοπλασμάτων (ANOVA p<0.001) και με την έκφραση των VEGF-A και COX-2 (ANOVA p<0.001). Αναδείχθηκε αντίστροφη συσχέτιση της πυρηνικής έκφρασης του ανδρογονικού υποδοχέα (AR) με το βαθμό διαφοροποίησης των νεοπλασμάτων (p<0.0001) και την έκφραση του VEGF-A στο προστατικό στρώμα (p<0.001 Spearman r = -0.312). Η έκφραση της BCL-2 παρουσιάστηκε αυξημένη στα προστατικά αδενοκαρκινώματα και σχετίστηκε με το βαθμό διαφοροποίησης των νεοπλασμάτων (p<0.001) και την έκφραση των VEGF-A και COX-2 (p<0.001). Η έκφραση του VEGF-A σε όλα τα περιστατικά αδενοκαρκινώματος του προστάτη εμφάνισε στατιστικώς σημαντική σχέση με το βαθμό διαφοροποίησης των νεοπλασμάτων (p<0.0001). Ωστόσο στα πτωχής διαφοροποίησης αδενοκαρκινώματα η μέση τιμή της έκφρασης του VEGF-A παρουσίασε πτώση. Αντίθετα, η σημασία της COX-2 στον προστατικό καρκίνο αναδείχθηκε με την έκφρασή της τόσο στην καλοήθη υπερπλασία όσο και στα αδενοκαρκινώματα του προστάτη. Η έκφραση παρουσίασε σημαντική σχέση με το βαθμό διαφοροποίησης των νεοπλασμάτων (p<0.01). Η σαφώς αυξημένη έκφραση της COX-2 σε σχέση με τη μείωση της έκφρασης του VEGF-A στα πτωχής διαφοροποίησης νεοπλάσματα πιθανόν υποδηλώνει την ύπαρξη ενός αγγειογενετικού διακόπτη στα νεοπλάσματα αυτά όπου η COX-2 φαίνεται να παίζει σημαντικότερο ρόλο από τον VEGF-A. Η σημαντική αυτή πληροφορία θα μπορούσε να βρει πιθανή θεραπευτική εφαρμογή, καθώς σε πτωχής διαφοροποίησης αδενοκαρκινώματα του προστάτη ίσως η θεραπεία με COX-2 εκλεκτικούς αναστολείς να είχε πολύ καλύτερα αποτελέσματα από τις αντι-αγγειογενετικές θεραπείες με αναστολείς του VEGF. / The aim of this study was to immunohistochemically evaluate the expression of VEGF-A, FGF-2, COX-2, AR and BCL-2 in benign prostatic hyperplasia (BPH) and prostate carcinoma in relation to microvessel density (MVD) and the Gleason grade of the neoplasms. A total of 139 cases of primary prostate carcinoma and 24 cases of benign hyperplasia were included in the study. Tumors were graded according to the Gleason grading system and further divided into 3 subgroups (GRADE I, II and III). The immunostaining was performed according to the Streptavidin-Biotin Complex Peroxidase method, in formalin fixed paraffin-embedded tissue. Mean micro vessel density (MVD) was strongly related to tumor grade, VEGF-A and COX-2 histoscore (ANOVA, p<0.001). The androgen receptor was localized in the nuclei of prostate epithelial cells in 97% of cases. The comparison of AR staining with tumor grade revealed an inverse relationship between these two parameters (ANOVA, p<0,0001). An interesting finding was the inverse relationship of stromal AR expression in relation to VEGF-A immunoreactivity. BCL-2 expression was correlated with tumor grade in prostate carcinoma cases (p<0.001) and was strongly correlated with COX-2 and VEGF-A expression (p<0.001). These findings suggest that BCL-2 may play a dual role in tumorigenesis, possibly through an angiogenetic axis. VEGF-A expression was detected in only 17% of BPH cases but all prostate cancer specimens demonstrated some degree of immunoreactivity. COX-2 immunopositivity was present in 54% of BPH specimens and in 99% of primary prostate carcinomas. The increased COX-2 expression correlated significantly with Gleason grade. In our study, high-grade neoplasms presented low to moderate VEGF staining intensity compared to COX-2 expression. These results suggest the activation of an angiogenic switch in poorly differentiated neoplasms, where COX-2 may play a crucial role compared to VEGF and the possible key role of COX-2 in poorly differentiated cancers. According to our findings, anti-VEGF therapy could prove to be more beneficial in patients with low-grade disease, while patients with high-grade prostate carcinoma are more likely to respond to selective COX-2 inhibitors. Immunohistochemical determination of VEGF-A and COX-2 content might prove a useful tool in the design of patient-tailored, anti-angiogenic treatments.

Η αγγειογένεση ρυθμίζει πολλές φυσιολογικές και παθολογικές διαδικασίες. Έτσι είναι μεγάλου ενδιαφέροντος να ανακαλυφθούν μηχανισμοί που συμμετέχουν. Στο πρώτο μέρος της μεταπτυχιακής εργασίας πραγματοποιήθηκε η σύνθεση των τριών πεπτιδίων, ανάλογα ΤR1-41). Στην συνέχεια μελετήθηκε ο βιολογικός ρόλος του ΤR1-41. Είναι γνωστό ότι η θρομβίνη, η πρωτεάση σερίνης, έχει κεντρικό ρόλο στην αιμόσταση, και έχει προταθεί για να διαδραματίσει έναν σημαντικό ρόλο στην έναρξη της αγγειογέννεσης μέσω της μεταγωγής σήματος από τους PARs υποδοχέων. Οι PARs αποτελούνται μια νέα οικογένεια πρωτεϊνικών υποδοχέων των επτά διαμεμβρανικών τμημάτων (seven transmembrane domain receptor family) που διασυνδέονται με G πρωτεΐνες. Mοριακές και δομικές μελέτες του υποδοχέα της θρομβίνης, PAR-1, έδειξαν ότι το εξωκυτταρικό αμινοτελικό άκρο του είναι μακρύ και αποτελείται από 75 αμινοξέα. Επιπλέον, στην αλληλουχία του αμινοτελικού άκρου εντοπίστηκε μία θέση θετική για πέψη από τη θρομβίνη στη θέση μεταξύ της Arg41 και Ser42. Πράγματι η σύνδεση της θρομβίνης με τον PAR-1 έχει ως συνέπεια την εκλεκτική υδρόλυση του πεπτιδικού δεσμού LDPR41- S42FLLRN. Το αποτέλεσμα από την υδρόλυση αυτή, είναι η δημιουργία ενός ελεύθερου πεπτιδίου 41 αμινοξέων( Thrombin Receptor Peptide 1-41, TR1-41), και ενός νέου αμινοτελικού άκρου για τον υποδοχέα. Σε αντίθεση με το νέο αμινοτελικό άκρο του υποδοχέα της θρομβίνης (PAR-1), ο ρόλος του πεπτιδίου των 41 αμινοξέων (TR1-41) που αποκόπτεται με τη πρωτεολυτική δράση της θρομβίνης μεταξύ των αμινοξέων Arg41-Ser42 είναι σχεδόν άγνωστος. Στην παρούσα μελέτη, αξιολογήσαμε την επίδραση αυτού του πεπτιδίου (MGPRRLLLVAACFSLCGPLLSARTRARRPESKATNATLDPR) στα καλλιεργημένα ανθρώπινα ενδοθηλιακά κύτταρα. Η έκθεση των ενδοθηλιακών κυττάρων στο πεπτίδιο οδήγησε σε μια δοσοεξαρτώμενη αναστολή του πολλαπλασιασμού των κυττάρων, καθώς επίσης και της δράσης των bFGF και VEGF. Επίσης υπήρχε η ένδειξη ότι το πεπτίδιο TR1-41 αναστέλλει σε συνθήκες ορού 5% FBS, τη δράση bFGF μέσω του μονοπατιού της MAP-κινάσης και μέσω του Erk1/2. Αντίθετα, καμία επίδραση δεν παρατηρήθηκε στα κύτταρα στα οποία χορηγήθηκε το scrambled peptide (πεπτίδιο 41 αμινοξέων με αναγραμματισμένη σειρά αμινοξέων) ή και μικρότερα πεπτίδια αυτού (TRARRPESKATNATLDPR). Επίσης το πεπτίδιο TR1-41 παρουσιάζει ανασταλτική δράση στον πολλαπλασιασμό των HUVECs και άλλων κυτταρικών σειρών. Τέλος, το πεπτίδιο TR1-41 εμπόδισε τον σχηματισμό αγγείων στο in vitro σύστημα της αγγειογέννεσης με υπόστρωμα Matrigel. Tο δεύτερο μέρος του μεταπτυχιακού μελετήθηκε ο βιολογικός ρόλος της ορμόνης μελατονίνης. Η μελατονίνη είναι το σημαντικότερο εκκριτικό προϊόν του κωνοειδούς αδένα και σε γενικές γραμμές εμφανίζει ογκοστατικές, αντιγηραντικές, αντιοξειδωτικές, νευροπροστατευτικές, υπνωτικές, ορεξιογόνες, αναλγητικές, θερμορυθμιστικές,και καρδιαγγειακές ιδιότητες, ενώ παρουσιάζει ανασταλτική δράση στη διαδικασία της αναπαραγωγής και μετατοπίζει τις φάσεις του «βιολογικού ρολογιού». Από τα πειράματά μας στα πρωτογενή ανθρώπινα ενδοθηλιακά κύτταρα (HUVECs) η επίδραση της μελατονίνης φαίνεται διφασική. Στις χαμηλές συγκεντρώσεις μελατονίνης αυξάνεται ο πολλαπλασιασμός των HUVECς. Στις υψηλές συγκεντρώσεις αναστέλλει τον πολλαπλασιασμό των HUVECς. / Angiogenesis regulates many physiological and pathological processes, so it is of great interest to find out which mechanisms that are involved. In the first part of the project we synthesised three peptides, analogs of ΤR1-41 and we studied the biological role of the ΤR1-41. It is known that thrombin, the serine proteinase, best known for its pivotal role in haemostasis, has been proposed to play an important role in the initiation of angiogenesis by a mechanism most likely independent of its coagulant activity and more dependent on signaling via the protease-activated receptors (PARs). PARs consists a novel family of G protein-coupled receptors, which can be activated by proteolytic cleavage of their N-terminal extracellular domain. PAR-1 is the first member of this family to be cloned in which proteolytic cleavage at the R41/S42 bond by thrombin releases a 41 aminoacid peptide and unveils a tethered peptide ligand with the recognition sequence SFLLRN. Despite the wealth of information relating to the role of thrombin and PAR-1 innormal and disease states, a potential biological role of cleaved peptide remains unknown. In the present study, we evaluated the effect of the 41-amino-acid cleaved peptide, (MGPRRLLLVAACFSLCGPLLSARTRARRPESKATNATLDPR) in cultured human endothelial cells. Exposure of endothelial cells to this peptide resulted in a concentration-dependent inhibition of serum-mediated proliferation, as well as of bFGF- and VEGF-induced cell growth. There was the suspicion that the peptide blocked the serum, bFGF-triggered Erk1/2 activation. In contrast, no effect was observed in cells treated with a scramble peptide or with a shorter derivative of parstatin (TRARRPESKATNATLDPR). Finally, ΤR1-41 peptide abrogated tube formation in vitro Matrigel angiogenesis model. These results provide a plausible evidence for a negative role of PAR-1 cleaved peptide in angiogenic cascade and suggest parstatin as target for developing anti-angiogenic agents with potential therapeutic application in cancer and other angiogenesis-related diseases. The second part of the project was the biological role of melatonin. Melatonin is the major secretory product of the pineal gland and is considered an important natural oncostatic agent. From our experiments in human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) the effect of melatonin seems to be biphasic. In low concentrations melatonin increased HUVEC proliferation, but in higher concentrations significantly decreased cell proliferation.

Ο αγγειακός ενδοθηλιακός παράγοντας (VEGF) επάγει την παραγωγή του μονοξειδίου του αζώτου(ΝΟ), το οποίο διαμεσολαβεί πολλές από τις αγγειογενετικές δράσεις του. Μολονότι, γνωρίζουμε ότι ο «υποδοχέας του ΝΟ» διαλυτή γουανυλική κυκλάση (sGC) συμμετέχει στην αγγειογένεση που επάγεται από τον VEGF, ελάχιστα είναι χαρακτηρισμένα τα καθοδικά μόρια- εκτελεστές μέσω των οποίων το cGMP που προέρχεται από την sGC κατευθύνει την αγγειογενετική απάντηση. Για να προσδιορίσουμε την συμμετοχή της PKG (cGMP-dependent protein kinase) στην αγγειογένεση που επάγεται από τον VEGF, χρησιμοποιήσαμε τα πεπτίδια DT2 και DT3, δύο επιλεκτικούς αναστολείς της PKGIα. Έχοντας την απάντηση αυτού του ερωτήματος ως στόχο, πραγματοποιήσαμε in vivo (CAM, μοντέλο του κερατοειδή του ματιού κουνελιού, τροποποιημένη δοκιμασία Miles assay) και in vitro (πολλαπλασιασμός και μετανάστευση ενδοθηλιακών κυττάρων, εκβλάστηση σε δακτυλίους αορτής) μελέτες. Επιπλέον εκτιμήθηκε η ικανότητα του DT2 να παρεμβάλλεται στην μεταγωγή σήματος του VEGF. Επώαση CAM μεμβρανών με τους πεπτιδικούς αναστολείς της PKGIα είχε σαν αποτέλεσμα την μείωση του μήκους των αγγείων με δοσο-εξαρτώμενο τρόπο, με το DT3 να είναι πιο αποδοτικό από το DT2. Επιπρόσθετα παρατηρήσαμε, ότι το DT3 καταργεί την αγγεογενετική απάντηση που προέρχεται από τον VEGF στον κερατοειδή χιτώνα του ματιού κουνελιού. Η αναστολή της PKGI εμποδίζει επίσης την αγγειακή διαρροή που επάγεται από τον VEGF. In vitro, χορήγηση VEGF σε ενδοθηλιακά κύτταρα επάγει την φωσφορυλίωση της VASP στην Ser239 (επιλεκτικό υπόστρωμα για την PKGΙ) μέσω της ενεργοποίησης του VEGFR2 ενώ η συνχορήγηση του DT2 έχει σαν αποτέλεσμα μειωμένα επίπεδα φωσφορυλιωμένης VASP πρωτεΐνης αποδεικνύοντας ότι σε άθικτα κύτταρα διέγερση του VEGFR2 οδήγησε σε ενεργοποίηση της PKGI. Επιπλέον παρατηρήθηκε ότι επώαση των ενδοθηλιακών κυττάρων με DT2 ή DT3 αναστέλλει την διαμεσολαβούμενη από τις ΜΑΡΚ κινάσες ERK1/2 και p38 μετανάστευση, πολλαπλασιασμό και εκβλάστηση τους που επάγονται από τον VEGF. Εν κατακλείδι, παρέχουμε αποδείξεις ότι η PKGI είναι μέρος του μεταγωγικού μονοπατιού που διαμεσολαβεί τις αγγειογενετικές δράσεις του VEGF και ότι οι πεπτιδικοί αναστολείς της PKGI θα μπορούσαν να δοκιμαστούν σε ασθένειες που σχετίζονται με ενισχυμένη αγγειογένεση. / Vascular endothelial growth factor (VEGF) stimulates nitric oxide (NO) production, which mediates many of its angiogenic actions. However, the angiogenic pathways that operate downstream of NO following VEGF treatment are not well characterized. Herein, we used DT2 and DT3, two highly selective cGMP-dependent protein kinase I peptide inhibitors to determine the contribution of PKGI in VEGF-stimulated angiogenesis. Incubation of chicken chorioallantoic membranes (CAM) with PKG-I peptide inhibitors decreased vascular length in a dose-dependent manner, with DT-3 being more effective than DT2. Moreover, inhibition of PKG-I with DT3 abolished the angiogenic response elicited by VEGF in the rabbit eye cornea. PKG-I inhibition, also blocked VEGF-stimulated vascular leakage. In vitro, treatment of cells with VEGF stimulated phosphorylation of the PKG substrate VASP through VEGFR2 activation; the VEGF-stimulated VASP phosphorylation was reduced by DT2. Pre-treatment of cells with DT2 or DT3 inhibited VEGF-stimulated mitogen activated protein kinase cascades (ERK1/2 and p38), growth, migration and sprouting of endothelial cells. The above observations taken together identify PKGI as a downstream effector of VEGFR2 in EC and provide a rational basis for the use of PKG-I inhibitors in disease states characterized by excessive neovascularization

Αντικείμενο της παρούσας διατριβής αποτελεί η μελέτη της απεικόνισης και ποσοτικοποίησής της με χρήση τεχνικών μοριακής απεικόνισης. Ένα νέο κυκλικό πεπτιδικό παράγωγο RGDfK (Arg-Gly-Asp-D‐Phe–Lys), το cRGDfK-Orn3-CGG, αξιολογήθηκε ως νέο μοριακό μέσο στόχευσης του καρκίνου μέσω της ειδικής στόχευσης των υποδοχέων ιντεγκρίνης ανβ3 που υπερεκφράζονται κατά την αγγειογένεση. Το νέο πεπτιδικό παράγωγο φέρει τον περιφερειακό υποκαταστάτη CGG (Cys-Gly-Gly), κατάλληλο για την επισήμανση με σύμπλοκα του πεντασθενούς 99mTc(V) καθώς και για την σύζευξη με νανοσωματίδια. Συγκεκριμένα, αναπτύχθηκαν σιδηρομαγνητικά νανοσωματίδια (10±2 nm) συζευγμένα με το νέο παράγωγο RGD, κατάλληλα τόσο για SPECT/MRI απεικόνιση όσο και για υπερθερμία. Ειδικότερα, αξιολογήθηκαν ως νέα μοριακά μέσα απεικόνισης: 99mΤc-RGD (cRGDfK-Orn3-CGG), 99mΤc-NPs και 99mΤc-NPs-RGD, αναφορικά με τα ραδιοχημικά, ραδιοβιολιγικά και in vivo απεικονιστικά χαρακτηριστικά τους. Τα επισημασμένα παράγωγα λήφθηκαν σε υψηλές αποδόσεις και παρουσίασαν ικανοποιητική σταθερότητα in vitro: α) με την πάροδο του χρόνου, β) σε παρουσία περίσσειας ανταγωνιστών για το 99mTc, γ) σε παρουσία ανθρωπίνου πλάσματος ή ορού. Η μελέτη της in vivo συμπεριφοράς, αλλά και η βιοκατανομή των νέων παραγώγων πραγματοποιήθηκε σε φυσιολογικούς μύες και σε παθολογικά πρότυπα καρκίνου τύπου γλοιοβλαστώματος U87MG. Η αξιολόγηση της χωροχρονικής κατανομής της αγγειογένεσης κατέδειξε μέγιστη στόχευση στις ιντεγκρίνες ανβ3 σε ποσοστό 11,60±3,05 % ID/g για το παράγωγο 99mTc-RGD και 9,01±0,19 ID/g για τα στοχευμένα νανοσωματίδια 99mTc-NPs-RGD. Το 99mTc-RGD σχεδιάστηκε κατάλληλα ώστε να αποβάλλεται από τον οργανισμό μέσω του ουροποιητικού συστήματος, με την προσθήκη του υδρόφιλου μορίου ορνιθίνης (Orn3) στη δομή του. Ενώ, τα 99mTc-NPs αποβάλλονται κυρίως μέσω του ηπατοχολικού συστήματος, τα στοχευμένα 99mTc-NPs-RGD παρουσιάζουν χαμηλότερη πρόσληψη στο ήπαρ και υψηλότερη πρόσληψη στους νεφρούς, η οποία μπορεί να αποδοθεί στην πρόσδεση του RGD παραγώγου στην επιφάνεια των NPs. Ικανοποιητικές απεικονίσεις των όγκων ελήφθησαν και με τα επισημασμένα παράγωγα 99mTc-RGD και 99mΤc-NPs. Τέλος, η in vivo αξιολόγηση της θερμικής απόκρισης των NPs ανέδειξε ικανοποιητικά αποτελέσματα, με αντικαρκινική δράση σε πειραματόζωο που φέρει U87MG όγκο. Τα παραπάνω αρχικά αποτελέσματα οδηγούν στο συμπέρασμα ότι τα στοχευμένα νανοσωματίδια είναι πολλά υποσχόμενα στο πεδίο της μοριακής απεικόνισης για τον ποσοτικό προσδιορισμό της χωροχρονικής κατανομής της αγγειογένεσης με στόχο τη διάγνωση αλλά και τη θεραπευτική προσέγγιση. / The aim of the present project is the in vivo evaluation of quantitative monitoring of angiogenesis making use of the molecular imaging methodology. A new cyclic RGDfK (Arg-Gly-Asp-D‐Phe–Lys) derivative, namely the cRGDfK-Orn3-CGG, was evaluated as eventually promising in early tumor detection through specifically targeting integrin ανβ3 receptors, overexpressed in angiogenesis. This new peptide, availing the 99mTc-chelating moiety CGG (Cys-Gly-Gly), is appropriately designed for 99mTc-labeling, as well as consequent conjugation onto nanoparticles. Specifically, RGD-conjugated iron oxide nanoparticles (10±2 nm) have been developed appropriately for SPECT/MRI imaging and hyperthermia treatment. Particularly, they were evaluated as tumor imaging agents: 99mΤc-RGD (cRGDfK-Orn3-CGG), 99mΤc-NPs and 99mΤc-NPs-RGD. The new derivatives were examined with regard to their radiochemical, radiobiological and imaging characteristics. It has been demonstrated that they were obtained in high radiochemical yield and presented high in vitro stability being examined: a) at different time-points, b) in the presence of an excess of antagonist moites for 99mTc, c) in human plasma or serum. The in vivo study and the biodistribution evaluation of radiolabeled products were assessed in normal mice and in pathological models (scid mice) bearing experimental U87MG glioblastoma tumors. Τhe quantitative evaluation of angiogenesis spatial distribution confirmed high specific binding of the 99mTc-RGD peptides to ανβ3 integrins, with significantly high tumor uptake 11.60±3.06 % ID/g, while targeting with 99mTc-NPs-RGD demonstrates high tumor uptake 9.01±0.19 ID/g. The 99mTc-RGD was appropriately designed to have urine excretion due to the ornithine (Orn3) linker, while the 99mTc-NPs exhibits hepatobiliary excretion, compared to 99mTc-NPs-RGD, which exhibit lower values of liver uptake with a significantly higher kidney uptake, which can be attributed to the attachment of the RGD derivative on the surface of NPs. Satisfactory tumor images were obtained with the radiolabeled derivatives 99mTc-RGD and 99mΤc-NPs. Finally, the in vivo heating efficiency experiment showed that hyperthermia induction with the aid of iron oxide NPs was feasible, resulting to anti-tumor effect in a U87MG tumor-bearing mouse. The above preliminary results indicate that targeted iron oxide NPs are promising candidates for the quantitative monitoring of angiogenesis for molecular imaging and potential cancer therapy.

Τα πυρρολοκαρβαζολικά ανάλογα του ινδολοκαρβαζολικού αρωματικού σκελετού φυσικών προϊόντων είναι μία νέα τάξη ενώσεων που εξετάζονται ως πιθανά αντικαρκινικά φάρμακα. Διακρίνονται σε αναστολείς πρωτεϊνικών κινασών και σε παράγοντες που δρουν στη DNA τοποϊσομεράση Ι ή ΙΙ και βλάπτουν το DNA, ανάλογα με το μηχανισμό δράσης τους και τη δομή τους. Μελετώντας την επίδραση επτά πυρρολο[2,3-α]καρβαζολικών αναλόγων στην ενεργότητα της κυκλινο-εξαρτώμενης κινάσης 1 (cyclin dependent kinase 1, CDK1) βρήκαμε ότι μόνο ένα από τα ανάλογα (1e) ανέστειλε πλήρως και με δοσο-εξαρτώμενο τρόπο το ένζυμο, ενώ όλα αναστέλλουν μερικώς ή πλήρως την ενεργότητα της τοποϊσομεράσης Ι in vitro. Στηn παρούσα εργασία μελετήθηκε η επίδραση των ίδιων αναλόγων στον πολλαπλασιασμό και μετανάστευση των ενδοθηλιακών κυττάρων in vitro και στην αγγειογένεση in vivo, στο μοντέλο της χοριοαλλαντοϊκής μεμβράνης εμβρύου όρνιθας. Διαπιστώθηκε ότι όλα τα ανάλογα αναστέλλουν τον πολλαπλασιασμό και τη μετανάστευση των ενδοθηλιακών κυττάρων in vitro, καθώς και την αγγειογένεση in vivo, αλλά διαφέρουν ως προς την αποτελεσματικότητα ή την ισχύ. Από προηγούμενες μελέτες της ερευνητικής μας ομάδας είναι γνωστό ότι ο αυξητικός παράγοντας πλειοτροπίνη (PTN) επάγει τη μετανάστευση ενδοθηλιακών κυττάρων in vitrο, δρώντας μέσω του υποδοχέα της με δράση φωσφατάσης τυροσίνης RPTPβ/ζ και της ιντεγκρίνης ανβ3. Με δεδομένο ότι στη βιβλιογραφία η CDK1 έχει αναφερθεί να συμμετέχει στην επαγόμενη από ενεργοποίηση της ανβ3 μετανάστευση ενδοθηλιακών κυττάρων, μελετήσαμε την επίδραση των πυρρολο[2,3-α]καρβαζολικών αναλόγων στην επαγόμενη από ΡΤΝ κυτταρική μετανάστευση. Μόνο το ανάλογο 1e ανέστειλε τη δράση της ΡΤΝ, τόσο στα ενδοθηλιακά, όσο και στα ανθρώπινα κύτταρα γλοιοβλαστώματος U87MG, τα οποία εκφράζουν RPTPβ/ζ και ιντεγκρίνη ανβ3 και μεταναστεύουν ως ανταπόκριση στη διέγερση με ΡΤΝ. Ίδια δράση είχε και η ροσκοβιτίνη, γνωστός αναστολέας των CDK1/2 και CDK5 και στα δύο είδη κυττάρων, ενώ ο εκλεκτικός μόνο για CDK1/2 αναστολέας NU2058 δεν είχε καμία δράση στην επαγόμενη από ΡΤΝ κυτταρική μετανάστευση. Τα αποτελέσματά μας υποδεικνύουν ότι η επαγόμενη από ΡΤΝ μετανάστευση ανθρώπινων ενδοθηλιακών κυττάρων δεν εξαρτάται από τις κινάσες CDK1 και CDK2, αλλά από την κινάση CDK5, δεδομένο που επιβεβαιώθηκε με μείωση της έκφρασης της CDK5 με την τεχνική του siRNA. Η ΡΤΝ δρα επαγωγικά στην ενεργότητα της CDK5, με μέγιστη δράση 5 λεπτά μετά την επίδραση της ΡΤΝ. Σε αυτήν την ενεργοποίηση συμμετέχει και ο υποδοχέας της ΡΤΝ RPTPβ/ζ, αλλά όχι η ιντεγκρίνη ανβ3. Από παλιότερες μελέτες μας είναι δεδομένο πως η πρόσδεση της ΡΤΝ στον υποδοχέα της RPTPβ/ζ οδηγεί σε ενεργοποίηση της κινάσης c-SRC, η οποία απαιτείται για την επαγόμενη από ΡΤΝ κυτταρική μετανάστευση. Για πρώτη φορά αναφέρουμε την αλληλεπίδραση της c-SRC με την CDK5 σε εκχυλίσματα ενδοθηλιακών κυττάρων, καθώς και το ότι η επαγόμενη από ΡΤΝ ενεργοποίηση της κινάσης CDK5 επιτυγχάνεται μέσω ενεργοποίησης της κινάσης c-SRC. Τέλος, η κινάση CDK5 δεν εμπλέκεται στην ενεργοποίηση της ιντεγκρίνης ανβ3 και των ERK1/2 από την ΡΤΝ. Συμπερασματικά, η κυκλινο-εξαρτώμενη κινάση 5 (CDK5) φαίνεται να επηρεάζει σημαντικά λειτουργίες των ενδοθηλιακών κυττάρων που σχετίζονται με αγγειογένεση και τα αποτελέσματά μας προσφέρουν σημαντικά δεδομένα προς αυτήν την κατεύθυνση. Eίναι η πρώτη φορά που περιγράφεται η έκφραση του βασικού ρυθμιστή της CDK5 p35 σε άλλο είδος κυττάρων, εκτός των νευρικών, και ιδιαίτερα στα ενδοθηλιακά. Ο εξέχων ρόλος της κινάσης CDK5 σε διάφορες λειτουργίες και σε παθολογικές καταστάσεις, αρχικά στο νευρικό και στη συνέχεια στα περισσότερα συστήματα, καθιστά ιδιαίτερα σημαντικό το σχεδιασμό και την ανάπτυξη αναλόγων που επιδρούν στην ενεργότητά της άμεσα ή έμμεσα, με βάση τη δομή του αναλόγου 1e. / Indolocarbazole alkaloids constitute a group of natural products that have attracted great attention because of their potential therapeutic applications. Ιndolopyrrolocarbazoles are a new class of antitumor drugs, which can be divided into two major groups, depending on their mechanisms of action and structural features: protein kinase inhibitors and DNA-damaging agents. We have previously evaluated the effect of 7 pyrrolo[2,3-a]carbazole analogues on CDK1/cyclinB (Cyclin Dependent Kinase 1, CDK1) activity and found that only compound1e totally inhibited the enzyme in a dose-dependent manner, while all analogues partially or totally inhibited the activity of topoisomerase I in vitro, with compound 1e being the least effective. In this thesis, the effect of all the pyrrolo[2,3-a]carbazole analogues on angiogenesis was investigated, using the in vivo model of the chick embryo chorioallantoic membrane, as well as proliferation and migration of human endothelial cells in vitro. All the analogues had an effect on the proliferation and migration of endothelial cells in vitro and angiogenesis in vivo, but with differences in their effectiveness or potency. We have previously shown that PTN induces migration of endothelial cells through binding to its receptor protein tyrosine phosphatase β/ζ (RPTPβ/ζ) and ανβ3 integrin. The recent report that ανβ3 expression up-regulates CDK1, which then modulates cell migration, led us to test the effect of the CDK1 inhibitor compound 1e and the other pyrrolo[2,3a]carbazole analogues on the PTN induced migration of human endothelial cells. Only compound 1e inhibited PTN induced migration of human endothelial cells, a result also confirmed in human glioblastoma U87MG cells, which are known to express both RPTPβ/ζ and ανβ3 and migrate in response to PTN. Roscovitine, a synthetic inhibitor of CDKs with selectivity towards CDK1/2 and CDK5, completely attenuated PTN-induced migration of endothelial cells, while the CDK1/2 selective inhibitor NU2058 had no effect, suggesting that inhibition of CDK5 is responsible for inhibition of PTN-induced cell migration. The complete attenuation of PTN-induced migration of endothelial cells following the down-regulation of CDK5 by siRNA further confirmed that CDK5 plays an important role in PTN-induced migration of endothelial cells. PTN increased CDK5 kinase activity with the maximum increase observed within 5 min after stimulation of cells with PTN. This was confirmed by both direct kinase assays, as well as by measuring interaction of CDK5 with its activator protein p35. PTN-induced activation of CDK5 is independent of ανβ3, but depends on RPTPβ/ζ and its downstream activated c-SRC kinase. This is the first time that an interaction between CDK5 and c-SRC is reported in extracts of endothelial cells, as well as the fact that PTN induced CDK5 activation requires c-SRC activation in these cells. Finally, we report no immediate effect of kinase CDK5 on PTN induced activation of ανβ3 integrin and ERK1/2 phosphorylation. Accumulating data favour the notion that CDK5 plays an important role in angiogenesis-related functions of endothelial cells and our data reinforce this observation. The expression of p35 in endothelial cells, the prime regulator of CDK5, is reported here for the first time in other type of cells apart from neuronal. The basic role of CDK5 in several pathologies point out the importance of research and development of compounds that can be effective in inhibiting this kinase, based on the structure of analogue 1e.

Η έρευνα για τα καρδιαγγειακά νοσήματα έχει εστιάσει την προσοχή της σε νέους ελάχιστα επεμβατικούς τρόπους επαναιμάτωσης, όπως είναι η θεραπευτική αγγειογένεση, η οποία αποτελεί μία νέα δυναμική θεραπευτική μέθοδο που επάγει τη δημιουργία νέων αιμοφόρων αγγείων σε ασθενείς με στεφανιαία νόσο. Η θρομβίνη, εκτός από τον κεντρικό της ρόλο στον καταρράκτη της πήξης του αίματος, ασκεί ένα ευρύ φάσμα δράσεων στα κύτταρα του ενδοθηλίου και μπορεί να συμβάλλει στη ρύθμιση πολλών διεργασιών, συμπεριλαμβανομένης της αγγειογένεσης. Αρχικά ο σκοπός της συγκεκριμένης ερευνητικής δουλειάς ήταν να ταυτοποιηθεί ένα πειραματικό μοντέλο διαδερμικής πρόκλησης οξέος εμφράγματος του μυοκαρδίου σε κόνικλους με εφαρμογή επεμβατικών ακτινολογικών τεχνικών υπό ακτινοσκοπική καθοδήγηση, καθώς και σύγκριση αυτής με την κλασσική χειρουργική τεχνική απολίνωσης της στεφανίαιας αρτηρίας. Η ανωτέρω μεθοδολογία επιτρέπει μέσω διωτιαίας προσπέλασης τον μη χειρουργικό υπερεκλεκτικό καθετηριασμό των στεφανιαίων αγγείων και την πρόκληση μυοκαρδιακού εμφράκτου με τοποθέτηση ειδικού σπειράματος (coil) στον πρόσθιο κατιόντα κλάδο. Ο εμβολισμός στη θέση αυτή φαίνεται ότι προκαλεί οξύ έμφραγμα του μυοκαρδίου, που αναγνωρίζεται όχι μόνο ηλεκτροκαρδιογραφικά και ιστολογικά, αλλά και αιμοδυναμικά, ενζυμικά και απεικονιστικά. Με την διωτιαία διαδερμική μυοκαρδιακή ισχαιμία μπορεί να αποφευχθεί η θωρακοτομή, περικαρδιακή τομή και άλλες τοπικές και συστηματικές ανεπιθύμητες ενέργειες μίας μείζονος χειρουργικής επέμβασης και μπορεί να επιτευχθεί ως εκ τούτου ένα πιο φυσιολογικό μοντέλο μυοκαρδιακής ισχαιμίας, χωρίς να παρατηρείται στατιστικά σημαντική διαφορά στα βιοχημικά, υπερηχογραφικά και ιστολογικα δεδομένα σε σχέση με το κλασσικό χειρουργικό μοντέλο. Επόμενος σκοπός της μελέτης ήταν να διερευνηθεί η πρόκληση αγγειογένεσης σε ίσχαιμο μυοκάρδιο με τη χρήση θρομβίνης, η οποία αποτελεί έναν αποδεδειγμένο ενεργοποιητή της αγγειογένεσης σε άλλα όργανα–στόχους και της οποίας η αγγειογενετική δράση δεν έχει μελετηθεί στο μυοκάρδιο. Μελετήσαμε αρχικώς τις αγγειογενετικές ιδιότητες της θρομβίνης μετά από ενδομυοκαρδιακή χορήγηση, σε ένα μοντέλο οξέος εμφράγματος κονίκλου και δείξαμε για πρώτη φορά ότι η εξωγενής χορήγηση θρομβίνης ενισχύει το σχηματισμό νέων λειτουργικών και σταθερών παράπλευρων αγγειακών δικτύων και αποκαθιστά την αιματική άρδευση του ίσχαιμου μυοκαρδίου, καθώς μια στατιστικά σημαντική αύξηση στην πυκνότητα των αγγείων στην μεταβατική ζώνη, όπως εκτιμήθηκε με την CD31 ανοσοϊστοχημεία, παρατηρήθηκε στην ομάδα χορήγησης θρομβίνης σε σύγκριση με την ομάδα ελέγχου. Η βελτίωση της μυοκαρδιακής αιμάτωσης συνοδεύονταν από βελτίωση της καρδιακής λειτουργίας, όπως εκφράζονταν από την στατιστικά σημαντική μείωση της LVEDP την ημέρα της ευθανασίας σε σύγκριση με τις αυξημένες μετεμφραγματικές τιμές αυτής στην ομάδα θρομβίνης. Μετέπειτα, μελετήσαμε την αγγειογενετική δράση της θρομβίνης σε μοντέλο χρόνιας ισχαιμίας μυοκαρδίου σε κονίκλους. Παρατηρήθηκε ότι μία ενδοπερικαρδιακή χορήγηση προάγει την ανάπτυξη παράπλευρου μυοκαρδιακού δικτύου και συμβάλλει στην αποκατάσταση της καρδιακής λειτουργίας. Επομένως η παρούσα μελέτη παρέχει τα πρώτα επιστημονικά δεδομένα για την αγγειογενετκή δράση της θρομβίνης σε ισχαιμικό μυοκάρδιο. Η ανάδειξη της θετικής αγγειογενετικής δράσης της θρομβίνης σε ίσχαιμο μυοκάρδιο, καθιστά την εξωγενή χορήγηση της μια πιθανή νέα θεραπευτική επιλογή σε ασθενείς με στεφανιαία νόσο. / Therapeutic angiogenesis is based on the premise that the development of new blood vessels can be augmented by exogenous administration of the appropriate growth factors and is a rapidly evolving field of modern research in the cardiovascular system. Since a variety of angiogenic factors have been tested with inconsistent so far clinical results, the challenge remains in identifying the factor that will stimulate functional neovascularization. Thrombin is a potent activator of angiogenesis, apart from its central role in blood coagulation. The aim of the present study was to establish a closed-chest, solely percutaneous, minimally invasive technique in order to induce experimental myocardial infarction by employing interventional catheterization techniques and involving fluoroscopy-guided percutaneous transauricular intra-arterial access, superselective catheterization of the left coronary artery of the rabbit heart and distal coronary embolization with a micro-coil. This model of percutaneous transauricular myocardial ischemia in the rabbit was compared with the gold standard of experimental myocardial infarction as induced by coronary ligation with a plain suture. The presented model avoids major surgery and thoracotomy and may be an equally reliable and reproducible platform for the experimental study of myocardial ischemia, with a pathophysiology similar to human pathology without statistically significant difference in troponin increase, LVEDP measurement and histopathologic results in comparison with surgical model. The next aim of this study was to investigate the angiogenic action of thrombin in a rabbit model of ischemic myocardium, as it is proven activator of angiogenesis in other target tissues. Firstly, we investigated the effects of direct intramyocardial administration of thrombin and the ability to induce vessel growth in a rabbit model of myocardial ischemia. It enhanced the angiogenic response to ischemia with a significant increase of regional collateralization, as a statistically significant increase in the vascular density at the infarct border zone, as evaluated by CD31 immunohistochemistry, was observed in the thrombin treated group compared to the control group. These benefits were accompanied by improvements in cardiac function in the ischemic territory as the thrombin treated animals also showed a statistically significant reduction in LVEDP values on the day of euthanasia compared to the postinfarct day. Afterwards, we examined the angiogenic action of thrombin in a model of chronic myocardial ischemia. A single intrapericardial administration of thrombin seems to promote the development of mature functional blood vessels and improve cardiac function. This is the first study investigating, in our knowledge, the angiogenic action of thrombin in ischemic myocardium. These results provide new insights in understanding the involvement of thrombin in vascular formation and point to a novel role of thrombin in angiogenesis. The present investigation raises the possibility that such an intervention might eventually be applied clinically for achieving optimal therapeutic angiogenesis

Το γλοιοβλάστωμα αποτελεί έναν από τους πιο θανατηφόρους τύπους καρκίνου για τον άνθρωπο δεδομένου ότι ο μέσος όρος επιβίωσης είναι 12-15 μήνες. Η συμβατική θεραπεία με τα κλασσικά χημειοθεραπευτικά σχήματα δεν έχει αποδώσει ιδιαιτέρως θετικά αποτελέσματα. Η εξέλιξη της μοριακής βιολογίας έχει «ρίξει φως» στην διερεύνηση και κατανόηση αρκετών μηχανισμών της κυτταρικής λειτουργίας που αφορούν τη μετανάστευση, τον πολλαπλασιασμό και την απόπτωση των κυττάρων. Στο γλοιοβλάστωμα έχει παρατηρηθεί αυξημένη δραστηριότητα πολλών υποδοχέων αυξητικών παραγόντων στην επιφάνεια των κυττάρων όπως ο EGFR, ο PDGFR και ο VEGFR. Ταυτόχρονα, υπάρχουν και άλλα μόρια επιφανείας με ιδιαίτερο ενδιαφέρον όπως οι ιντεγκρίνες λόγω της ιδιότητας τους να καθορίζουν τη μετανάστευση. Στη νέα εποχή των αναστολέων κινάσης τυροσίνης οι οποίοι δρουν έναντι των υποδοχέων των αυξητικών παραγόντων και θεωρούνται πολλά υποσχόμενα μικρά μόρια, πρέπει να διερευνηθεί αν μπορούν να έχουν θέση στην αντιμετώπιση του γλοιοβλαστώματος. Αρχικά έγινε εκτίμηση της επίδρασης των αναστολέων sunitinib και lapatinib ξεχωριστά αλλά και σε συνδυασμό, στο πολλαπλασιασμό και στο κυτταρικό θάνατο των κυττάρων γλοιβλαστώματος U87 και M059K σε συγκεντρώσεις 0,01, 0,1, 1 και 10μΜ. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος του 3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5 διμεθυλθειαζόλο βρωμιδίου και το ολοκληρωμένο σύστημα ανίχνευσης αννεξίνης V/προπιδίου (annexin V/propidium iodide), αντίστοιχα. Για τη διαδικασία της μετανάστευσης εφαρμόστηκε η μέθοδος μελέτης του χημειοτακτισμού. Η έκφραση μεταλλοπρωτεϊνασών MM-2 και MMP-9 εκτιμήθηκε με τη μέθοδο του ζυμογραφήματος. Περαιτέρω έγινε διερεύνηση της πιθανής εμπλοκής των φαρμάκων στο σχηματισμό συμπλόκων EGFR-υπομονάδα β1 ιντεγκρινών, PDGFR- υπομονάδα β3 ιντεγκρινών και VEGFR- υπομονάδα β3 ιντεγκρινών. Η μελέτη της δημιουργίας των συμπλόκων των β υπομονάδων των ιντεγκρινών με τους υποδοχείς αυξητικών παραγόντων έγινε χρησιμοποιώντας τη μέθοδο της ανοσοκατακρήμνισης και της ανάλυσης κατά Western. Τα αποτελέσματα επαληθεύτηκαν και με τη μέθοδο του ανοσοφθορισμού. Με την ίδια μέθοδο μελετήθηκε και η επίδραση των φαρμάκων στη φωσφορυλιωμένη μορφή της FAK. Τα πειραματικά δεδομένα έδειξαν ότι και οι δύο αναστολείς sunitinib και lapatinib, μείωσαν τον πολλαπλασιασμό με δοσοεξαρτώμενο τρόπο 48 ώρες μετά την προσθήκη τους στα κύτταρα είτε μεμονωμένα είτε σε συνδυασμό. Τα αποτελέσματα της αναστολής του πολλαπλασιασμού συμβάδιζαν με τα αποτελέσματα της απόπτωσης όπου το ποσοστό των αποπτωτικών κυττάρων αυξήθηκε. Περαιτέρω η μετανάστευση των κυττάρων εμφανίστηκε μειωμένη μετά την προσθήκη των φαρμάκων είτε μεμονωμένα είτε σε συνδυασμό. Η έκφραση των μεταλλοπρωτεϊνασών MMP-2 και MMP-9 δεν επηρεάστηκε στα κύτταρα U87 μετά την προσθήκη και των 2 φαρμάκων. Αντίθετα, στα κύτταρα M059K το sunitinib αλλά και ο συνδυασμός του με το lapatinib ελαττώσαν την έκφραση των MMPs 48 ώρες μετά τη προσθήκη τους στο θρεπτικό μέσο. Στη συνέχεια βρέθηκε ότι το lapatinib μπορεί να αναστείλει την δημιουργία συμπλόκου του EGFR με την υπομονάδα β1 των ιντεγκρινών, έως και 30 λεπτά μετά την προσθήκη του φαρμάκου στα κύτταρα. Αντίστοιχα το sunitinib μπορεί να αναστέλλει το σχηματισμό συμπλόκου της υπομονάδας β3 των ιντεγκρινών με τον VEGFR εντός δύο ωρών από την προσθήκη των φαρμάκων, χωρίς επίδραση όμως στον σχηματισμό των συμπλόκων PDGFR – υπομονάδα β3 ιντεγκρίνης. Αυτά τα αποτελέσματα επιβεβαιώθηκαν και με την χρήση ανοσοφθορισμού. Συνοψίζοντας, οι δύο αναστολείς κινάσης τυροσίνης, sunitinib και lapatinib κατάφεραν να επιδείξουν αξιόλογα αποτελέσματα στις παραμέτρους του πολλαπλασιασμού και της μετανάστευσης των κυττάρων γλοιοβλαστώματος. Τα αποτελέσματα της έρευνας είναι πρωτοποριακά διότι, αναφορικά με την μετανάστευση στο γλοίωμα, αυτή φαίνεται να αναστέλλεται αποτελεσματικότερα με τον συνδυασμό των δύο φαρμάκων πιθανά μέσω του μηχανισμού διαταραχής της δημιουργίας του συμπλόκου ιντεγκρίνης- υποδοχέας αυξητικού παράγοντα. / Glioblastoma is considered to be one of the most fatal among the malignancies in human with median survival between 12-15 months. The conventional chemotherapy cannot change the fate of these patients. Recent advances in molecular biology have shed light in the various mechanisms recruited by malignant cells in order to proliferate, metastasize and escape apoptosis. Studies in glioblastoma have already shown up-regulation in the function of tyrosine kinase receptors such as EGFR, PDGFR and VEGFR. Besides this, in the more recent years, research supports the significant role of integrins in the migration process of glioblastoma cells. In the new era of tyrosine kinase inhibitors (TKIs), where their main mechanism of action is by blocking various growth factor receptors, it has to be determined a possible contribution in the fight against glioblastoma. Initially, it was estimated a possible effect of sunitinib and lapatinib applied either alone or in combination, on U87 and M059K glioma cells’ proliferation and apoptosis using doses of 0,01 μM, 0,1 μM, 1μM and 10 μM. The proliferation was estimated using the 3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5 dimethyltetrazolium bromide assay and apoptosis using annexin V/propidium iodide detection assay. Migration assay was performed using Boyden chamber assay. The release of MMP-2 and MMP-9 into the culture medium of U87 and M059K cells was measured by zymography. Furthermore, a possible implication of the tested agents in the formation of EGFR-integrin β1 complex, VEGFR-integrin β3 and PDGFR-integrin β3 complexes formation was studied. Immunoprecipitation and western blot analysis were used for studying the complex formation of EGFR, PDGFR and VEGFR with integrins. Validation of the results was made using immunofluorescence assay. Also, similar experiments were performed for the effect of sunitinib and lapatinib in FAK phosphorylation. The results showed that both tested agents decreased cell proliferation in a dose-dependent manner 48 h after their application in both cell lines either alone or in combination. The results in cell proliferation were in line with the increase in apoptotic cells after their treatment with the tested agents. Furthermore, the ability of U87 and M059K cells to migrate was inhibited either by each agent alone or in combination. Both agents did not affect MMP-2 and MMP-9 levels in U87 cells, however, MMPs levels were decreased in M059K cells, 48h after their treatment with sunitinib either alone or in combination with lapatinib. Additionally, a time course study for the effect of lapatinib on EGFR-integrin β1 complex revealed an inhibition in complex formation up to 30 min after agent application. Likewise, sunitinib inhibited complex formation of VEGFR-integrin β3 complex within 2h after its application without affecting PDGFR-integrin β3 complex. The previously-described interruption of complexes formation was confirmed with an immunofluorescence assay. Summarizing the results, sunitinib and lapatinib exerted significant effects on glioblastoma cell proliferation, apoptosis and migration. The preliminary results of the current study are the first to support the implication of a dual anti-EGFR/HER-2 agent, lapatinib and a multi-targeted agent, sunitinib in glioma cells migration, through a mechanism implying interruption of growth factor receptor - integrin complexes formation.