Orientador: Jose Andres Yunes / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-15T09:06:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vasconcellos_JairaFerreirade_D.pdf: 12382146 bytes, checksum: 9d05fdf79968e31e12ded32312675286 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A leucemia linfóide aguda (LLA) é a neoplasia mais freqüente na infância. As interações dos blastos da LLA com as células do estroma da medula óssea (MO) têm um impacto positivo na sobrevivência das células e resistência a quimioterapia. A LLA estimula as células do estroma da MO que reciprocamente promovem a sobrevivência da leucemia. Para identificar moléculas envolvidas na interação leucemia-microambiente foi realizada análise do perfil de expressão gênica de células mesenquimais (MSC) da MO estimuladas com células primárias da LLA. O estímulo da LLA nas MSC ativou várias quimiocinas próinflamatórias, incluindo CCL2 e IL-8. Os níveis plasmáticos de CCL2 e IL-8 em crianças com LLA ao diagnóstico foram significativamente maiores do que em controles normais. A maioria das amostras de LLA primária expressou transcritos dos receptores de CCL2 e IL-8. Ensaios funcionais in vitro demonstraram que a LLA não é afetada pela adição de CCL2, IL- 8 ou anticorpos neutralizantes. Porém ambas as quimiocinas demonstraram estimular a sobrevivência das MSC em meio sem soro e aumentar sua proliferação em meio com quantidades limitadas de soro. Para explorar o efeito da IL-8 no microambiente da MO leucêmica foi sintetizado um antagonista do receptor CXCR2 da IL-8, denominado SB225002 (N-(2-hydroxy-4-nitrophenyl)-N'-(2-bromophenyl)urea). O SB225002 demonstrou efeito deletério contra as linhagens da LLA (Nalm6, REH, Jurkat, CEM e Molt4). Mas nem todas as linhagens da LLA sensíveis ao SB225002 expressaram o receptor CXCR2, sugerindo que seu mecanismo de ação ocorreria através de receptor alternativo. Recentemente foi descrito que o SB225002 também se liga a outros receptores acoplados a proteína G, dentre eles os receptores da histamina e dos canabinóides. Ambos foram testados in vitro e o receptor CNR2 dos canabinóides demonstra desempenhar função no mecanismo de ação do SB225002. Além disso, para identificar moléculas envolvidas na resposta celular ao SB225002 foi realizada a análise do perfil de expressão gênica de células Jurkat tratadas com SB225002. Eventos celulares de resposta inicial ao SB225002 incluíram (i) ativação de phospho-p44/42 ERK e (ii) ativação de GLIPR1 que demonstrou mediar a indução de morte do SB225002. Em conclusão, este trabalho indica a importância das quimiocinas CCL2 e IL-8 no microambiente da LLA, e demonstra o potencial do SB225002 como agente antileucêmico. / Abstract: The interactions of Acute Lymphoblastic Leukemia (ALL) blasts with bone marrow (BM) stromal cells have a positive impact on leukemia cell survival and resistance to chemotherapy. ALL stimulates BM stromal cells, which reciprocally promote leukemia cell survival. To identify molecules critically involved in leukemia-microenvironment crosstalk, we performed gene expression profiling analyses of primary BM mesenchymal stem cells (BMMSC) following stimulation by primary ALL cells. Leukemia stimulation of BMMSC up regulated the expression of several inflammatory chemokines, including CCL2 and IL-8. Secretion of these molecules was confirmed by ELISA assays of in vitro co-culture experiments and in BM plasma samples from pediatric ALL patients. Most primary ALL samples were found to express mRNA for CCL2 and IL-8 receptors. In vitro functional studies revealed that primary ALL cells co-cultured with BMMSC were not affected by addition of CCL2, IL-8 or neutralizing antibodies to these chemokines. On the other hand, both chemokines were found to enhance BMMSC survival in serum-free medium and to increase their proliferation in serum-starved conditions. To further explore the effect of IL-8 in the ALL-BM microenvironment the CXCR2 -IL-8 receptor-antagonist SB225002 ( N - ( 2 - hydroxyl - 4 - nitrophenyl ) - N' - ( 2 - bromophenyl ) urea) was synthesized. SB225002 had a deleterious effect against ALL cell lines (Nalm6, REH, Jurkat, CEM, and Molt4). Suprisingly, not all the ALL cells lines that were sensitive to SB225002 expressed CXCR2 receptor. This find suggested that the SB225002's mechanism of action occurred through a different receptor. SB225002 was recently described to also bind histamine and cannabinoid receptors that were investigated in ALL and the CNR2 cannabinoid receptor demonstrated to play a role in SB225002 mechanism of action. To identify molecules involved in the cellular effects promoted by SB225002, gene expression profiling analyses was performed of Jurkat cells treated with SB225002. Early cellular effects enhanced by SB225002 included (i) activation of phospho-p44/42 ERK and (ii) up regulation of GLIPR1 that shown to mediate SB225002-induced apoptosis. In conclusion, this work support a significant role for the chemokines CCL2 and IL-8 in the ALL-BM microenvironment, and demonstrate SB225002's therapeutic potential. / Doutorado / Ciencias Biomedicas / Doutor em Ciências Médicas

As peroxirredoxinas (Prx) são enzimas antioxidantes que se destacam pela capacidade de decompor uma grande variedade de hidroperóxidos com elevada eficiência (106-108M-1s-1), mantendo essas moléculas em níveis adequados à homeostase celular. Entretanto, já foi demonstrado que em diversos tipos tumorais os níveis de Prx são extremamente aumentados e experimentos envolvendo sua inativação resultam na diferenciação ou apoptose de células tumorais. Recentemente, foi descoberto um diterpenóide denominado adenantina que seria o primeiro inibidor para as Prx1 e Prx2 de humanos e foi demonstrada que sua aplicação em células de leucemia mieloide aguda promoveu diferenciação ou apoptose dessas células. Nesse contexto, o presente trabalho apresenta duas vertentes: 1) A caracterização das alterações estruturais e funcionais promovidas pela ligação da adenantina ao sítio ativo das Prx utilizando Tsa1 de Saccharomyces cerevisiae como modelo biológico, em função da sua alta similaridade com Prx2 de humanos; 2) Avaliação da atividade antitumoral dose dependente de adenantina sobre as linhagens celulares REH e MOLT-4 de leucemia linfoide aguda. No que concerne à primeira linha de investigação, nossos resultados revelam que Tsa1 é suscetível à inibição por adenantina, uma vez que o tratamento reduziu em ~66 % a velocidade de decomposição de peróxido de hidrogênio. Adicionalmente, a mutação da Thr44 de Tsa1, pertencente à chamada tríade catalítica, por uma Ser resultou em uma proteína mais suscetível a alterações na estrutura secundária e à inibição da atividade peroxidásica em função da ligação com adenantina, apresentando uma diminuição de ~85% na velocidade de reação. Características semelhantes foram observadas para a proteoforma Tsa2 de S. cerevisiae, que carreia naturalmente a substituição da Thr44 pela Ser. Análises de sequências de Prx em bancos de dados revelaram que majoritariamente proteínas contendo Ser são encontradas em organismos procariotos, muitos deles patogênicos. Finalmente, demonstramos por meio de ensaios citotoxicidade que as bactérias Staphylococcus aureus e Staphylococcus epidermidis, que possuem uma Ser na tríade catalítica, têm seu crescimento inibido pelo tratamento com adenantina (IC50 de 460µM e 77µM, respectivamente), enquanto que para Escherichia coli, que possui Thr nessa posição, a toxicidade da adenantina foi bastante baixa (não foi possível determinar o IC50 nas condições utilizadas). Dessa forma, os dados apresentados neste trabalho demonstram o potencial da utilização da adenantina tanto como antibiótico quanto como antileucêmico. / Peroxiredoxins (Prx) are antioxidant enzymes which stand out due the ability to decompose a wide variety of hydroperoxides with high efficiency (106-108M-1s-1) maintaining these molecules at suitable levels to cellular homeostasis and participating in several signaling events. However, it has been shown that, in many tumor types, Prx levels are extremely increased and experiments involving its inactivation have resulted in differentiation or apoptosis of tumor cells. It was recently found a diterpenoid, called adenanthin, that would be the first human Prx1 and Prx2 inhibitor and it was demonstrated that its application in acute myeloid leukemia cells was able to promote differentiation or apoptosis. In this context, this work presents two lines of research: 1) Characterization of structural and functional changes promoted by adenanthin binding to Prx active site using Tsa1 from Saccharomyces cerevisiae as biological model, due to its high similarity to human Prx2. 2) Evaluation of adenanthin dose-dependent antitumor activity over the acute lymphoid leukemia cell lines REH and MOLT-4. As regards the first line of research, our result reveal that Tsa1 is susceptible to inhibition by adenanthin, since the treatment with this binder reduced the hydrogen peroxide decomposition velocity in ~ 66%. In addition, the replacement of Thr44 from Tsa1, aminoacid belonging to the so-called catalytic triad, by a Ser resulted in a protein more susceptible to alterations in secondary structure and to peroxidase activity inhibition in function of adenanthin binding, presenting ~85% of decrease in reaction velocity. Similar characteristics were observed for Tsa2 proteoform from S. cerevisiae, which naturally carries the substitution of Thr44 by Ser. Prx sequences analyzes in databases revealed that mostly Ser-containing proteins are found in prokaryotic organisms, many of them pathogenic ones. Finally, we demonstrate through cytotoxicity assays that the bacteria Staphylococcus aureus and Staphylococcus epidermidis, which have a Ser in catalytic triad, have their growth inhibited by adenanthin treatment (IC50 of 460µM and 77µM, respectively), whereas for Escherichia Coli, which has Thr at that position, the tocyxicity of adenanthin was quite low (it was not possible to determine the IC50 under the used conditions). Regarding the second line of investigation, we found that adenanthin is able to induce the death of leukemic cell lines REH and MOLT-4, and for the last one, there was an unexpected proliferation of cells treated by the longest incubation period (72 hours), characterizing a possible indication of differentiation process. In this sense, the data presented here demonstrate the potential of adenanthin use in both antibiotic and antileukemic treatments.

A L-Asparaginase (L-ASNase) é uma enzima tetramérica bacteriana, utilizada em sessões de quimioterapia. Essa enzima depleta os aminoácidos asparagina (Asn) e glutamina (Gln), transformando-os em aspartato (Asp) ou glutamato (Glu), respectivamente, e em amônia. Contudo, a L-ASNase pode induzir resposta imune, levando à produção de anticorpos antiasparaginase, uma causa importante de resistência ao medicamento. Uma L-ASNase ideal seria aquela com alta atividade e estabilidade e baixo potencial imunogênico, porém, as L-ASNases utilizadas na terapêutica não reúnem essas características simultaneamente. Por essa razão, o presente trabalho utilizou técnicas de mutagênese randômica, a fim de criar uma nova proteoforma de L-ASNase de E. chrysanthemi com uma melhor atividade e estabilidade. Além disso, foram estudadas condições de cultivo em agitador metabólico, visando à otimização de condições de produção. Foi criada uma biblioteca com 1.056 clones, e desses, 19 foram selecionados por apresentarem atividade superior ou igual à enzima selvagem quando dosada em extrato bruto. Dentre eles, dois mutantes se destacaram por apresentarem a atividade específica glutaminásica diferente da enzima selvagem. Análises in silico indicam que o mutante 9-6D apresentou diminuição de desordem estrutural e epítopos imunogênicos. O mutante 9-5F demonstrou uma diminuição da porcentagem da atividade glutaminásica quando comparada a enzima selvagem. O estudo de produção do mutante 9-5F indicou que a temperatura de indução, seguida da concentração do indutor, são os parâmetros mais relevantes para a otimização da produção de L-ASNase de E. chrysanthemi mutante. / L-Asparaginase (L-ASNase) is a bacterial tetrameric enzyme used in chemotherapy sessions that deplete asparagine (Asn) and glutamine (Gln), transforming them into Aspartate (Asp) or glutamate (Glu), respectively, and ammonia. However, L-ASNase can induce immune response leading to the production of anti-asparaginase antibody, an important cause of drug resistance. Ideally, L-ASNase would be one with high activity, high stability and low immunogenic potential, but the L-ASNases commercially available today do not present these characteristics simultaneously. For this reason, this study used techniques of random and site-directed mutagenesis in order to create a new proteoform of E. chrysanthemi L-ASNase with improved activity and stability. In addition, culture conditions were studied in a metabolic shaker, aiming at the optimization of production conditions. A library with 1,056 clones was created, and of these clones, 19 were selected because they had activity superior or equal to the wild-type enzyme in crude protein extract. Among them, 2 mutants stood out for having different glutaminase specific activity in relation to wild-type enzyme. The 9-6D mutant also showed decreased structural disorder and immunogenic epitopes. The 9-5F mutant demonstrated a decrease in percentage of glutaminase activity when compared to the wild-type enzyme. The production study of 9-5F mutant indicated that the induction temperature followed by the inductor concentration are the most relevant parameters for the production optimization of E. chrysanthemi mutant L-ASNase.

A L-Asparaginase (L-ASNase) é uma enzima tetramérica bacteriana, utilizada em sessões de quimioterapia. Essa enzima depleta os aminoácidos asparagina (Asn) e glutamina (Gln), transformando-os em aspartato (Asp) ou glutamato (Glu), respectivamente, e em amônia. Contudo, a L-ASNase pode induzir resposta imune, levando à produção de anticorpos antiasparaginase, uma causa importante de resistência ao medicamento. Uma L-ASNase ideal seria aquela com alta atividade e estabilidade e baixo potencial imunogênico, porém, as L-ASNases utilizadas na terapêutica não reúnem essas características simultaneamente. Por essa razão, o presente trabalho utilizou técnicas de mutagênese randômica, a fim de criar uma nova proteoforma de L-ASNase de E. chrysanthemi com uma melhor atividade e estabilidade. Além disso, foram estudadas condições de cultivo em agitador metabólico, visando à otimização de condições de produção. Foi criada uma biblioteca com 1.056 clones, e desses, 19 foram selecionados por apresentarem atividade superior ou igual à enzima selvagem quando dosada em extrato bruto. Dentre eles, dois mutantes se destacaram por apresentarem a atividade específica glutaminásica diferente da enzima selvagem. Análises in silico indicam que o mutante 9-6D apresentou diminuição de desordem estrutural e epítopos imunogênicos. O mutante 9-5F demonstrou uma diminuição da porcentagem da atividade glutaminásica quando comparada a enzima selvagem. O estudo de produção do mutante 9-5F indicou que a temperatura de indução, seguida da concentração do indutor, são os parâmetros mais relevantes para a otimização da produção de L-ASNase de E. chrysanthemi mutante. / L-Asparaginase (L-ASNase) is a bacterial tetrameric enzyme used in chemotherapy sessions that deplete asparagine (Asn) and glutamine (Gln), transforming them into Aspartate (Asp) or glutamate (Glu), respectively, and ammonia. However, L-ASNase can induce immune response leading to the production of anti-asparaginase antibody, an important cause of drug resistance. Ideally, L-ASNase would be one with high activity, high stability and low immunogenic potential, but the L-ASNases commercially available today do not present these characteristics simultaneously. For this reason, this study used techniques of random and site-directed mutagenesis in order to create a new proteoform of E. chrysanthemi L-ASNase with improved activity and stability. In addition, culture conditions were studied in a metabolic shaker, aiming at the optimization of production conditions. A library with 1,056 clones was created, and of these clones, 19 were selected because they had activity superior or equal to the wild-type enzyme in crude protein extract. Among them, 2 mutants stood out for having different glutaminase specific activity in relation to wild-type enzyme. The 9-6D mutant also showed decreased structural disorder and immunogenic epitopes. The 9-5F mutant demonstrated a decrease in percentage of glutaminase activity when compared to the wild-type enzyme. The production study of 9-5F mutant indicated that the induction temperature followed by the inductor concentration are the most relevant parameters for the production optimization of E. chrysanthemi mutant L-ASNase.

Introdução: A leucemia linfoide aguda (LLA) \"BCR-ABL1-like\" exibe um perfil de expressão gênica semelhante ao observado em pacientes com LLA BCR-ABL1+. Este subtipo representa até 15% de todos os casos de LLA de linhagem B na população pediátrica e é frequentemente associado à presença de deleção total ou parcial do gene IKZF1. As isoformas de domínio negativo têm sido associadas a um aumento na chance de falha de resposta ao tratamento e tem sido associada com pior prognóstico. Objetivos: Analisar a presença de deleções do gene IKZF1 e a expressão de suas isoformas em amostras de medula óssea ao diagnóstico de crianças com LLA por técnica simplificada e de baixo custo de RT-PCR (reverse transcription polymerase chain reaction) e avaliar a associação desta alteração com fatores clínicos, biológicos e sobrevida. Metodologia: Foram analisadas 137 amostras de medula óssea colhidas ao diagnóstico de crianças com LLA, sendo 100 amostras de LLA de linhagem B, 35 de linhagem T e 2 na qual não foi possível a definição do imunofenópo, todas classificadas e tratadas segundo o protocolos GBTLI-99. A presença de deleções das isoformas do gene IKZF1 foi analisada por técnica de RT-PCR e confirmadas por sequenciamento automático. Associação entre deleção do IKZF1 e as variáveis idade, número de glóbulos brancos, grupo de risco, subgrupo molecular, presença de doença residual mínima e evento (recidiva ou óbito) foi analisada pelo teste exato de Fisher. Sobrevida livre de eventos, sobrevida livre de doença e sobrevida global foram avaliadas por curvas de Kaplan-Meier e teste log-rank. Análise multivariada por modelo de regressão de Cox foi utilizada para testar a independência dos fatores prognósticos. Resultados: Deleção total ou parcial no gene IKZF1 foi observada em 27/100 amostras de LLA B-derivada, sendo 15 evidenciando hiperexpressão das isoformas 6 ou 10, em 9 a expressão das isoformas foi de fraca intensidade e em 3 houve deleção total do gene. Nas amostras de LLA T-derivada foram observadas 3 alterações sendo 2 hiperexpressões da isoforma Ik6 e uma deleção total do gene. Presença de expressão forte das isoformas Ik6/Ik10 de IKZF1 foi associada na LLA B-derivada com pior sobrevida livre de eventos (SG), sobrevida livre de doença (SLD) e sobrevida global (SG)(P<0,001)). A presença de qualquer deleção do gene teve impacto apenas na SG (P=0,003). A sobrevida livre de eventos em 5 anos foi de 78,1 ± 4,6% versus 32 ± 12,4 % (P< 0,001), para os grupos sem e com expressão forte das isoformas Ik6/Ik10 forte de IKZF1 respectivamente, com risco relativo de evento desfavorável de 6.034 (95% IC: 2,105 - 17,295) para a presença da deleção. Análise multivariada por modelo de regressão de Cox nas LLA de linhagem B mostrou que expressão forte das isoformas Ik6/Ik10 foi o principal fator prognóstico independente (P<0.001) quando analisada em associação com idade, imunofenótipo (ausência de CD10), status da medula óssea no D28 da terapia de indução (M2/M3) e presença de DRM no D28 da indução tanto para SLE, quanto para SLD e SG. Nossos dados sugerem que o uso de técnica simplificada e de baixo custo para análise de deleções do gene IKZF1 é capaz de detectar pacientes com maior risco de recidiva, podendo ser útil na estratificação de pacientes com LLA de linhagem B em futuros protocolos de tratamento. Estudos multicêntricos com maior número de casos são necessários para confirmação destes resultados. / Introduction: Acute lymphoblastic leukemia (ALL) \"BCR-ABL1-like\" exhibits a gene expression profile similar to that observed in patients with BCR-ABL1 + ALL. This subtype accounts for up to 15% of all B lineage ALL cases in the pediatric population and is often associated with the presence of total or partial deletion of the IKZF1 gene. Negative domain isoforms have been associated with an increased chance of treatment failure and have been associated with poorer prognosis. Objectives: To analyze the presence of deletions of the IKZF1 gene and the expression of its isoforms in bone marrow samples to the diagnosis of children with ALL by simplified technique and lowcost RT-PCR (reverse transcription polymerase chain reaction) and to evaluate the association of this with clinical, biological and survival factors. Methodology: It has been analyzed 137 bone marrow samples collected at the diagnosis of children with ALL, 100 samples of ALL B lineage , 35 of T lineage and 2 in which it was not possible to define the immunophenotype, all classified and treated according to GBTLI protocols -99. The presence of deletions of the IKZF1 gene isoforms was analyzed by RT-PCR technique and confirmed by automatic sequencing. The association between IKZF1 deletion and the variables age, white blood cell count, risk group, molecular subgroup, presence of minimal residual disease and event (recurrence or death) were analyzed by the Fisher exact test. Event-free survival, disease-free survival and overall survival were assessed by Kaplan-Meier curves and log-rank test. Multivariate analysis by Cox regression model was used to test the independence of prognostic factors. Results: Total or partial deletion in the IKZF1 gene was observed in 27/100 samples of B-derived ALL, 15 of which showed hyperexpression of isoforms 6 or 10, in 9 the expression of the isoforms was of low intensity and in 3 there was total deletion of the gene . In the T- derived ALL samples, 3 alterations were observed, 2 hyperexpressions of the Ik6 isoform and a total deletion of the gene. The presence of strong Ik6/Ik10 isoform expression was associated in B-derived ALL with worse event-free survival (SLE), disease-free survival (SLD), and overall survival (OS) (P <0.001). The presence of any deletion of the gene had an impact only on the SLE (P = 0.003). The 5-year event-free survival was 78.1 ± 4.6% versus 32 ± 12.4% (P <0.001), for the groups with and without a strong deletion of IKZF1 respectively, with relative risk of unfavorable event of 6,034 (95% CI: 2,105 - 17,295) for the presence of the deletion. Multivariate analysis by Cox regression model in B lineage ALL showed that the strong expression of Ik6 / Ik10 isoforms was the main independent prognostic factor (P <0.001) when analyzed in association with age, immunophenotype (absence of CD10), marrow status bone in D28 of induction therapy (M2 / M3) and presence of DRM in induction D28 for both SLE, SLD and SG. Our data suggest that the use of simplified and low-cost IKZF1 gene deletion analysis is capable of detecting patients at higher risk of relapse and may be useful in the stratification of patients with B lineage ALL in future treatment protocols. Multicentric studies with a greater number of cases are necessary to confirm these results.

Introdução: A leucemia linfoide aguda (LLA) \"BCR-ABL1-like\" exibe um perfil de expressão gênica semelhante ao observado em pacientes com LLA BCR-ABL1+. Este subtipo representa até 15% de todos os casos de LLA de linhagem B na população pediátrica e é frequentemente associado à presença de deleção total ou parcial do gene IKZF1. As isoformas de domínio negativo têm sido associadas a um aumento na chance de falha de resposta ao tratamento e tem sido associada com pior prognóstico. Objetivos: Analisar a presença de deleções do gene IKZF1 e a expressão de suas isoformas em amostras de medula óssea ao diagnóstico de crianças com LLA por técnica simplificada e de baixo custo de RT-PCR (reverse transcription polymerase chain reaction) e avaliar a associação desta alteração com fatores clínicos, biológicos e sobrevida. Metodologia: Foram analisadas 137 amostras de medula óssea colhidas ao diagnóstico de crianças com LLA, sendo 100 amostras de LLA de linhagem B, 35 de linhagem T e 2 na qual não foi possível a definição do imunofenópo, todas classificadas e tratadas segundo o protocolos GBTLI-99. A presença de deleções das isoformas do gene IKZF1 foi analisada por técnica de RT-PCR e confirmadas por sequenciamento automático. Associação entre deleção do IKZF1 e as variáveis idade, número de glóbulos brancos, grupo de risco, subgrupo molecular, presença de doença residual mínima e evento (recidiva ou óbito) foi analisada pelo teste exato de Fisher. Sobrevida livre de eventos, sobrevida livre de doença e sobrevida global foram avaliadas por curvas de Kaplan-Meier e teste log-rank. Análise multivariada por modelo de regressão de Cox foi utilizada para testar a independência dos fatores prognósticos. Resultados: Deleção total ou parcial no gene IKZF1 foi observada em 27/100 amostras de LLA B-derivada, sendo 15 evidenciando hiperexpressão das isoformas 6 ou 10, em 9 a expressão das isoformas foi de fraca intensidade e em 3 houve deleção total do gene. Nas amostras de LLA T-derivada foram observadas 3 alterações sendo 2 hiperexpressões da isoforma Ik6 e uma deleção total do gene. Presença de expressão forte das isoformas Ik6/Ik10 de IKZF1 foi associada na LLA B-derivada com pior sobrevida livre de eventos (SG), sobrevida livre de doença (SLD) e sobrevida global (SG)(P<0,001)). A presença de qualquer deleção do gene teve impacto apenas na SG (P=0,003). A sobrevida livre de eventos em 5 anos foi de 78,1 ± 4,6% versus 32 ± 12,4 % (P< 0,001), para os grupos sem e com expressão forte das isoformas Ik6/Ik10 forte de IKZF1 respectivamente, com risco relativo de evento desfavorável de 6.034 (95% IC: 2,105 - 17,295) para a presença da deleção. Análise multivariada por modelo de regressão de Cox nas LLA de linhagem B mostrou que expressão forte das isoformas Ik6/Ik10 foi o principal fator prognóstico independente (P<0.001) quando analisada em associação com idade, imunofenótipo (ausência de CD10), status da medula óssea no D28 da terapia de indução (M2/M3) e presença de DRM no D28 da indução tanto para SLE, quanto para SLD e SG. Nossos dados sugerem que o uso de técnica simplificada e de baixo custo para análise de deleções do gene IKZF1 é capaz de detectar pacientes com maior risco de recidiva, podendo ser útil na estratificação de pacientes com LLA de linhagem B em futuros protocolos de tratamento. Estudos multicêntricos com maior número de casos são necessários para confirmação destes resultados. / Introduction: Acute lymphoblastic leukemia (ALL) \"BCR-ABL1-like\" exhibits a gene expression profile similar to that observed in patients with BCR-ABL1 + ALL. This subtype accounts for up to 15% of all B lineage ALL cases in the pediatric population and is often associated with the presence of total or partial deletion of the IKZF1 gene. Negative domain isoforms have been associated with an increased chance of treatment failure and have been associated with poorer prognosis. Objectives: To analyze the presence of deletions of the IKZF1 gene and the expression of its isoforms in bone marrow samples to the diagnosis of children with ALL by simplified technique and lowcost RT-PCR (reverse transcription polymerase chain reaction) and to evaluate the association of this with clinical, biological and survival factors. Methodology: It has been analyzed 137 bone marrow samples collected at the diagnosis of children with ALL, 100 samples of ALL B lineage , 35 of T lineage and 2 in which it was not possible to define the immunophenotype, all classified and treated according to GBTLI protocols -99. The presence of deletions of the IKZF1 gene isoforms was analyzed by RT-PCR technique and confirmed by automatic sequencing. The association between IKZF1 deletion and the variables age, white blood cell count, risk group, molecular subgroup, presence of minimal residual disease and event (recurrence or death) were analyzed by the Fisher exact test. Event-free survival, disease-free survival and overall survival were assessed by Kaplan-Meier curves and log-rank test. Multivariate analysis by Cox regression model was used to test the independence of prognostic factors. Results: Total or partial deletion in the IKZF1 gene was observed in 27/100 samples of B-derived ALL, 15 of which showed hyperexpression of isoforms 6 or 10, in 9 the expression of the isoforms was of low intensity and in 3 there was total deletion of the gene . In the T- derived ALL samples, 3 alterations were observed, 2 hyperexpressions of the Ik6 isoform and a total deletion of the gene. The presence of strong Ik6/Ik10 isoform expression was associated in B-derived ALL with worse event-free survival (SLE), disease-free survival (SLD), and overall survival (OS) (P <0.001). The presence of any deletion of the gene had an impact only on the SLE (P = 0.003). The 5-year event-free survival was 78.1 ± 4.6% versus 32 ± 12.4% (P <0.001), for the groups with and without a strong deletion of IKZF1 respectively, with relative risk of unfavorable event of 6,034 (95% CI: 2,105 - 17,295) for the presence of the deletion. Multivariate analysis by Cox regression model in B lineage ALL showed that the strong expression of Ik6 / Ik10 isoforms was the main independent prognostic factor (P <0.001) when analyzed in association with age, immunophenotype (absence of CD10), marrow status bone in D28 of induction therapy (M2 / M3) and presence of DRM in induction D28 for both SLE, SLD and SG. Our data suggest that the use of simplified and low-cost IKZF1 gene deletion analysis is capable of detecting patients at higher risk of relapse and may be useful in the stratification of patients with B lineage ALL in future treatment protocols. Multicentric studies with a greater number of cases are necessary to confirm these results.

Acute Lymphocitic Leukemia (ALL) is the most common cause of childhood cancer and occurs in adults in 20%. Lymphoblasts accumulation is a characteristic of the disease since the leukemic cells retain some multiplication ability without differentiation. The chemotherapy treatment for ALL has been proven effectiveness leading 95% cases to remission however, some patients may have recurrence disease. An accurate diagnosis is critical for the correct treatment and therefore longer survival. Molecular biology techniques have contributed to the early detection of recurrence, mainly by PCR method. Considering the high frequency of clonal rearrangements in leukemia (about 90 to 95%) the analysis of clonal immunoglobulin (Ig) or T-cell receptor (TCR) rearrangements by PCR has been shown to be useful for treatment monitoring the minimal residual disease. This study aimed to standardize the PCR for Ig and TCR rearrangements technique and characterize the pacients at the University Hospital of Santa Maria, through these analysis. After adjustments the technique was considered a reliable procedure and relatively easy to perform. The higher frequency of rearrangements were detected in IgH gene (82.76%) by the DH7 sequences (14 samples), Vg1 (10 samples), VH3 and V2D3 (9 cases). IgK rearrangements occurred in frequency of 31.03, TCRG and TCRD rearrangements to 41.37%, and Sil-Tal to 3.45%. / A Leucemia Linfoide Aguda (LLA) é a causa mais comum de câncer infantil e ocorre em 20% dos adultos. Tem como característica o acúmulo de linfoblastos, células leucêmicas que mantêm capacidade de multiplicação, porém, sem diferenciação. O tratamento quimioterápico para LLA tem se mostrado eficaz e levado à remissão em 95% dos casos, no entanto, alguns pacientes podem apresentar recidiva da doença. O diagnóstico preciso é fundamental para o tratamento correto do paciente e, consequentemente, elevar a sobrevida. Metodologias de biologia molecular têm contribuído para a detecção precoce de recidivas, principalmente por técnicas de reação em cadeia da polimerase (PCR). Tendo em vista que nas LLA os rearranjos clonais de imunoglobulinas (Ig) ou de receptores de células T (TCR) ocorrem em 90 a 95% dos casos, as análises destes por PCR tem-se mostrado método útil para o acompanhamento do tratamento, detecção de doença residual mínima. O presente estudo teve como objetivo padronizar a técnica de pesquisa de rearranjos de Ig e TCR, e caracterizar a sua frequência na população de pacientes com LLA do Hospital Universitário de Santa Maria. A técnica para pesquisa da prevalência de rearranjos gênicos mostrou-se, depois de ajustadas os devidos detalhes, um procedimento de reprodutibilidade confiável e relativamente fácil execução. A maior frequência de rearranjos foi detectada no gene IgH (82,76%), sendo representada por amplificações nas sequências DH7 (14 amostras), Vg1 (10 amostras), VH3 e V2D3 (9 amostras). Rearranjos de IgK ocorreram em frequência de 31,03%, rearranjos TCRG e TCRD com 41,37% e Sil-Tal em 3,45%.

O câncer é a primeira causa de mortes por doença, após 1 ano de idade, até o final da adolescência, excetuando aquelas relacionadas aos acidentes e à violência. A Leucemia Linfoide Aguda (LLA) afeta células linfoides e agrava-se rapidamente. São os tumores mais frequentes na infância e representam um terço de todas as neoplasias malignas nesta faixa etária. Em média, a taxa de cura excede 70%, todavia, apesar dos avanços das últimas décadas, os índices de crianças que apresentam recidiva da doença continua significativo. Danos endógenos ao DNA ocorrem numa frequência altíssima, além dos danos causados por terapias antitumorais. Alteração no reparo ao dano do DNA pode induzir mecanismos de resistência ao tratamento quimioterápico, resultando em aumento do reparo de lesões do DNA. Reparo por Excisão de Nucleotídeos (NER) é a via de reparo de DNA mais versátil e flexível nas células. Seus componentes estão sendo estudados como biomarcadores de prognóstico e terapias-alvo. No entanto, alguns relatórios têm abordado danos de DNA em Leucemia Linfoide Aguda (LLA) pediátrica. Neste estudo, realizamos um estudo de acompanhamento observacional em pacientes pediátricos para avaliar os danos do DNA pelo Ensaio Cometa Alcalino e expressão gênica da via de NER durante a indução da quimioterapia. Amostras de medula óssea (MO) ao diagnóstico, dia 15 (D15) e 30 (D30) do tratamento foram coletadas de 28 pacientes com LLA. Não houve aumento no índice de dano. No entanto, houve uma redução de células com baixo danos na comparação do D35 com o diagnóstico. Este resultado se confirmou em pacientes que apresentaram doença residual mínima positiva. A via de NER permaneceu constante, no entanto, em um único paciente, foi observada uma diminuição significativa da expressão dos genes, talvez devido ao silenciamento ou a regulação negativa das vias de reparo. Níveis de danos e reparação do DNA podem influenciar o resultado clínico, estar envolvidos na resistência aos fármacos e potencializar o risco de recidiva. Este é o primeiro estudo que avalia o dano ao DNA em amostras de MO de pacientes pediátricos com LLA. Apesar do pequeno número de pacientes alocados para o estudo, a partir dos achados é possível concluir que complexos de reparo merecem ser investigados a curto e a longo prazo. Acompanhamento dos resultados do paciente vai ajudar a elucidar a implicação dos nossos achados em taxas de cura e de recidiva. / Cancer is the leading cause of death by disease after 1 year old until the end of adolescence, except those related to accidents and violence. Acute Lymphoid Leukemia (ALL) affects lymphoid cells and worsens quickly. They are the most frequent tumors in childhood and account for a third of all malignancies in this age group. On average, the cure rate exceeds 70%, however, despite the progress of recent decades, rates of children with disease recurrence remains significant. Endogenous DNA damage occurs at a very high frequency, in addition to the damage caused by anti-tumor therapies. Change in the repair of DNA damage can induce resistance mechanisms to chemotherapy, resulting in increased repair of DNA lesions. Nucleotide Excision Repair (NER) pathway is the more versatile and flexible DNA repair in cells. Its components are being studied as prognostic biomarkers and targeted therapies. However, there are some reports of DNA damage in pediatric Acute Lymphoid Leukemia (ALL). In this study, we conducted an observational follow-up study in pediatric patients to assess DNA damage by alkaline comet assay and gene expression of NER pathway during induction chemotherapy. Bone marrow (BM) samples at diagnosis, 15th (D15) and 30th (D30) of treatment were collected from 28 patients with ALL. There was no increase in damage index. However, there was a reduction of cells with low damage in comparison to the D35 diagnosis. This result was confirmed in patients with positive minimal residual disease. The NER pathway remained constant, however, in one patient, a significant decrease of gene expression was observed perhaps due to the silencing or down-regulation of repair pathways. Damage levels and DNA repair can influence the clinical result and may be involved in drug resistance and enhance the risk of recurrence. This is the first study to assess DNA damage in BM samples of pediatric patients with ALL. Despite the small number of patients allocated to the study, from the findings we conclude that repair complex deserves to be investigated in the short and long term. Monitoring patient’s outcomes will help to access the implication of our findings in cure and relapse rates.

O câncer é a primeira causa de mortes por doença, após 1 ano de idade, até o final da adolescência, excetuando aquelas relacionadas aos acidentes e à violência. A Leucemia Linfoide Aguda (LLA) afeta células linfoides e agrava-se rapidamente. São os tumores mais frequentes na infância e representam um terço de todas as neoplasias malignas nesta faixa etária. Em média, a taxa de cura excede 70%, todavia, apesar dos avanços das últimas décadas, os índices de crianças que apresentam recidiva da doença continua significativo. Danos endógenos ao DNA ocorrem numa frequência altíssima, além dos danos causados por terapias antitumorais. Alteração no reparo ao dano do DNA pode induzir mecanismos de resistência ao tratamento quimioterápico, resultando em aumento do reparo de lesões do DNA. Reparo por Excisão de Nucleotídeos (NER) é a via de reparo de DNA mais versátil e flexível nas células. Seus componentes estão sendo estudados como biomarcadores de prognóstico e terapias-alvo. No entanto, alguns relatórios têm abordado danos de DNA em Leucemia Linfoide Aguda (LLA) pediátrica. Neste estudo, realizamos um estudo de acompanhamento observacional em pacientes pediátricos para avaliar os danos do DNA pelo Ensaio Cometa Alcalino e expressão gênica da via de NER durante a indução da quimioterapia. Amostras de medula óssea (MO) ao diagnóstico, dia 15 (D15) e 30 (D30) do tratamento foram coletadas de 28 pacientes com LLA. Não houve aumento no índice de dano. No entanto, houve uma redução de células com baixo danos na comparação do D35 com o diagnóstico. Este resultado se confirmou em pacientes que apresentaram doença residual mínima positiva. A via de NER permaneceu constante, no entanto, em um único paciente, foi observada uma diminuição significativa da expressão dos genes, talvez devido ao silenciamento ou a regulação negativa das vias de reparo. Níveis de danos e reparação do DNA podem influenciar o resultado clínico, estar envolvidos na resistência aos fármacos e potencializar o risco de recidiva. Este é o primeiro estudo que avalia o dano ao DNA em amostras de MO de pacientes pediátricos com LLA. Apesar do pequeno número de pacientes alocados para o estudo, a partir dos achados é possível concluir que complexos de reparo merecem ser investigados a curto e a longo prazo. Acompanhamento dos resultados do paciente vai ajudar a elucidar a implicação dos nossos achados em taxas de cura e de recidiva. / Cancer is the leading cause of death by disease after 1 year old until the end of adolescence, except those related to accidents and violence. Acute Lymphoid Leukemia (ALL) affects lymphoid cells and worsens quickly. They are the most frequent tumors in childhood and account for a third of all malignancies in this age group. On average, the cure rate exceeds 70%, however, despite the progress of recent decades, rates of children with disease recurrence remains significant. Endogenous DNA damage occurs at a very high frequency, in addition to the damage caused by anti-tumor therapies. Change in the repair of DNA damage can induce resistance mechanisms to chemotherapy, resulting in increased repair of DNA lesions. Nucleotide Excision Repair (NER) pathway is the more versatile and flexible DNA repair in cells. Its components are being studied as prognostic biomarkers and targeted therapies. However, there are some reports of DNA damage in pediatric Acute Lymphoid Leukemia (ALL). In this study, we conducted an observational follow-up study in pediatric patients to assess DNA damage by alkaline comet assay and gene expression of NER pathway during induction chemotherapy. Bone marrow (BM) samples at diagnosis, 15th (D15) and 30th (D30) of treatment were collected from 28 patients with ALL. There was no increase in damage index. However, there was a reduction of cells with low damage in comparison to the D35 diagnosis. This result was confirmed in patients with positive minimal residual disease. The NER pathway remained constant, however, in one patient, a significant decrease of gene expression was observed perhaps due to the silencing or down-regulation of repair pathways. Damage levels and DNA repair can influence the clinical result and may be involved in drug resistance and enhance the risk of recurrence. This is the first study to assess DNA damage in BM samples of pediatric patients with ALL. Despite the small number of patients allocated to the study, from the findings we conclude that repair complex deserves to be investigated in the short and long term. Monitoring patient’s outcomes will help to access the implication of our findings in cure and relapse rates.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:16:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EricaAG_DISSERT.pdf: 1548086 bytes, checksum: c8d01670d1a770711f3300b93e502612 (MD5) Previous issue date: 2011-07-01 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Leukemia is a heterogeneous group of hematologic malignancies that result from partial or total transformation of the blast cells. The Acute Lymphoblastic Leukemia (ALL) is the most common malignancy in childhood, especially in male, Caucasian children younger than 14 years. Several criteria are adopted to classify ALL, including the cell morphology, cytochemistry, immunophenotyping and cytogenetic analysis. Cytogenetic studies allow a more detailed analysis to detect chromosomal abnormalities of leukemic cells. These modifications will determine the diagnosis, classification, stage characterization, remission assessment and prognosis. In this study were evaluated 30 patients, aged from four months to seventeen years, of both sexes and various ethnicities. The age distribution showed that 67% of patients had between one and ten years (with mean age of XX years old), the most prevalent ethnic was Caucasian (50%) and 57% were males. According to immunophenotype, 93% of patients had B-cells progenitor ALL and 7% early lineage T. Considering the total studied population, the most frequent medical findings were lymphadenopathy (37%), hepatomegaly (77%) and splenomegaly (70%), where one patient could present more than one of these medical findings. Regarding the CBC, the majority of patients had hemoglobin below 10 g / dl (73%), leukocyte count less than 10.000/&#956;L (60%) and platelet count below 150.000/&#956;L (83%). Chromosomal abnormalities were observed in 64% of all patients, where hyperdiploidy was the most common numerical change (67%), followed by hypodiploid (33%). All these data are in agreement with the literature. Moreover, complexes structural and/or number changes not yet described in literature were observed, which indicated poor prognosis. Finally, we concluded that this study demonstrated the importance of cytogenetic study in the diagnosis and identification of prognostic factors in pediatric patients with ALL in Rio Grande do Norte. The results obtained in this study are extremely useful and emphasizes that surveys of this nature must be conducted more frequently in our state / As leucemias s?o grupos heterog?neos de neoplasias hematol?gicas, que resultam da transforma??o total ou parcial das c?lulas bl?sticas. A Leucemia Linf?ide Aguda (LLA) ? a neoplasia mais comum na inf?ncia, principalmente na popula??o masculina caucasiana menor de 14 anos. V?rios crit?rios podem ser adotados para classificar LLA, dentre eles a morfologia celular, a citoqu?mica, a imunofenotipagem e o estudo citogen?tico. A citogen?tica permite uma an?lise mais detalhada o que possibilita detectar as altera??es cromoss?micas das c?lulas leuc?micas. Estas altera??es ir?o auxiliar no diagn?stico, na classifica??o, na caracteriza??o de diferentes est?gios, na avalia??o da remiss?o e no progn?stico dessas neoplasias. Foram avaliados neste estudo 30 pacientes com idade variando de quatro meses a dezessete anos, de ambos os sexos e de v?rias etnias. A faixa et?ria predominante neste estudo foi de pacientes entre um e dez anos (67%) com m?dia de idade de 7 anos e meio, de etnia caucasiana (50%) e sexo masculino (57%). De acordo com a imunofenotipagem 93% dos pacientes apresentaram LLA de linhagem B precoce e 7% de linhagem T. Considerando a popula??o total estudada, os achados cl?nicos mais freq?entes foram linfoadenopatia (37%), hepatomegalia (77%) e esplenomegalia (70%), podendo, em muitos casos um paciente apresentar mais de um desses achados. Em rela??o ao hemograma, a maioria dos pacientes apresentou hemoglobina abaixo de 10 g/dl (73%), contagem de leuc?citos inferior a 10.000/&#956;L (60%) e contagem de plaquetas abaixo de 150.000/&#956;L (83%). As anormalidades cromoss?micas foram observadas em 64%, dessas a hiperdiploidia foi ? altera??o num?rica mais comum (67%), seguida pela hipodiploidia com 33%. Todos esses dados corroboram com os relatos da literatura. Adicionalmente, foram observadas altera??es estruturais e/ou num?ricas complexas ainda n?o descritas na literatura, as quais indicaram progn?stico desfavor?vel. Conclui-se que a partir deste trabalho foi poss?vel demonstrar a import?ncia do estudo citogen?tico no diagn?stico e na identifica??o de fatores progn?sticos nos pacientes pedi?tricos com LLA do Rio Grande do Norte. Os resultados obtidos neste estudo s?o de extrema import?ncia e ressaltam que pesquisas desta natureza devem ser realizadas com maior freq??ncia em nosso Estado