Os tumores do sistema nervoso central representam aproximadamente 2% de todos os tipos de cânceres. Embora a incidência dos tumores do SNC seja pequena, comparada com outras neoplasias, estes tumores estão entre as mais graves malignidades humanas, pois afetam o órgão responsável pela coordenação e integração de todas as atividades orgânicas. Os gliomas são os tumores mais comuns do SNC. Apesar do progresso marcante na caracterização da patogênese molecular dos gliomas, esses tumores permanecem incuráveis e, na maioria dos casos, refratários aos tratamentos, devido à sua heterogeneidade molecular. O aparecimento desses tumores ocorrem a partir do acúmulo de alterações genéticas nas células. Para entender o mecanismo molecular de formação e progressão tumoral é indispensável identificar os genes que acumulam essas alterações. Um polimorfismo de base única (SNP Single Nucleotide Polymorphism) é geralmente definido como uma substituição estável de apenas uma base na molécula de DNA com frequência maior que 1%, em pelo menos uma população Os SNPs são reconhecidos como importantes ferramentas na genética humana e médica e têm sido amplamente utilizados nos estudos de associação genética de várias doenças complexas, como por exemplo: distúrbios cardiovasculares, psiquiátricos e autoimunes, obesidade, osteoporose, diabetes e câncer Sendo assim, este trabalho teve como objetivo analisar polimorfismos entre populações caso e controle na intenção de identificar associações destes genótipos na suscetibilidade aos tumores. A técnica utilizada para a análise de polimorfismos foi de PCR-RFLP onde observamos diferenças nas distribuições genotípicas entre pacientes e controles nos SNPs EGF+61, GSTP-1Ile 105 Val, XRCC1 Arg 194 Trp, Pro 206 Pro, Arg 280 His, Arg 399 Gln, Gln 632 Gln, XRCC2 Arg 188 His, XRCC3 Thr 241 Met e XRCC4 G1394T, onde as variantes EGF G61, Trp194, Val105, Pro206, His280, Gln632, His188, Met241 e XRCC4 T1394 foram observados com maior freqüência entre os portadores de gliomas. Dessa forma, estas variantes podem ser fatores de susceptibilidade para o desenvolvimento dos tumores. / The Central nervous system tumors represent about 2% of all cancers. Although the incidence of CNS tumors is small compared with other cancers, these tumors are among the most serious human malignancies, because they affect the body responsible for coordination and integration of all organic activities. Gliomas are the most common tumors of the CNS. Despite remarkable progress in characterizing the molecular pathogenesis of gliomas, these tumors remain incurable and, in most cases, refractory to treatment, due to its molecular heterogeneity. The appearance of these tumors occurs from the accumulation of genetic changes in cells. To understand the molecular mechanism of tumor formation and progression is essential to identify genes that accumulate these changes. A single base polymorphism (SNP Single Nucleotide Polymorphism) is generally defined as a stable replacement of only one base in the DNA molecule often greater than 1% in at least one population SNPs are recognized as important tools in human genetics and medical and have been widely used in genetic association studies of various complex diseases, such as: cardiovascular, psychiatric and autoimmune diseases, obesity, osteoporosis, diabetes and cancer. Thereby, the objective of this study was to analyze the polymorphisms between cases and control the intention to identify associations of these genotypes in susceptibility to tumors. The technique used for the analysis of polymorphisms were PCR-RFLP where we observe differences in genotype between patients and controls in the EGF +61, GSTP-1 Ile105Val, XRCC1 Arg 194 Trp, Pro 206 Pro, Arg 280 His, Arg 399 Gln, Gln 632 Gln, XRCC2 Arg 188 His, XRCC3 Thr 241 Met and XRCC4 G1394T, where the variants EGF G61, Trp194, val105, Pro206, His280, Gln632, His188, Met241 and XRCC4 T1394 were observed more frequently among patients with gliomas. Thus, these variants can be important factors of susceptibility to the tumor development.

Os tumores do sistema nervoso central representam aproximadamente 2% de todos os tipos de cânceres. Embora a incidência dos tumores do SNC seja pequena, comparada com outras neoplasias, estes tumores estão entre as mais graves malignidades humanas, pois afetam o órgão responsável pela coordenação e integração de todas as atividades orgânicas. Os gliomas são os tumores mais comuns do SNC. Apesar do progresso marcante na caracterização da patogênese molecular dos gliomas, esses tumores permanecem incuráveis e, na maioria dos casos, refratários aos tratamentos, devido à sua heterogeneidade molecular. O aparecimento desses tumores ocorrem a partir do acúmulo de alterações genéticas nas células. Para entender o mecanismo molecular de formação e progressão tumoral é indispensável identificar os genes que acumulam essas alterações. Um polimorfismo de base única (SNP Single Nucleotide Polymorphism) é geralmente definido como uma substituição estável de apenas uma base na molécula de DNA com frequência maior que 1%, em pelo menos uma população Os SNPs são reconhecidos como importantes ferramentas na genética humana e médica e têm sido amplamente utilizados nos estudos de associação genética de várias doenças complexas, como por exemplo: distúrbios cardiovasculares, psiquiátricos e autoimunes, obesidade, osteoporose, diabetes e câncer Sendo assim, este trabalho teve como objetivo analisar polimorfismos entre populações caso e controle na intenção de identificar associações destes genótipos na suscetibilidade aos tumores. A técnica utilizada para a análise de polimorfismos foi de PCR-RFLP onde observamos diferenças nas distribuições genotípicas entre pacientes e controles nos SNPs EGF+61, GSTP-1Ile 105 Val, XRCC1 Arg 194 Trp, Pro 206 Pro, Arg 280 His, Arg 399 Gln, Gln 632 Gln, XRCC2 Arg 188 His, XRCC3 Thr 241 Met e XRCC4 G1394T, onde as variantes EGF G61, Trp194, Val105, Pro206, His280, Gln632, His188, Met241 e XRCC4 T1394 foram observados com maior freqüência entre os portadores de gliomas. Dessa forma, estas variantes podem ser fatores de susceptibilidade para o desenvolvimento dos tumores. / The Central nervous system tumors represent about 2% of all cancers. Although the incidence of CNS tumors is small compared with other cancers, these tumors are among the most serious human malignancies, because they affect the body responsible for coordination and integration of all organic activities. Gliomas are the most common tumors of the CNS. Despite remarkable progress in characterizing the molecular pathogenesis of gliomas, these tumors remain incurable and, in most cases, refractory to treatment, due to its molecular heterogeneity. The appearance of these tumors occurs from the accumulation of genetic changes in cells. To understand the molecular mechanism of tumor formation and progression is essential to identify genes that accumulate these changes. A single base polymorphism (SNP Single Nucleotide Polymorphism) is generally defined as a stable replacement of only one base in the DNA molecule often greater than 1% in at least one population SNPs are recognized as important tools in human genetics and medical and have been widely used in genetic association studies of various complex diseases, such as: cardiovascular, psychiatric and autoimmune diseases, obesity, osteoporosis, diabetes and cancer. Thereby, the objective of this study was to analyze the polymorphisms between cases and control the intention to identify associations of these genotypes in susceptibility to tumors. The technique used for the analysis of polymorphisms were PCR-RFLP where we observe differences in genotype between patients and controls in the EGF +61, GSTP-1 Ile105Val, XRCC1 Arg 194 Trp, Pro 206 Pro, Arg 280 His, Arg 399 Gln, Gln 632 Gln, XRCC2 Arg 188 His, XRCC3 Thr 241 Met and XRCC4 G1394T, where the variants EGF G61, Trp194, val105, Pro206, His280, Gln632, His188, Met241 and XRCC4 T1394 were observed more frequently among patients with gliomas. Thus, these variants can be important factors of susceptibility to the tumor development.

ALVES, Markênia Kélia Santos. Identificação de alterações moleculares associadas à expressão de CD133, CXCR4, CD44 E OLIG2 e metilação em promotor de CDKN2A em tumores astrocíticos. 2014. 89 f. Tese (Doutorado em biotecnologia)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2014. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-09-09T12:10:33Z No. of bitstreams: 1 2014_tese_mksalves.pdf: 2238362 bytes, checksum: f1bbe27ba89548ddbbd8b206939190d7 (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2016-09-27T17:42:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_tese_mksalves.pdf: 2238362 bytes, checksum: f1bbe27ba89548ddbbd8b206939190d7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-27T17:42:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_tese_mksalves.pdf: 2238362 bytes, checksum: f1bbe27ba89548ddbbd8b206939190d7 (MD5) Previous issue date: 2014 / Currently, the concept that tumors are cell populations organized in a hierarchically heterogenous way in which stem-cells are relevantly important as these cells have the capacity of self-renew and of generating cell lineages in different phases of differentiation. So that, the identification of stem-cell components is essential to tumorigenesis understanding. Althought neural cell lineage markers have been identified, the association among these markers and neurological tumors is still scarce, and taking in consideration the astrocytomas, the association assessements are verified mainly regarding the glioblastomas. Among these stem cell markers, CD133, CXCR4 and CD44 are related to the glioma formation, migration and growth; on the other hand, OLIG2 is involved in cell destination. So far there are no studies evaluating all these markers together and their relationship to tumor grades. Additionally, specific epigenetic alterations, specially promoter methylation, have been widelly identified in these tumors, leading to gene inativation, mostly involving CDKN2A (p16INK4A protein), a tumor suppressor. Althought this mechanism is pointed as this gene main inactivator, there are still controvertial questions regarding the astrocytomas. In order to evaluate these questions, the present study aimed to determine CDKN2A pattern of methylation and expression and their association to clinicalpathological parameters, and if the presence of progenitor/stem-cells, taking CD133, CXCR4, CD44 and OLIG2 expression in consideration, could define subpopulations of cells which might be used as prognostic markers. So, in a series of 93 astrocytomas of different malignity grades, the expression of CD133, CXCR4, CD44, OLIG2 and p16INK4A was analysed by the imunohistochemistry technique, and the CDKN2A methylation status was assessed by methylation specific PCR (MS-PCR). The data was then associated to tumor grades, localization and other clinicalpathological parameters. The statistic analyses were made using X 2 test, Fisher's exact test, Spearman's correlation, kmeans groupment and principal component analyses, using p<0.05 as statistically significance. The imunopositivity of OLIG2 was predominant (73.1%), followed by CXCR4 (60.2%), CD44 (55.9%) and CD133 (45.2%). The correlation and groupment analyses defined two different population subtypes, a CXCR4(+)CD133(+)CD44(+) subtype and a OLIG2(+) subtype. CXCR4(+)CD133(+)CD44(+) tumors became more frequent as malignity grew. In grade IV, this subtype was significantly more frequent (p=0.008), being also in diffuse tumors. Additionally, CXCR4(+) and CD133(+) tumors were preferentially located in brain hemisferes and in the ventricles, and mostly in aged >30 patients. On the other side, OLIG2(+) tumors were associated to the cerebellum, which is the pylocitic tumor preferential localization. A strong negative correlation between nuclear and cytoplasmatic imunopositivity and promoter methylation in CDKN2A was observed. Also, a negative significant correlation between methylated CDKN2A and patient's age was found; moreover, feminine patients presented a higher frequency of methylated CDKN2A. In conclusion, the presence of stemcell subpopulations in astrocytomas indicates tumoral progression, in which CXCR4, CD133 and CD44 may be potentially used together as prognostic markers. The association between tumor localization and patient's age also corroborates these findings. Additionally, the CDKN2A inactivation by promoter methylation is a frequent event in astrocytomas and it is associated to patient's age and gender. / Tumores são populações celulares heterogêneas hierarquicamente organizadas, cujas células-tronco possuem importância relevante desde que são células com a capacidade de se renovarem e de gerarem linhagens em fases diferentes. Dada a sua importância, a identificação de componentes de células-tronco é essencial para o entendimento da tumorigênese. Apesar de marcadores de linhagem neural terem sido identificados, a associação destes marcadores com os tumores cerebrais ainda é escassa e nos astrocitomas são relacionados principalmente aos glioblastomas. Entre esses marcadores de células-tronco,CD133, CXCR4 e CD44 são relacionados à formação do glioma, migração e crescimento; por outro lado, OLIG2 é envolvido no destino celular. Não existem estudos, até essa data, que avaliam todos esses marcadores juntos e sua relação com grau tumoral. Adicionalmente, alterações epigenéticas específicas, especialmente a metilação em promotor, tem sido identificadas nestes tumores, levando a inativação de genes, com destaque o CDKN2A (proteína p16INK4A), um supressor tumoral. Apesar de esse mecanismo ser apontado como o principal inativador desse gene, em astrocitomas ainda existem questões controversas. Para avaliar essas questões, este estudo objetivou determinar a expressão e padrão de metilação em promotor de CDKN2A e sua associação com parâmetros clinico-patológicos e se a presença de células-tronco/progenitoras, considerando a expressão de CD133, CXCR4, CD44 e OLIG2 poderia definir subpopulações de células que podem ser usadas como marcadores prognósticos. Para isso, em uma série de 93 astrocitomas de diferentes graus de malignidade, foram estudadas a expressão dos marcadores CD133, CXCR4, CD44, OLIG2 e p16INK4A, detectada pela técnica de imunohistoquímica, e o padrão de metilação em promotor de CDKN2A, por PCR específico para metilação (PCR-MS). Os dados foram então associados com grau tumoral, localização e outros parâmetros clinico-patológicos. As análises estatísticas foram realizadas usando o teste do X2, teste exato de Fisher, correlação de Spearman, agrupamento de k-means e análise de componentes principais, com diferenças consideradas significantes com p<0.05. A imunomarcação de OLIG2 mostrou a frequência maior de positividade (73,1%), seguido por CXCR4 (60,2%), CD44 (55,9%) e CD133 (45,2%). Análises de correlação e agrupamento definiram dois subtipos de população de acordo com os marcadores estudados, um subtipo CXCR4(+)CD133(+)CD44(+) e outro OLIG2(+). Tumores CD133, CXCR4 e CD44 positivos aumentaram de acordo com malignidade. No grau IV, este subtipo de tumores [CD133(+)CXCR4(+)CD44(+)] foi significantemente mais frequente (p=0,008) e também nos tumores difusos. Adicionalmente, tumores com CXCR4(+) e CD133(+) foram preferencialmente localizados nos hemisférios cerebrais e nos ventrículos, e a maioria nos pacientes com idade ≥ 30 anos. Por outro lado, tumores OLIG2(+) foram associados com o cerebelo, que é a localização preferencial do astrocitoma pilocítico. Uma forte correlação negativa entre imunomarcação nuclear e citoplasmática e metilação em promotor de CDKN2A foi encontrada. Além do mais, uma correlação negativa significante entre metilação em promotor de CDKN2A e idade foi observada e pacientes do sexo feminino tiveram uma maior frequência significante de CDKN2A metilado em promotor que o sexo masculino. Em conclusão, a presença de subpopulações de células-tronco em astrocitomas é indicativa de progressão tumoral, cujos marcadores CXCR4, CD133 e CD44 podem ser potencialmente usados em conjunto como marcadores prognósticos. A associação com localização do tumor e idade também corroboram esses achados. Adicionalmente, a inativação de CDKN2A por metilação em promotor é um evento frequente em astrocitomas e é relacionada à idade e sexo dos pacientes.

Os astrocitomas são os tumores cerebrais primários mais frequentes, dentre os quais, o glioblastoma multiforme (GBM) é o tipo mais agressivo, sendo classificado como astrocitoma de grau IV. O tratamento envolve remoção cirúrgica seguida de quimio e radioterapias, porém essa abordagem não é eficaz devido à alta resistência das células tumorais. Em um trabalho anterior, buscando caracterizar os mecanismos associados à esta característica, investigamos a expressão de genes de reparo de DNA em astrocitomas de diferentes graus. Foram encontradas alterações em 19 genes. Através da combinação destas alterações em todos os arranjos possíveis, definimos um grande conjunto de assinaturas de expressão gênica que foi utilizado como filtro para a busca de correlação em bancos de dados públicos. No total, 421 assinaturas foram associadas à redução na sobrevida dos pacientes, sendo que cinco dos genes (EXO1, NEIL3, BRCA2, BRIP1 e DDB2) foram isoladamente relacionados ao pior prognóstico. Notavelmente, DDB2 foi o único gene subexpresso a apresentar esta correlação, levando a um risco de morte aproximadamente três vezes maior. No presente estudo in vitro, após radiação ionizante, observamos que células com baixos níveis de DDB2 reparam mais rapidamente as quebras induzidas no DNA, saem mais facilmente da parada de ciclo na fase G2/M e se tornam ainda mais resistentes a este tratamento. Além disso, o silenciamento de DDB2 induziu o aumento dos níveis de Zeb1, um importante promotor da transição epitélio-mesênquima, bem como dos índices de invasão e migração celular. Estes dados mostram que a redução nos níveis de DDB2 induz um fenótipo mais agressivo, corroborando a correlação com pior prognóstico dos pacientes observado anteriormente. Tomados em conjunto, esses resultados sugerem que a função de DDB2 não está limitada ao âmbito do reparo de DNA, apontam uma potencial relação com o controle da transição epitélio-mesênquima e mostram que este gene possui papel fundamental no estabelecimento da agressividade e resistência de GBM. / Astrocytomas are the most common primary brain tumors. Glioblastoma multiforme (GBM) is the most aggressive type and is classified as grade IV astrocytoma. The treatment involves surgical resection followed by chemo and radiotherapies, however this approach is not effective due to the high resistance of tumor cells. In a previous work, to characterize the cellular mechanisms associated to this characteristic, we investigated the expression of DNA repair genes in samples of different astrocytoma grades. We found alterations in 19 genes. By combining these expression changes in all possible arrangements, a large set of gene expression signatures was defined and used as a filter to seek correlations in public databases. As a result, 421 signatures were associated with reduced patient survival. Among them, five genes (EXO1, NEIL3, BRCA2, BRIP1 and DDB2) were individually related to worse prognosis. Notably, DDB2 was the only down regulated gene to exhibit this correlation, making the risk of death approximately three times higher. In the present in vitro study, after ionizing radiation, we observed that cells with low levels of DDB2 are capable of faster DNA breaks repair, easily exit the G2/M arrest and become even more resistant to this treatment. Furthermore, DDB2 silencing enhanced the levels of Zeb1, an important promoter of the epithelial-mesenchymal transition, as well as the rates of cell invasion and migration. These data indicate that DDB2 knockdown leads to a more aggressive cell behavior, corroborating the association with worse prognosis previously observed. Taken together, these results suggest that DDB2 function is not limited to DNA repair, they point out its potential participation in epithelial-mesenchymal transition control and show that this gene might play a key role in GBM\'s aggressiveness and resistance.

Os astrocitomas são os tumores cerebrais primários mais frequentes, dentre os quais, o glioblastoma multiforme (GBM) é o tipo mais agressivo, sendo classificado como astrocitoma de grau IV. O tratamento envolve remoção cirúrgica seguida de quimio e radioterapias, porém essa abordagem não é eficaz devido à alta resistência das células tumorais. Em um trabalho anterior, buscando caracterizar os mecanismos associados à esta característica, investigamos a expressão de genes de reparo de DNA em astrocitomas de diferentes graus. Foram encontradas alterações em 19 genes. Através da combinação destas alterações em todos os arranjos possíveis, definimos um grande conjunto de assinaturas de expressão gênica que foi utilizado como filtro para a busca de correlação em bancos de dados públicos. No total, 421 assinaturas foram associadas à redução na sobrevida dos pacientes, sendo que cinco dos genes (EXO1, NEIL3, BRCA2, BRIP1 e DDB2) foram isoladamente relacionados ao pior prognóstico. Notavelmente, DDB2 foi o único gene subexpresso a apresentar esta correlação, levando a um risco de morte aproximadamente três vezes maior. No presente estudo in vitro, após radiação ionizante, observamos que células com baixos níveis de DDB2 reparam mais rapidamente as quebras induzidas no DNA, saem mais facilmente da parada de ciclo na fase G2/M e se tornam ainda mais resistentes a este tratamento. Além disso, o silenciamento de DDB2 induziu o aumento dos níveis de Zeb1, um importante promotor da transição epitélio-mesênquima, bem como dos índices de invasão e migração celular. Estes dados mostram que a redução nos níveis de DDB2 induz um fenótipo mais agressivo, corroborando a correlação com pior prognóstico dos pacientes observado anteriormente. Tomados em conjunto, esses resultados sugerem que a função de DDB2 não está limitada ao âmbito do reparo de DNA, apontam uma potencial relação com o controle da transição epitélio-mesênquima e mostram que este gene possui papel fundamental no estabelecimento da agressividade e resistência de GBM. / Astrocytomas are the most common primary brain tumors. Glioblastoma multiforme (GBM) is the most aggressive type and is classified as grade IV astrocytoma. The treatment involves surgical resection followed by chemo and radiotherapies, however this approach is not effective due to the high resistance of tumor cells. In a previous work, to characterize the cellular mechanisms associated to this characteristic, we investigated the expression of DNA repair genes in samples of different astrocytoma grades. We found alterations in 19 genes. By combining these expression changes in all possible arrangements, a large set of gene expression signatures was defined and used as a filter to seek correlations in public databases. As a result, 421 signatures were associated with reduced patient survival. Among them, five genes (EXO1, NEIL3, BRCA2, BRIP1 and DDB2) were individually related to worse prognosis. Notably, DDB2 was the only down regulated gene to exhibit this correlation, making the risk of death approximately three times higher. In the present in vitro study, after ionizing radiation, we observed that cells with low levels of DDB2 are capable of faster DNA breaks repair, easily exit the G2/M arrest and become even more resistant to this treatment. Furthermore, DDB2 silencing enhanced the levels of Zeb1, an important promoter of the epithelial-mesenchymal transition, as well as the rates of cell invasion and migration. These data indicate that DDB2 knockdown leads to a more aggressive cell behavior, corroborating the association with worse prognosis previously observed. Taken together, these results suggest that DDB2 function is not limited to DNA repair, they point out its potential participation in epithelial-mesenchymal transition control and show that this gene might play a key role in GBM\'s aggressiveness and resistance.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Tumores sÃo populaÃÃes celulares heterogÃneas hierarquicamente organizadas, cujas cÃlulas-tronco possuem importÃncia relevante desde que sÃo cÃlulas com a capacidade de se renovarem e de gerarem linhagens em fases diferentes. Dada a sua importÃncia, a identificaÃÃo de componentes de cÃlulas-tronco à essencial para o entendimento da tumorigÃnese. Apesar de marcadores de linhagem neural terem sido identificados, a associaÃÃo destes marcadores com os tumores cerebrais ainda à escassa e nos astrocitomas sÃo relacionados principalmente aos glioblastomas. Entre esses marcadores de cÃlulas-tronco,CD133, CXCR4 e CD44 sÃo relacionados à formaÃÃo do glioma, migraÃÃo e crescimento; por outro lado, OLIG2 à envolvido no destino celular. NÃo existem estudos, atà essa data, que avaliam todos esses marcadores juntos e sua relaÃÃo com grau tumoral. Adicionalmente, alteraÃÃes epigenÃticas especÃficas, especialmente a metilaÃÃo em promotor, tem sido identificadas nestes tumores, levando a inativaÃÃo de genes, com destaque o CDKN2A (proteÃna p16INK4A), um supressor tumoral. Apesar de esse mecanismo ser apontado como o principal inativador desse gene, em astrocitomas ainda existem questÃes controversas. Para avaliar essas questÃes, este estudo objetivou determinar a expressÃo e padrÃo de metilaÃÃo em promotor de CDKN2A e sua associaÃÃo com parÃmetros clinico-patolÃgicos e se a presenÃa de cÃlulas-tronco/progenitoras, considerando a expressÃo de CD133, CXCR4, CD44 e OLIG2 poderia definir subpopulaÃÃes de cÃlulas que podem ser usadas como marcadores prognÃsticos. Para isso, em uma sÃrie de 93 astrocitomas de diferentes graus de malignidade, foram estudadas a expressÃo dos marcadores CD133, CXCR4, CD44, OLIG2 e p16INK4A, detectada pela tÃcnica de imunohistoquÃmica, e o padrÃo de metilaÃÃo em promotor de CDKN2A, por PCR especÃfico para metilaÃÃo (PCR-MS). Os dados foram entÃo associados com grau tumoral, localizaÃÃo e outros parÃmetros clinico-patolÃgicos. As anÃlises estatÃsticas foram realizadas usando o teste do X2, teste exato de Fisher, correlaÃÃo de Spearman, agrupamento de k-means e anÃlise de componentes principais, com diferenÃas consideradas significantes com p<0.05. A imunomarcaÃÃo de OLIG2 mostrou a frequÃncia maior de positividade (73,1%), seguido por CXCR4 (60,2%), CD44 (55,9%) e CD133 (45,2%). AnÃlises de correlaÃÃo e agrupamento definiram dois subtipos de populaÃÃo de acordo com os marcadores estudados, um subtipo CXCR4(+)CD133(+)CD44(+) e outro OLIG2(+). Tumores CD133, CXCR4 e CD44 positivos aumentaram de acordo com malignidade. No grau IV, este subtipo de tumores [CD133(+)CXCR4(+)CD44(+)] foi significantemente mais frequente (p=0,008) e tambÃm nos tumores difusos. Adicionalmente, tumores com CXCR4(+) e CD133(+) foram preferencialmente localizados nos hemisfÃrios cerebrais e nos ventrÃculos, e a maioria nos pacientes com idade &#8805; 30 anos. Por outro lado, tumores OLIG2(+) foram associados com o cerebelo, que à a localizaÃÃo preferencial do astrocitoma pilocÃtico. Uma forte correlaÃÃo negativa entre imunomarcaÃÃo nuclear e citoplasmÃtica e metilaÃÃo em promotor de CDKN2A foi encontrada. AlÃm do mais, uma correlaÃÃo negativa significante entre metilaÃÃo em promotor de CDKN2A e idade foi observada e pacientes do sexo feminino tiveram uma maior frequÃncia significante de CDKN2A metilado em promotor que o sexo masculino. Em conclusÃo, a presenÃa de subpopulaÃÃes de cÃlulas-tronco em astrocitomas à indicativa de progressÃo tumoral, cujos marcadores CXCR4, CD133 e CD44 podem ser potencialmente usados em conjunto como marcadores prognÃsticos. A associaÃÃo com localizaÃÃo do tumor e idade tambÃm corroboram esses achados. Adicionalmente, a inativaÃÃo de CDKN2A por metilaÃÃo em promotor à um evento frequente em astrocitomas e à relacionada à idade e sexo dos pacientes. / Currently, the concept that tumors are cell populations organized in a hierarchically heterogenous way in which stem-cells are relevantly important as these cells have the capacity of self-renew and of generating cell lineages in different phases of differentiation. So that, the identification of stem-cell components is essential to tumorigenesis understanding. Althought neural cell lineage markers have been identified, the association among these markers and neurological tumors is still scarce, and taking in consideration the astrocytomas, the association assessements are verified mainly regarding the glioblastomas. Among these stem cell markers, CD133, CXCR4 and CD44 are related to the glioma formation, migration and growth; on the other hand, OLIG2 is involved in cell destination. So far there are no studies evaluating all these markers together and their relationship to tumor grades. Additionally, specific epigenetic alterations, specially promoter methylation, have been widelly identified in these tumors, leading to gene inativation, mostly involving CDKN2A (p16INK4A protein), a tumor suppressor. Althought this mechanism is pointed as this gene main inactivator, there are still controvertial questions regarding the astrocytomas. In order to evaluate these questions, the present study aimed to determine CDKN2A pattern of methylation and expression and their association to clinicalpathological parameters, and if the presence of progenitor/stem-cells, taking CD133, CXCR4, CD44 and OLIG2 expression in consideration, could define subpopulations of cells which might be used as prognostic markers. So, in a series of 93 astrocytomas of different malignity grades, the expression of CD133, CXCR4, CD44, OLIG2 and p16INK4A was analysed by the imunohistochemistry technique, and the CDKN2A methylation status was assessed by methylation specific PCR (MS-PCR). The data was then associated to tumor grades, localization and other clinicalpathological parameters. The statistic analyses were made using X 2 test, Fisher's exact test, Spearman's correlation, kmeans groupment and principal component analyses, using p<0.05 as statistically significance. The imunopositivity of OLIG2 was predominant (73.1%), followed by CXCR4 (60.2%), CD44 (55.9%) and CD133 (45.2%). The correlation and groupment analyses defined two different population subtypes, a CXCR4(+)CD133(+)CD44(+) subtype and a OLIG2(+) subtype. CXCR4(+)CD133(+)CD44(+) tumors became more frequent as malignity grew. In grade IV, this subtype was significantly more frequent (p=0.008), being also in diffuse tumors. Additionally, CXCR4(+) and CD133(+) tumors were preferentially located in brain hemisferes and in the ventricles, and mostly in aged >30 patients. On the other side, OLIG2(+) tumors were associated to the cerebellum, which is the pylocitic tumor preferential localization. A strong negative correlation between nuclear and cytoplasmatic imunopositivity and promoter methylation in CDKN2A was observed. Also, a negative significant correlation between methylated CDKN2A and patient's age was found; moreover, feminine patients presented a higher frequency of methylated CDKN2A. In conclusion, the presence of stemcell subpopulations in astrocytomas indicates tumoral progression, in which CXCR4, CD133 and CD44 may be potentially used together as prognostic markers. The association between tumor localization and patient's age also corroborates these findings. Additionally, the CDKN2A inactivation by promoter methylation is a frequent event in astrocytomas and it is associated to patient's age and gender

Made available in DSpace on 2014-06-12T22:57:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo1352_1.pdf: 7067984 bytes, checksum: a39af80977e313a9db5380a7802c739f (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / O objetivo foi revisar as principais aplicações da espectroscopia de prótons por ressonância magnética (ERM), perfusão sanguínea cerebral, permeabilidade e difusão associada à imagem por ressonância magnética (IRM), na avaliação dos astrocitomas encefálicos, enfatizando seu desempenho na graduação tumoral, segundo os critérios da Organização Mundial de Saúde. Foram selecionados 136 artigos, publicados no período 1973 a 2009, identificados por pesquisas no PubMed, além de seis livros, publicados no período de 1999 a 2009. A revisão abordou a graduação dos astrocitomas encefálicos, caracterizando suas diferenças epidemiológicas e os problemas técnicos envolvidos nessa graduação, tanto na histopatologia como na radiologia. Também comentou sobre as novas técnicas de IRM (a ERM que avalia a bioquímica encefálica, a perfusão que avalia a microvasculatura usando o volume sanguíneo relativo, a permeabilidade que avalia a permeabilidade vascular, ou seja, a quebra de barreira hemato-encefálica e a difusão que avalia a microvasculatura do tecido cerebral, por analisar o movimento da água nos tecidos) como métodos complementares para auxiliar na graduação dos astrocitomas, enfatizando a evolução histórica dos critérios adotados. Por fim, foram explicadas as atuais aplicações dessas novas técnicas de ressonância associada à IRM, na avaliação dos astrocitomas encefálicos, incluindo: a diferenciação entre as massas intracranianas, a graduação, a orientação para biópsia, o planejamento radioterápico e cirúrgico e a distinção entre astrocitoma residual ou recorrente e radionecrose

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:13:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo8697_1.pdf: 4316174 bytes, checksum: 6a01604831fcb964d95f24076b171f70 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / O objetivo foi revisar as principais aplicações da espectroscopia de prótons por ressonância magnética (1H+ ERM) associada à imagem por ressonância magnética (IRM), na avaliação dos astrocitomas encefálicos, enfatizando seu desempenho na graduação tumoral, segundo os critérios da Organização Mundial de Saúde. Foram selecionados 54 artigos, publicados no período de 1973 a 2005, a partir dos bancos de dados do Centro Latino-Americano e do Caribe de Informação em Ciências da Saúde (BIREME), Medline, Cochrane e American Society of Neuroradiology (ASNR), além de cinco livros, publicados no período de 1999 a 2004. A revisão abordou a graduação dos astrocitomas encefálicos, caracterizando suas diferenças epidemiológicas e os problemas técnicos envolvidos nessa graduação, tanto na histopatologia como na radiologia. Também apresentou a IRM e a H+ ERM que avalia a bioquímica encefálica como métodos complementares para auxiliar na graduação dos astrocitomas, enfatizando a evolução histórica dos critérios adotados. Por fim, foram explicadas as atuais aplicações da 1H+ ERM associada à IRM, na avaliação dos astrocitomas encefálicos, incluindo: a graduação, a orientação para biópsia, o planejamento radioterápico e cirúrgico, a diferenciação entre tumor primário e secundário e a distinção entre astrocitoma residual ou recorrente e radionecrose

[ES] Los tumores cerebrales son una de las enfermedades más devastadoras en la actualidad por el importante deterioro cognitivo que sufren los pacientes, la elevada tasa de mortalidad y el mal pronóstico. Los astrocitomas de grado 4 conllevan una supervivencia de cinco años en aproximadamente el 5% de los pacientes diagnosticados, siendo los tumores más agresivos y letales del Sistema Nervioso Central (SNC). Los astrocitomas de grado 4 siguen siendo un problema médico complejo aún sin resolver. A pesar de representar más del 60% de los tumores cerebrales malignos en adultos, estos tumores tienen una baja prevalencia relativa y se consideran una enfermedad huérfana, lo que dificulta el desarrollo de nuevos fármacos o tratamientos que puedan beneficiar a los pacientes. La agresividad de estos tumores se debe a diferentes características, como la fuerte angiogénesis, la necrosis, la microproliferación vascular, la capacidad de invasión e infiltración de las células tumorales y un microambiente inmunológico particular. Además, debido a la rápida progresión de los astrocitomas de grado 4, en la zona de la lesión coexisten diferentes regiones específicas que cambian con el tiempo. Esta naturaleza compleja, junto con la marcada heterogeneidad interpaciente, intratumoral y longitudinal, complica el éxito de un único tratamiento eficaz para todos los pacientes. La imagen de resonancia magnética (MRI) supone una técnica útil para caracterizar la morfología y la vascularidad del tumor. El uso de métodos avanzados y robustos para analizar las imágenes de MR recogidas en las fases iniciales del tratamiento de los pacientes permite la delimitación de las diferentes regiones de los astrocitomas de grado 4, convirtiéndose en herramientas útiles para investigadores, radiólogos y neurocirujanos. Además, el cálculo de biomarcadores vasculares de imagen, como los propuestos en esta tesis, facilitaría la caracterización del tumor, la estimación del pronóstico y los enfoques de tratamiento más personalizados. Esta tesis propone cuatro pilares fundamentales para avanzar en el manejo de los astrocitomas de grado 4. Estos incluyen I) la caracterización multinivel del tumor para mejorar las clasificaciones de los gliomas de alto grado del SNC; II) la búsqueda y desarrollo de biomarcadores robustos para estimar el pronóstico de los pacientes desde el momento prequirúrgico; III) así como para evaluar la respuesta a los tratamientos y la selección de los pacientes que pueden beneficiarse de terapias específicas; y IV) el diseño e implementación de estudios clínicos y protocolos para la recogida de datos a largo plazo de cohortes de pacientes notables a nivel internacional. Para abordar estos cuatro pilares, se ha utilizado un enfoque interdisciplinario que combina el análisis de imágenes médicas, técnicas avanzadas de inteligencia artificial y variables moleculares, histopatológicas y clínicas. En conclusión, hemos abordado la influencia de la heterogeneidad interpaciente e intratumoral del astrocitoma de grado 4 para la caracterización y clasificación del tumor, la estimación del pronóstico del paciente y la predicción de las respuestas al tratamiento. Además, se han diseñado e implementado diferentes estudios clínicos que permiten la recogida de datos multinivel de cohortes internacionales de pacientes con astrocitoma de grado 4. / [CA] Els tumors cerebrals són una de les malalties més devastadores en l'actualitat per la important deterioració cognitiva que pateixen els pacients, l'elevada taxa de mortalitat i el mal pronòstic. Els astrocitomes de grau 4 comporten una supervivència de cinc anys en aproximadament el 5% dels pacients diagnosticats, sent els tumors més agressius i letals del Sistema Nerviós Central (SNC). Els astrocitomes de grau 4 continuen sent un problema mèdic complex encara sense resoldre. Malgrat representar més del 60% dels tumors cerebrals malignes en adults, aquests tumors tenen una baixa prevalença relativa i es consideren una malaltia òrfena, la qual cosa dificulta el desenvolupament de nous fàrmacs o tractaments que puguen beneficiar als pacients. L'agressivitat d'aquests tumors es deu a diferents característiques, com la forta angiogènesis, la necrosi, la microproliferació vascular, la capacitat d'invasió i infiltració de les cèl·lules tumorals i un microambient immunològic particular. A més, a causa de la ràpida progressió dels astrocitomes de grau 4, en la zona de la lesió coexisteixen diferents regions específiques que canvien amb el temps. Aquesta naturalesa complexa, juntament amb la marcada heterogeneïtat interpacient, intratumoral i longitudinal fa que es complique l'èxit d'un únic tractament eficaç per a tots els pacients. L'imatge de ressonància magnètica (MRI) suposa una tècnica útil per a caracteritzar la morfologia i la vascularitat del tumor. L'ús de mètodes avançats i robustos per a analitzar les imatges de MR recollides en les fases inicials del tractament dels pacients permet la delimitació de les diferents regions dels astrocitomes de grau 4, convertint-se en eines útils per a investigadors, radiòlegs i neurocirugians. A més, el càlcul de biomarcadors vasculars d'imatge, com els proposats en aquesta tesi, facilitaria la caracterització del tumor, l'estimació del pronòstic i els enfocaments de tractament més personalitzats. Aquesta tesi proposa quatre pilars fonamentals per a avançar en el maneig dels astrocitomes de grau 4. Aquests inclouen I) la caracterització multinivell del tumor per a millorar les classificacions dels gliomes d'alt grau del SNC; II) la cerca i desenvolupament de biomarcadors robustos per a estimar el pronòstic dels pacients des del moment prequirúrgic; III) així com per a avaluar la resposta als tractaments i la selecció dels pacients que poden beneficiar-se de teràpies específiques; i IV) el disseny i implementació d'estudis clínics i protocols per a la recollida de dades a llarg termini de cohorts de pacients notables a nivell internacional. Per a abordar aquests quatre pilars, s'ha utilitzat un enfocament interdisciplinari que combina l'anàlisi d'imatges mèdiques, tècniques avançades d'intel·ligència artificial i variables moleculars, histopatològiques i clíniques. En conclusió, hem abordat la influència de l'heterogeneïtat interpacient i intratumoral del astrocitoma de grau 4 per a la caracterització i classificació del tumor, l'estimació del pronòstic del pacient i la predicció de les respostes al tractament. A més, s'han dissenyat i implementat diferents estudis clínics que permeten la recollida de dades multinivell de cohorts internacionals de pacients amb astrocitoma de grau 4. / [EN] Brain tumors are one of the most devastating diseases today because of the significant cognitive impairment suffered by patients, high mortality rates, and poor prognosis. Astrocytomas grade 4 bring five-year survival in approximately 5% of diagnosed patients, being the most aggressive and lethal tumors of the Central Nervous System (CNS). Astrocytomas grade 4 continue to be an unresolved complex medical problem. Despite accounting for more than 60% of malignant brain tumors in adults, these tumors have a low relative prevalence and are considered an orphan disease, making difficult developing new drugs or treatments that might benefit patients. The aggressiveness of these tumors is due to different characteristics, such as strong angiogenesis, necrosis, vascular microproliferation, the capacity of the tumor cells to invade and infiltrate, and a particular immune microenvironment. In addition, due to the rapid progression of astrocytomas grade 4, different specific regions coexist in the lesion area which change over time. This complex nature, along with the marked interpatient, intratumor, and longitudinal heterogeneity, makes complicate the success of a single efficient treatment for all patients. Magnetic Resonance Imaging (MRI) represents a useful technique to characterize tumor morphology and vascularity. Using advanced and robust methods to analyze MR images collected from initial stages of patient management allows the delineation of different regions of astrocytomas grade 4, becoming useful tools for researchers, radiologists and neurosurgeons. In addition, the calculation of imaging vascular biomarkers, such as those proposed in this thesis, would facilitate tumor characterization, prognosis estimation and more personalized treatment approaches. This thesis proposes four fundamental pillars to advance the management of astrocytomas grade 4. These include I) the multilevel characterization of the tumor to improve classifications of high-grade CNS gliomas; II) the search and development of robust biomarkers for estimating patient prognosis from the presurgical moment; III) as well as for evaluating the response to treatments and the selection of patients who may benefit from specific therapies; and IV) the design and implementation of clinical studies and protocols for long-term collecting data from internationally remarkable cohorts of patients. To address these four pillars, an interdisciplinary approach has been used that combines medical imaging analysis, advanced artificial intelligence techniques, and molecular, histopathological, and clinical variables. Concluding, we have addressed the influence of both interpatient and intratumor heterogeneity of astrocytoma grade 4 for tumor characterization and classification, patient prognosis estimation and predicting treatment responses. In addition, different clinical studies have been designed and implemented allowing the collection of multilevel data from international cohorts of patients with astrocytoma grade 4. / Álvarez Torres, MDM. (2022). Characterization of vascular heterogeneity of astrocytomas grade 4 for supporting patient prognosis estimation, and treatment response assessment [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/188957