Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2015-10-28T11:15:14Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-10-28T11:15:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2015-10-28T11:15:14Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-10-28T11:15:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Atualmente os gliomas representam cerca de 81% dos tumores cerebrais malignos, com aumento na incidência tanto em crianças, como em adultos acima dos 45 anos. Um número elevado de receptores neuroquinina tipo 1 (NK-1) estão expressos em células de glioma, estando a ligação da Substância P (SP) a esses receptores, envolvida no desenvolvimento e progressão desse tipo de tumor. A SP quelada ao DOTA (SP-DOTA), radiomarcada, vem sendo testada para utilização na terapia de gliomas, sendo o lutécio-177 (177Lu), devido a seu menor alcance tecidual, o radioisótopo mais indicado para tumores localizados em áreas críticas do cérebro. No entanto, estudos indicam a necessidade da adição de um excesso de metionina para prevenção da oxidação peptídica da SP-DOTA-177Lu, visando aumentar a estabilidade e a capacidade de ligação às células tumorais. Para superar esse desafio, surge a perspectiva da utilização de um novo análogo da SP, com estrutura modificada, para prevenir a oxidação peptídica. Neste contexto, o objetivo desse trabalho foi estudar a marcação de um novo análogo da SP com 177Lu e caracterizar suas propriedades in vitro e in vivo, visando a obtenção de um radiofármaco inédito e com potencial aplicação na terapia de tumores cerebrais e realizar estudos preliminares de marcação deste novo análogo com Ítrio-90 (90Y). O novo análogo foi obtido pela troca do aminoácido metionina (Met) pelo aminoácido norleucina (Nle) na posição 11 da cadeia peptídica da SP, sendo esses peptídeos denominados respectivamente SP(Met11)-DOTA e SP(Nle11)-DOTA. Após análise da oxidação peptídica dos dois peptídeos, os parâmetros da radiomarcação da SP(Nle11)-DOTA, com 177LuCl3, foram estudados para determinar a melhor condição de marcação. As estabilidades in vitro da SP(Nle11)-DOTA-177Lu sob refrigeração (2-8°C), no freezer (-20°C) e em soro humano (37°C) foram determinadas após radiomarcação com alta atividade, quanto ao uso de agentes estabilizantes e após diluição. A SP(Nle11)-DOTA também foi radiomarcada com 90Y, utilizando-se a condição padrão determinada, sendo a estabilidade in vitro da SP(Nle11)-DOTA-90Y sob refrigeração (2-8°C) e em freezer (-20°C), avaliada após radiomarcação com alta atividade e quanto a utilização de agente estabilizante. A capacidade de ligação in vitro às células tumorais (U-87 MG e M059J) e a biodistribuição in vivo em camundongos BALB/c sadios foram determinadas para a SP(Nle11)-DOTA-177Lu e comparadas à SP(Met11)-DOTA-177Lu. A ligação às proteínas plasmáticas e a biodistribuição em camundongos Nude com modelo tumoral também foram avaliadas. Os resultados obtidos na análise da oxidação peptídica comprovaram a importância da adição de excesso de metionina para prevenção da oxidação peptídica e indicaram uma alta estabilidade da SP(Nle11)-DOTA, durante e após o processo de radiomarcação. A adição de 148 MBq (4 mCi) da solução de 177LuCl3 em HCl 0,05N à 10 μg de SP(Nle11)-DOTA diluída em tampão acetato de sódio 0,4 M pH 4,5 seguida pela incubação a uma temperatura de 90ºC por 30 minutos, sob agitação de 350 rpm foi definida com condição padrão de marcação. O congelamento (-20°C), o uso de agentes estabilizantes e a diluição apresentaram-se como métodos efetivos para garantir uma alta estabilidade in vitro da SP(Nle11)-DOTA-177Lu, após a marcação com alta atividade. Bons resultados também foram observados para a marcação da SP(Nle11)-DOTA com 90YCl3 e para a estabilidade in vitro da SP(Nle11)-DOTA-90Y, após congelamento (-20°C) e quando utilizado ácido gentísico como estabilizante. A SP(Nle11)-DOTA-177Lu apresentou uma boa especificidade pelas células tumorais, principalmente pelas células de glioma humano M059J, sugerindo que a substituição do aminoácido metionina por norleucina na posição 11 não compromete a capacidade de ligação da SP(Nle11) às células tumorais. Uma baixa porcentagem de ligação às proteínas plasmáticas e um rápido clareamento sanguíneo foram observados para a SP(Nle11)-DOTA-177Lu, sendo esse radiofármaco eliminado preferencialmente por via renal. A SP(Nle11)-DOTA-177Lu apresentou uma boa estabilidade in vivo e se mostrou incapaz de atravessar a barreira hematoencefálica, sendo seu uso indicado por injeção intratumoral ou intracavitária. O estudo de biodistribuição em animais com modelo tumoral, mostrou que esse radiofármaco se liga às células tumorais por ligações receptor específicas. Com base nesse dados conclui-se que a SP(Nle11)-DOTA-177Lu, apresenta-se como um radiofármaco inédito que devido às suas propriedades in vitro e in vivo favoráveis, apresenta potencial aplicação na terapia de tumores cerebrais, representando uma nova possibilidade dentro do limitado arsenal terapêutico para esse tipo de tumor. / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Orientador: Liana Maria Cardoso Verinaud, Roger Chammas / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-13T19:24:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ikemori_RafaelYamashita_M.pdf: 4516080 bytes, checksum: 6a332c77058e884f308075bb69496592 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Gliomas são tumores primários do sistema nervoso central e o glioblastoma multiforme é sua forma clínica mais comum e de pior prognóstico. Na tentativa de entender sua biologia, a linhagem NG97 foi estabelecida, demonstrando características de glioblastoma com atipia nuclear e elevadas taxas de mitose. Recentemente, descobriu-se que esta é uma linhagem híbrida humano-murina derivada da fusão de células de astrocitoma humano e estroma murino que provavelmente ocorreu no processo de estabelecimento desta linhagem, a qual foi posteriormente denominada NG97ht. Esta linhagem apresenta crescimento de massas tumorais quando inoculada em camundongos imunodeficientes, demonstrando características histopatológicas de pseudopaliçada, comuns a glioblastomas. Estas são regiões hipercelulares que margeiam ambientes necróticos e postula-se que sejam células migrantes de ambientes necróticos/hipóxicos. Além disso, estas áreas têm como característica a expressão de moléculas relacionadas à adaptação a hipóxia, como o fator induzido por hipóxia (HIF), atuando na sobrevivência celular pela indução de diferentes genes. É visto que em hipóxia há aumento da produção de galectina-3, a qual está envolvida em diversos processos celulares e que é somente expressa nestas regiões de pseudopaliçada, não sendo detectada em suas áreas tumorais adjacentes. A galectina-3 é uma lectina que possui ligação a beta-galactosídeos e se relaciona com o aumento da mobilidade, adesão, crescimento e progressão tumoral. Além disso, estudos indicam que em alguns tipos tumorais, a metilação do promotor de galectina-3 é responsável pela modulação de sua expressão. Nossos resultados apresentados neste trabalho demonstraram que a hipóxia é capaz de modular positivamente a expressão de galectina-3, tanto em câmara de hipóxia quanto em cloreto cobaltoso, composto químico capaz de mimetizar a hipóxia, apresentando aumento de expressão de galectina-3 em meio completo ou privado de soro fetal bovino, mimetizando ambientes necróticos com pouco oxigênio e nutrientes. Além disso, foi demonstrado que a regulação da expressão gênica de galectina-3 in vitro e in vivo não é realizada pela metilação de seu promotor. Ensaios utilizando a técnica de interferência por RNA demonstraram que o knockdown de galectina-3, em situação in vitro com privação de oxigênio e nutrientes, induziu aumento das taxas de morte celular. Estes dados podem indicar também que a galectina-3 protege as células tumorais dentro de ambientes necróticos em glioblastomas, criando as áreas de pseudopaliçada. Em conclusão, estes experimentos demonstram as propriedades da galectina-3 de proteção contra a morte em privação de oxigênio e nutrientes, comuns dentro de tumores, destacando sua importância como alvo para agentes anti-neoplásicos. / Abstract: Gliomas are primary Central Nervous System tumors. Among them, glioblastomas are the most common clinical forms and have the worst prognosis. In an attempt to understand glioma biology, the NG97 cell line was established. This cell line presents glioblastoma's characteristics, showing nuclear atipia and high growth rate. Recently, it was discovered that this is a human-murine hybrid cell line derived from the fusion between human astrocytoma and murine stroma cells that likely occurred in the process of cell line establishment. The cell line was therefore renamed NG97ht. This cell line grows as tumors in immunodeficient mice displaying histopathological characteristics of pseudopalisades commonly seen in glioblastomas. These areas are comprised by hypercellular regions in the edge of necrotic environments and are possibly constituted by actively migrating cells out of necrotic/hypoxic environments. Besides, these pseudopalisades show the expression of molecules related to adaptation to oxygen deprivation, like Hypoxia Inducible Factor (HIF), which is involved in cell survival through the induction of many genes. Also, it has been shown that under hypoxia, galectin-3 production is stimulated, a protein involved in diverse cellular processes and that is only present in these pseudopalisades in glioblastomas, not being detected in its adjacent areas. Galectin-3 is a lectin that binds to beta-galactosides and is related to increased motility, adhesion, tumor growth and progression. Also, studies describe that galectin-3 expression is related to its promoter methylation degree in some tumor types. Our results presented here demonstrated that assays performed in hypoxic chamber and in a chemical condition mimicking hypoxia (incubation with cobaltous chloride) showed galectin-3 induction in either complete medium or deprived of fetal bovine serum, mimicking tumor's necrotic areas deprived of oxygen and nutrients. Besides, it was demonstrated that galectin-3 modulation in vitro and in vivo is not due to promoter methylation. Tests related to galectin-3 knockdown in oxygen and nutrient deprivation demonstrated that this protein has a key role in protection against cell death. It is possible that these results may indicate that galectin-3 can also protect tumor cells inside glioblastoma's necrotic areas, acting as a survival factor in disadvantageous environments with low concentrations of oxygen and nutrients. In conclusion, these experiments demonstrate galectin-3 properties related to protection against cell death in environments deprived of oxygen and nutrients, commonly found inside tumors, highlighting its importance as a target to antineoplastic agents. / Mestrado / Imunologia / Mestre em Genética e Biologia Molecular

Atualmente os gliomas representam cerca de 81% dos tumores cerebrais malignos, com aumento na incidência tanto em crianças, como em adultos acima dos 45 anos. Um número elevado de receptores neuroquinina tipo 1 (NK-1) estão expressos em células de glioma, estando a ligação da Substância P (SP) a esses receptores, envolvida no desenvolvimento e progressão desse tipo de tumor. A SP quelada ao DOTA (SP-DOTA), radiomarcada, vem sendo testada para utilização na terapia de gliomas, sendo o lutécio-177 (177Lu), devido a seu menor alcance tecidual, o radioisótopo mais indicado para tumores localizados em áreas críticas do cérebro. No entanto, estudos indicam a necessidade da adição de um excesso de metionina para prevenção da oxidação peptídica da SP-DOTA-177Lu, visando aumentar a estabilidade e a capacidade de ligação às células tumorais. Para superar esse desafio, surge a perspectiva da utilização de um novo análogo da SP, com estrutura modificada, para prevenir a oxidação peptídica. Neste contexto, o objetivo desse trabalho foi estudar a marcação de um novo análogo da SP com 177Lu e caracterizar suas propriedades in vitro e in vivo, visando a obtenção de um radiofármaco inédito e com potencial aplicação na terapia de tumores cerebrais e realizar estudos preliminares de marcação deste novo análogo com Ítrio-90 (90Y). O novo análogo foi obtido pela troca do aminoácido metionina (Met) pelo aminoácido norleucina (Nle) na posição 11 da cadeia peptídica da SP, sendo esses peptídeos denominados respectivamente SP(Met11)-DOTA e SP(Nle11)-DOTA. Após análise da oxidação peptídica dos dois peptídeos, os parâmetros da radiomarcação da SP(Nle11)-DOTA, com 177LuCl3, foram estudados para determinar a melhor condição de marcação. As estabilidades in vitro da SP(Nle11)-DOTA-177Lu sob refrigeração (2-8°C), no freezer (-20°C) e em soro humano (37°C) foram determinadas após radiomarcação com alta atividade, quanto ao uso de agentes estabilizantes e após diluição. A SP(Nle11)-DOTA também foi radiomarcada com 90Y, utilizando-se a condição padrão determinada, sendo a estabilidade in vitro da SP(Nle11)-DOTA-90Y sob refrigeração (2-8°C) e em freezer (-20°C), avaliada após radiomarcação com alta atividade e quanto a utilização de agente estabilizante. A capacidade de ligação in vitro às células tumorais (U-87 MG e M059J) e a biodistribuição in vivo em camundongos BALB/c sadios foram determinadas para a SP(Nle11)-DOTA-177Lu e comparadas à SP(Met11)-DOTA-177Lu. A ligação às proteínas plasmáticas e a biodistribuição em camundongos Nude com modelo tumoral também foram avaliadas. Os resultados obtidos na análise da oxidação peptídica comprovaram a importância da adição de excesso de metionina para prevenção da oxidação peptídica e indicaram uma alta estabilidade da SP(Nle11)-DOTA, durante e após o processo de radiomarcação. A adição de 148 MBq (4 mCi) da solução de 177LuCl3 em HCl 0,05N à 10 μg de SP(Nle11)-DOTA diluída em tampão acetato de sódio 0,4 M pH 4,5 seguida pela incubação a uma temperatura de 90ºC por 30 minutos, sob agitação de 350 rpm foi definida com condição padrão de marcação. O congelamento (-20°C), o uso de agentes estabilizantes e a diluição apresentaram-se como métodos efetivos para garantir uma alta estabilidade in vitro da SP(Nle11)-DOTA-177Lu, após a marcação com alta atividade. Bons resultados também foram observados para a marcação da SP(Nle11)-DOTA com 90YCl3 e para a estabilidade in vitro da SP(Nle11)-DOTA-90Y, após congelamento (-20°C) e quando utilizado ácido gentísico como estabilizante. A SP(Nle11)-DOTA-177Lu apresentou uma boa especificidade pelas células tumorais, principalmente pelas células de glioma humano M059J, sugerindo que a substituição do aminoácido metionina por norleucina na posição 11 não compromete a capacidade de ligação da SP(Nle11) às células tumorais. Uma baixa porcentagem de ligação às proteínas plasmáticas e um rápido clareamento sanguíneo foram observados para a SP(Nle11)-DOTA-177Lu, sendo esse radiofármaco eliminado preferencialmente por via renal. A SP(Nle11)-DOTA-177Lu apresentou uma boa estabilidade in vivo e se mostrou incapaz de atravessar a barreira hematoencefálica, sendo seu uso indicado por injeção intratumoral ou intracavitária. O estudo de biodistribuição em animais com modelo tumoral, mostrou que esse radiofármaco se liga às células tumorais por ligações receptor específicas. Com base nesse dados conclui-se que a SP(Nle11)-DOTA-177Lu, apresenta-se como um radiofármaco inédito que devido às suas propriedades in vitro e in vivo favoráveis, apresenta potencial aplicação na terapia de tumores cerebrais, representando uma nova possibilidade dentro do limitado arsenal terapêutico para esse tipo de tumor. / Currently gliomas represent about 81% of malignant brain tumors with increased incidence in children and in adults over 45 years. A large number of type 1 neurokinin receptor (NK-1) are expressed in glioma cells, being the binding of substance P (SP) to these receptors, involved in the development and progression of this tumor type. The SP conjugated at DOTA chelator (SP-DOTA), radiolabeled, have been tested for use in the treatment of gliomas, and the lutetium-177 (177 Lu), due to its lower tissue range, has been the most suitable radioisotope for tumors located in critical areas brain. However, studies indicate the necessity of adding an excess of methionine to prevent the peptide SP-DOTA-177Lu oxidation in order to increase the stability and capacity to bind to tumor cells. To overcome this challenge, there is the prospect of using a new analog of SP with a modified structure, to prevent peptide oxidation. In this context, the aim of this work was study the labeling of a new analog of SP with 177Lu and characterize their properties in vitro and in vivo, in order to obtain a novel radiopharmaceutical with potential application in brain tumor therapy, and perform preliminary studies labeling of this new analog with yttrium-90 (90Y). The new analog was obtained by replacement of the amino acid methionine (Met) by the amino acid norleucine (Nle) at position 11 of the peptide chain of SP, and these peptides were called SP(Met11)-DOTA and SP(Nle11)-DOTA respectively. After analysis of the oxidation for the two peptides, the radiolabeling parameters of the SP(Nle11)-DOTA with 177LuCl3 were studied to determine the best labeling condition. The SP(Nle11)-DOTA was also radiolabeled with 90Y, using standard condition, and the stability in vitro of the SP(Nle11)-DOTA-90Y assessed under refrigeration (2-8 °C) and under freezing (-20° C), after radiolabeling with high activity and use of stabilizing agent. The stabilities in vitro of the SP (Nle11)-DOTA-177Lu under refrigeration (2-8 °C), under freezing (-20 °C) and in human serum (37 °C) were determined after radiolabeling with high activity, with use of stabilizing agents and after dilution. The ability of in vitro binding to tumor cells (U-87 MG and M059J) and the biodistribution in vivo in healthy BALB/c mice were determined for the 177Lu-DOTA-SP(Nle11) and compared to 177Lu-DOTA-SP(Met11). The plasma protein binding and biodistribution in Nude mice with tumor model were also evaluated. The results obtained from analysis of oxidation for the two peptides confirmed the importance of adding excess methionine to prevent peptide oxidation and indicated a high stability of the DOTA- SP(Nle11), during and after the radiolabeling process. The addition of 148 MBq (4 mCi) of 177LuCl3 solution in 0.05N HCl at 10 μg DOTA-SP(Nle11) diluted in 0.4 M sodium acetate buffer pH 4.5 followed by incubation at a temperature of 90 °C for 30 minutes under constant agitation to 350 rpm was defined as standard labeling condition. The freezing (-20 °C), the use of stabilizing agents and the dilution were presented as effective methods to ensure high stability in vitro 177Lu-DOTA-SP(Nle11), after labeling with high activity. Good results were also observed for labeling DOTA-SP(Nle11) with 90YCl3 and for stability in vitro of the 90Y-DOTA-SP(Nle11) after freezing (-20 °C) and when gentisic acid was used as a stabilizer. The 177Lu-DOTA-SP(Nle11) showed good specificity to tumor cells, particularly human glioma cells (M059J), suggesting that substitution of the amino acid norleucine for methionine at position 11 does not compromise the capacity of SP(Nle11) binding to tumor cells. A low percentage of plasma protein binding and rapid blood clearance were observed for the 177Lu-DOTA-SP(Nle11), being this radiopharmaceutical preferably eliminated by the kidney. The 177Lu-DOTA-SP(Nle11) showed good stability in vivo and inability to cross the blood brain barrier, being its use indicated through intratumoral or intracavitary injection. The biodistribution studies in animals with tumor model showed that the radiopharmaceutical binds to the tumor cells by specific receptor binding. Based on this data was concluded that the 177Lu-DOTA-SP(Nle11), can be presented as a novel radiopharmaceutical that due to its favorable properties in vitro and in vivo, presents a potential application in the therapy of brain tumors, representing a new possibility within the limited therapeutic options for this type of tumor.

Apesar das evidências apontarem à participação da amilóide sérica A (SAA) em processos que favorecem a carcinogênese e metástase, associado à proposta da SAA como um marcador de progressão tumoral, não há ainda nenhum estudo avaliando a atividade direta da SAA em células tumorais. Este estudo examinou o efeito direto da SAA em duas linhagens de glioma humano. Gliomas são tumores cerebrais primários mais comuns em adultos e as linhagens deste estudo, A172 e T98G, representam carcinomas humanos caracterizados por um comportamento biológico altamente agressivo e quase sempre fatais, sendo classificados como grau IV. As linhagens A172 e T98G possuem algumas diferenças importantes em relação à invasividade; elas são respectivamente menos invasiva e mais invasiva. Para este estudo, avaliamos o efeito de SAA sobre a síntese de compostos representativos de algumas das diferentes classes de substâncias que estão envolvidas na progressão do tumor; entre elas estão a citocina IL-8, IL-6, TNF-α, a molécula mensageira NO, as metaloproteases, MMP2 e MMP9 e o gene RECK. Além disso, nos perguntamos se SAA pode estar envolvida nos processos de proliferação, migração e invasão celular. SAA induziu a produção de NO em ambas as linhagens de glioma. Em relação a IL-8 observamos que sua produção basal é bastante diferente dependendo da linhagem, sendo pouco produzida pela linhagem A172 que foi a única que respondeu à SAA. IL-6 e TNF-α não foram produzidas pelos gliomas quando estimulados com SAA. O tratamento das células com SAA aumentou a expressão das MMP-2 e MMP-9 e diminuiu a de RECK em ambas linhagens. SAA mostrou ser um estímulo mitogênico para os gliomas T98G e A172. SAA aumentou a migração e invasão da linhagem T98G e inibiu estes mesmos parâmetros nas células A172. SAA é constitutivamente expressa e produzida por ambas linhagens, sendo que a isoforma SAA1 é a predominante. A expressão gênica de todas as isoformas, SAA1, SAA2, SAA4, e a síntese protéica das SAA foram aumentadas pela adição de IFN-γ. Nossos resultados com base em ensaios in vitro suportam uma contribuição direta da SAA para a progressão e metástase do tumor, dependendo do tipo de célula e concentração da SAA. O fato de que IFN-γ é um indutor de SAA nos gliomas aponta que SAA pode exercer tanto um efeito intrácrino quanto autócrino ou parácrino nos tumores. / In spite of the evidences sustaining the participation of SAA in processes that favor carcinogenesis and metastasis, and the proposal of SAA as a marker of tumor progression, no studies have yet addressed a potential direct activity of SAA on tumor cells. This study examined the direct effect of SAA on two human glioma lineages. Gliomas are primary brain tumors more common in adults and the lineages of this study, A172 and T98G, represent human carcinomas characterized by a highly aggressive biological behaviour and almost always fatal, classified as grade IV. A172 and T98G have some important differences in the invasiveness, they are less invasive and more invasive, respectively. For this study, we evaluated the effect of SAA on the synthesis of compounds representing different classes of substances that are somehow involved in tumor progression, among them we can cite the cytokine IL-8, the messenger molecule NO, the metalloproteinases MMP2 and MMP9 and RECK gene. Furthermore, we wonder if SAA was involved in the processes of proliferation, migration and cell invasion. SAA stimulated the production of IL-8 in lineage A172, while T98G produced high amounts of IL-8 that were not modified by SAA addition. SAA did not stimulate the production of IL-6 and TNF-α. SAA induced the production of NO, increased the expression of MMP-2 and MPP-9 and decreased the regulator of the expression of the MMPs; gene RECK. Moreover, we observed that SAA was a mitogenic stimulus, but it had a dual effect on migration and invasiveness behavior depending on cell lineage. For T98G SAA increased migration and invasion, and for A172 SAA inhibited migration and invasion. SAA was constitutively expressed and produced by both strains, and the isoform SAA1 predominated. The gene expression of all isoforms, SAA1, SAA2, SAA4, and protein synthesis of SAA were increased by the addition of INF-γ. Our findings based on in vitro assays support a direct contribution of SAA to tumor development, progression and metastasis depending on the cell type and concentration of SAA. Besides the role of SAA on tumor growth during an acute phase, the fact that SAA was expressed in tumor cells suggests an intracrine or an autocrine action of SAA.

Le gliome est le type le plus agressif et mortel de tumeur cérébrale. Ces tumeurs se caractérisent par la présence conjointe de phénotypes solides (de bas grade, moins invasif, hautement vascularisé) et diffus (haut grade, très envahissant et diffus) des glioblastomes multiformes. Les collagènes sont des composants majeurs de la MEC des cellules tumorales des gliomes, et sont également présents dans la membrane basale des vaisseaux sanguins, mais avec une composition différente entre vasculatures saine et tumorale. L'abondance et la typologie des collagènes dans la MEC des cellules tumorales et la vasculature représentent donc un marqueur potentiel de diagnostic pour la gradation des tumeurs gliales. Nous avons développé la spectro-imagerie infrarouge à transformée de Fourier pour déterminer les modifications morphologiques et moléculaires apparaissant dans les formes solides et diffuses de gliomes, ainsi que dans les vasculatures saine et tumorale. Nous avons d'abord mis en évidence les vasculatures saine et tumorale en utilisant des nanoparticules injectées dans le système sanguin. Ensuite, nous avons appliqué des méthodes de reconstruction spectrale pour distinguer les tissus sains vs. ceux des formes solide et diffuse de tumeurs sur la base de leurs contenus en collagène de la MEC. Enfin, nous avons déterminé les changements de types du collagène au cours de la progression tumorale, validant ainsi la notion que l’analyse de ces contenus est potentiellement un marqueur diagnostic pour la gradation des gliomes. / The glioma is the most aggressive and lethal type of brain tumor. Such tumor is characterized both by solid (low grade, less invasive, highly vascularized) and diffuse (high grade, very invasive and diffuse) phenotypes in high-grades. Collagens are major components of ECM in glioma tumor cells, and are also present in basement membrane of blood vessels in vasculature, but with different composition between healthy and tumor capillaries. The abundance and typology of collagens in tumor cell ECM and vasculature is thus a potential diagnostic marker for grading glioma tumors. We developed Fourier transform infrared (FTIR) spectro-imaging as a functional technique to determine the morphological and molecular changes occurring in solid and diffuse form of tumor tissues as well as in healthy and tumor vasculatures. We first highlighted healthy and tumor vasculatures using nanoparticles injected in blood system. Then, we applied curve-fitting methods to distinguish between healthy tissue vs. solid and diffuse tumor tissues on the basis of the collagen contents found in ECM. Finally, we determined collagen typology changes during tumor progression, thus validating that collagen contents analysis is potentially a diagnostic marker for glioma grading.

Os hormônios glicocorticóides (GCs) têm sido amplamente empregados como agentes antiinflamatórios e anti-tumorais. Sua ação ocorre via receptores nucleares (GR) sendo dependente da remodelação da estrutura da cromatina. As proteínas Brm e BRG1, componentes essenciais de um complexo regulador global da transcrição (SWI/SNF), por remodelamento da cromatina, exercem um papel-chave na ação de GR. Para estudar o mecanismo de ação de GCs, foram utilizadas as linhagens celulares ST1 e P7, derivadas da linhagem celular C6, de glioma de rato. P7 é insensível ao tratamento com GC, enquanto ST1 apresenta reversão fenotípica tumoral→normal, gerando um bloqueio específico na fase G1. Um anti-soro policlonal específico para Brm e BRG1, foi gerado através da inoculaçâo de coelha com a proteína hBRG1 recombinante. Este antisoro foi utilizado para análisar os níveis destas proteínas nas duas linhagens celulares, sob ação de GC. Enquanto em ST1, Brm é induzida por GC, em células P7, o nível basal de Brm é relativamente alto, mantendo-se inalterado na presença de GC. A possíbilidade de existirem mutações no gene brm de células P7, foi investigada através de amplificação do DNA, por PCR, e seqüenciamento. A superexpressão de brm e BRG1 em células P7 mostrou que clones isolados apresentavam, de um modo geral, achatamento celular, diminuição da taxa de crescimento e da eficiência de plaqueamento em substrato sólido e semi-sólido. Alguns destes clones passaram a responder ao tratamento com GC, porém não tão drasticamente como as células ST1. Co-imunonoprecipitação mostrou algumas diferenças entre os complexos SWI/SNF de células ST1 e P7. / Glucocorticoid hormones (GCs) have been used as anti-inflammatory and anti-tumor agents, acting via nuclear receptors (GR) and being dependent on remodeling of the chromatin structure. As components of the global chromatin remodeling transcription complex (SWI/SNF), Brm and BRG-1 proteins play a key role in the action of GR. In order to study the mechanisms of action of GCs, we have been using the ST1 and P7 cell lines, derived from the C6, a rat glioma cell line. P7 is insensitive to the GC treatment, while ST1 displays a complete phenotypic reversion from tumoral to normal, including a G1-specific block in the cell cycle. A Brm and BRG1-specific polyclonal antiserum was generated, in rabbit, using recombinant hBRG1 protein as antigen. This antiserum was used to analyze the levels of Brm and BRG1 in these two cell lines, under GC treatment. While Brm is induced by GC, in ST1 cells, the basal level of Brm, in P7 cells, is relatively high, remaining unchanged under GC treatment. The possibility of brm mutations occurring in the P7 cells, was analyzed by DNA sequencing. Overexpression of brm and BRG1 in P7 cells led to morphological alterations (cell flattening) and decreased colony formation in agarose suspension and in solid substrate. Some of these clones became partially responsive to GC, when compared to the ST1 cell line. Co-immunoprecipitation assays revealed some differences in the SWI/SNF complex between ST1 and P7 cells.

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Le glioblastome qui correspond au stade de malignité le plus élevé des gliomes est associé à un très mauvais pronostic car il envahit le parenchyme cérébral de manière diffuse, ce qui rend son exérèse complète généralement impossible, et il résiste aux traitements conventionnels en raison de sa résistance intrinsèque aux stimuli pro-apoptotiques. Le cancer de l’œsophage est également un cancer très agressif car invasif et résistant également aux stimuli pro-apoptotiques. <p>Les chémokines sont des cytokines chémotactiques responsables de la migration des leucocytes et exprimées en réponse à des cytokines inflammatoires, à des facteurs de croissance et à des stimuli pathogènes. De nombreux cancers possèdent un réseau complexe de ces chémokines. Les chémokines de type CXCL et plus particulièrement CXCL8 et CXCL12 sont impliquées dans la biologie des gliomes et du cancer de l’oesophage. Au cours de mon travail de thèse de doctorat, nous avons étudié l’expression des 15 chémokines CXCL et des 9 récepteurs aux chémokines CXCL dans divers modèles de gliomes et de cancers de l’œsophage. Cette étude menée par RT-PCR nous a permis de mettre en évidence la présence d’un patron d’expression complexe de ces chémokines CXCL dans les divers modèles analysés. Nous avons observé une expression plus importante des chémokines CXCL pro-angiogéniques par rapport aux chémokines anti-angiogéniques dans ces deux types de cancers. Nous avons également pu mettre en évidence une implication potentielle des chémokines CXCL2, CXCL3 et CXCL8 dans l’acquisition de la résistance au traitement par témozolomide des gliomes d’origine astrogliale. <p>Les glioblastomes et les cancers de l’œsophage étant deux types de cancers résistants aux stimuli pro-apoptotiques, et le témozolomide étant la seule molécule dotée de bénéfices thérapeutiques réels dans le cas du glioblastome, nous avons également testé le témozolomide dans nos modèles de cancer de l’œsophage in vitro et in vivo. Nous avons pu ainsi montrer un bénéfice thérapeutique réel apporté par cette molécule in vivo sur des animaux immunodéficients greffés avec des cellules humaines de carcinome épidermoïde de l’œsophage. Ce bénéfice thérapeutique peut être expliqué en partie par différents mécanismes d’action tels que l’induction de processus soutenus d’autophagie suivis par de l’apoptose mais également par des effets anti-angiogéniques. Enfin, nous avons pu montrer que la diminution d’expression même transitoire de la chémokine CXCL2 dans nos modèles in vitro de glioblastome et de carcinome épidermoïde de l’œsophage entraîne une diminution de la croissance de ces populations cellulaires cancéreuses, suggérant un rôle important de cette chémokine dans la biologie de ces deux types de cancers. Enfin, nous avons démontré un effet anti-angiogénique in vivo pour le témozolomide dans un modèle de xénogreffes de cancers oesophagiens humains chez la souris immunodéficiente.<p><p>En conclusion, l’ensemble de nos résultats suggèrent que le témozolomide, bien qu’il devienne bientôt un générique sous sa forme d’administration i.v. (la forme orale étant déjà générique), pourrait représenter une molécule d’intérêt pour combattre le cancer de l’œsophage, comme on le sait déjà depuis 2005 en ce qui concerne les glioblastomes. Nos résultats montrent ensuite l’importance du patron d’expression des chémokines CXCL dans la biologie des cellules gliales tumorales et des cellules cancéreuses de l’œsophage. Enfin, nos résultats montrent que le témozolomide détruit en partie ce réseau de chémokines CXCL au sein de ces deux types de cancers.<p> / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Diffuse Gliome bei Erwachsenen sind aggressive, unheilbare Hirntumore. Humanisierte Mausmodelle helfen, molekulare Mechanismen zu verstehen und therapeutische Ziele zu identifizieren, aber der Vergleich mit Proben von Patienten gestaltet sich schwierig. Ich habe eine computergestützte Plattform namens CAPE entwickelt, um Tumormodelle und Patienten-Expressionsprofile mit Hilfe der nicht-negativen Matrixfaktorisierung zu vergleichen. Die Anwendung von CAPE auf humanisierte Maus-Gliom-Avatar-Modelle (GSA) und diffuse Glioma-Patienten zeigte eine starke Übereinstimmung zwischen den Modellen und dem proneuralen Glioblastom-Subtyp. CAPE hat gezeigt, dass durch die Transplantation der Erwerb neuer Tumorzustände in den Modellen verbessert wurde. Durch die Kombination von reporterbasiertem genetischem Tracing und CAPE zeigte sich, dass eine Untergruppe der in vivo GSA-Populationen mit Patienten zusammenfällt, die astrozytische Merkmale aufweisen. Die Behandlung von GSA-Modellen in vitro mit menschlichem Serum, TNFα oder ionisierender Strahlung führte zu einer Verschiebung in den mesenchymalen Zustand. Einzelzell-Transkriptomik annotierte GSA-Populationen unter verschiedenen Bedingungen und zeigte alle Glioblastomzustände in vivo und bei Aktivierung durch externe Faktoren. Der Vergleich von GSA-Einzelzellpopulationen und Patienten bestätigte diese Identitäten. Die Studie etablierte einen umfassenden Rahmen für die Erprobung und Validierung von Verbesserungen der Tumormodelle, um Patienten besser abzubilden, und erweiterte das Verständnis der Tumorbiologie und Ansprechen auf Therapie. / Adult-type diffuse gliomas are aggressive, incurable adult brain cancers. Humanized mouse models help understand molecular mechanisms and identify therapeutic targets, but comparing them with patient samples is difficult. I developed a computational framework, CAPE, for comparing tumor models and patient expression profiles using non-negative matrix factorization. Applying CAPE to humanized mouse glioma subtype avatar models (GSA) and adult-type diffuse glioma patients revealed a strong resemblance between models and proneural glioblastoma subtype. CAPE showed that transplantation improved new tumor state acquisition in models. Combining genetic tracing reporter phenotypic selection with CAPE showed a subset of in vivo GSA populations clustering with patients having astrocytic-like identities. In vitro treatment of GSA models with human serum, TNFα, or ionizing radiation led to a mesenchymal state shift upon reporter selection. Single-cell transcriptomics annotated GSA populations in different conditions, revealing all glioblastoma states in vivo and upon external factor activation. Comparing GSA single-cell populations and patients confirmed these identities. The study established a comprehensive framework for testing and validating tumor model improvements to resemble patients, advancing tumor biology and treatment response understanding.