INTRODUÇÃO: O crescimento e a progressão de diversos tipos de tumores dependem da angiogênese, isto é, a formação de novos vasos sanguíneos. Fatores da família do VEGF (VEGF-A, VEGF-C, Flk-1/KDR) são potentes mediadores da angiogênese e níveis elevados destes fatores podem ser detectados em vários tumores humanos. Outras proteínas como NDRG1, osteonectina, HIF-1 e galectina-3 encontram-se associadas, de modo indireto, à angiogênese. MÉTODOS: O objetivo deste estudo foi analisar a expressão imunoistoquímica de NDRG1, osteonectina, VEGF-A, VEGF-C, Flk-1/KDR, HIF-1 e galectina-3 em 265 lesões benignas e malignas da tireóide por tissue microarray (TMA), incluindo tireóide normal, bócio, adenoma folicular, carcinoma papilífero, carcinoma folicular e metástases de carcinoma papilífero e folicular da tireóide. Lâminas em diferentes níveis do bloco de TMA foram submetidas à reação imunoistoquímica utilizando-se anticorpos específicos contra NDRG1, osteonectina, VEGF-A, VEGF-C, Flk-1/KDR, HIF-1, galectina-3. Foi realizada uma avaliação semiquantitativa da expressão destas proteínas, analisando-se a intensidade de coloração e a porcentagem de células positivas para cada marcador. RESULTADOS: De um modo geral, a expressão de NDRG1, osteonectina, VEGF-A, VEGF-C, Flk-1/KDR, HIF-1 e galectina-3 foi maior nos carcinomas de tireóide em relação ao bócio e adenoma folicular. Dentre as proteínas estudadas, a galectina-3 foi aquela que apresentou melhor acurácia diagnóstica na distinção entre lesões benignas e malignas da tireóide, com uma sensibilidade 64,1% e especificidade de 94,4%. Nos carcinomas de tireóide, a expressão de NDRG1, VEGF-A, VEGF-C e HIF-1 apresentou correlação estatística significativa com estádio TNM mais avançado e alto risco pelo método AMES. A análise multivariada revelou que a idade 45 anos, o tamanho tumoral maior do que 4,0 cm, o estádio IV do TNM e a perda de expressão de galectina-3 foram fatores que contribuíram para a recorrência ou óbito em pacientes com carcinoma de tireóide. CONCLUSÕES: Nos carcinomas de tireóide, a expressão de NDRG1, VEGF-A, VEGF-C, HIF-1 se correlacionou com tumores mais avançados. Com exceção da galectina-3, nenhuma das proteínas estudadas apresentou impacto na sobrevida dos pacientes com carcinoma de tireóide. Nestes pacientes, a perda de expressão de galectina-3 foi um fator de risco para recorrência ou óbito. / INTRODUCTION: The growth and progression of different types of tumors depend on angiogenesis, i.e., the formation of new blood vessels. Members of the VEGF family (VEGF-A, VEGF-C, Flk-1/KDR) are potent mediators of angiogenesis and elevated levels of these factors can be detected in various human tumors. Other proteins such as NDRG1, osteonectin, HIF-1 and galectin-3 are indirectly associated with angiogenesis. METHODS: The objective of this study was to investigate the immunohistochemical expression of NDRG1, osteonectin, VEGF-A, VEGF-C, Flk-1/KDR, HIF-1 and galectin-3 in 265 benign and malignant thyroid lesions by tissue microarray (TMA), including normal thyroid, goiter, follicular adenoma, papillary carcinoma, follicular carcinoma, and papillary and follicular thyroid carcinoma metastases. Slides obtained from different levels of the TMA block were submitted to immunohistochemistry using specific antibodies against NDRG1, osteonectin, VEGF-A, VEGF-C, Flk-1/KDR, HIF-1, and galectin-3. The expression of these proteins was analyzed semiquantitatively, evaluating the intensity of staining and the percentage of positive cells for each marker. RESULTS: In general, the expression of NDRG1, osteonectin, VEGF-A, VEGF-C, Flk-1/KDR, HIF-1 and galectin-3 was higher in thyroid carcinomas when compared to goiter and follicular adenoma. Among the proteins studied, galectin-3 presented the best diagnostic accuracy in the distinction between benign and malignant thyroid lesions, with a sensitivity of 64.1% and specificity of 94.4%. In thyroid carcinomas, the expression of NDRG1, VEGF-A, VEGF-C and HIF-1 was significantly correlated with a more advanced TNM stage and AMES high risk. Multivariate analysis revealed that age 45 years, tumor size > 4.0 cm, TNM stage IV and loss of expression of galectin-3 were associated with recurrence or death in patients with thyroid carcinoma. CONCLUSIONS: In thyroid carcinomas, the expression of NDRG1, VEGF-A, VEGF-C and HIF-1 is correlated with more advanced tumors. Except for galectin-3, none of the proteins studied had an impact on the survival of patients with thyroid carcinoma. In these patients, loss of expression of galectin-3 was a risk factor for recurrence or death.

As neoplasias tireoidianas são importante causa de morbi-mortalidade. A patogênese da disseminação neoplásica pelo organismo é um complexo e intrigante processo pelo qual grande parte das neoplasias malignas se dissemina, a partir de um sítio de origem, para diferentes partes do organismo, utilizando como vias preferenciais os sistemas vasculares venoso e linfático. A expressão dos fatores de crescimento endotelial vascular e de seus receptores (VEGFs e VEGFRs) estão relacionados à angiogênese e linfangiogênese tumoral participando do diagnóstico, avaliação prognostica e tratamento de neoplasias malignas. O papel da angiogênese e da linfangiogênese na patogênese dos cânceres de tireóide ainda não foi completamente desvendado. Os diferentes padrões de comportamento dos tumores tireoidianos e de suas metástases variam de acordo com o tipo de tumor e ainda não foi completamente explorado se diferenças na expressão dos VEGFs e VEGFRs influenciam a metástase tumoral ou determinam um comportamento mais agressivo. Na presente tese, avaliamos a expressão imuno-histoquímica dos VEGFs e VEGFRs e a densidade vascular sanguínea e linfática nos bócios adenomatosos, tireoidites linfocitárias e adenomas foliculares, bem como nos carcinomas papilíferos e foliculares e suas regiões adjacentes. Posteriormente, correlacionamos nossos achados com os dados clínico-patológicos. Observamos que há um crescimento gradual na intensidade da expressão dos VEGFs e VEGFRs a partir do tecido tireoidiano com fenótipo normal, lesões proliferativas benignas e neoplasias malignas. Nos carcinomas, apesar da profusa expressão dos VEGFs e VEGFRs detectamos correlação estatisticamente significativa apenas do VEGF-D e VEGF-R3 com um pior estadiamento tumoral nos carcinomas papilíferos. A densidade vascular sanguínea foi superior a densidade vascular linfática em todas as lesões estudadas sendo que os carcinomas foliculares apresentaram a maior densidade vascular sanguínea e as tireoidites linfocitárias a maior densidade vascular linfática. Nos carcinomas papilíferos uma menor densidade vascular sanguínea está associada a invasão vascular e a diferença de perfil linfangiogênico entre adenomas foliculares e carcinomas foliculares pode ser uma nova ferramenta na diferenciação destas categorias diagnósticas / The thyroid neoplasms are important causes of morbi-mortality. The pathogenesis of the neoplastic dissemination through the organism is a complex and intriguing process by which many malignancies spreads from a site of origin to different parts of the body, using as preferential routes the venous and lymphatic vascular systems. The expression of vascular endothelial growth factors and their receptors (VEGFs and VEGFRs) are related to tumor angiogenesis and lymphangiogenesis participating in the diagnosis, prognostic evaluation and treatment of malignant neoplasms. The role of angiogenesis and lymphangiogenesis in the pathogenesis of thyroid cancers has not been completely elucidated. The different patterns of behavior of thyroid tumors and their metastases vary with the tumoral type and have not yet been fully explored whether differences in the expression of VEGFs and VEGFRs influence tumor metastasis or determine a more aggressive behavior. In this thesis, we evaluated the immunohistochemical expression of VEGFs and VEGFRs and the blood and lymphatic vascular density in goiter, thyroiditis and follicular adenomas and in papillary and follicular carcinomas and their adjacent regions. Afterward, we correlated our findings with the clinical pathological data. We observe that there is a gradual increase in intensity of expression of VEGFs and VEGFRs from normal thyroid tissue, proliferative lesions, benign and malignant neoplasms. In carcinomas, despite the profuse expression of VEGFs and VEGFRs we detected only statistically significant correlation of VEGF-D and VEGF-R3 with a worse tumor staging in papillary carcinomas. The blood vessel density was higher than lymphatic vascular density in all lesions studied. The follicular carcinomas showed the highest blood vessel density and thyroiditis the largest lymphatic vascular density. In the papillary carcinomas a lower blood vessel density was associated with vascular invasion and the different lymphangiogenic profiles between follicular adenomas and follicular carcinomas may be a new tool in differentiating these diagnostic categories

As neoplasias tireoidianas são importante causa de morbi-mortalidade. A patogênese da disseminação neoplásica pelo organismo é um complexo e intrigante processo pelo qual grande parte das neoplasias malignas se dissemina, a partir de um sítio de origem, para diferentes partes do organismo, utilizando como vias preferenciais os sistemas vasculares venoso e linfático. A expressão dos fatores de crescimento endotelial vascular e de seus receptores (VEGFs e VEGFRs) estão relacionados à angiogênese e linfangiogênese tumoral participando do diagnóstico, avaliação prognostica e tratamento de neoplasias malignas. O papel da angiogênese e da linfangiogênese na patogênese dos cânceres de tireóide ainda não foi completamente desvendado. Os diferentes padrões de comportamento dos tumores tireoidianos e de suas metástases variam de acordo com o tipo de tumor e ainda não foi completamente explorado se diferenças na expressão dos VEGFs e VEGFRs influenciam a metástase tumoral ou determinam um comportamento mais agressivo. Na presente tese, avaliamos a expressão imuno-histoquímica dos VEGFs e VEGFRs e a densidade vascular sanguínea e linfática nos bócios adenomatosos, tireoidites linfocitárias e adenomas foliculares, bem como nos carcinomas papilíferos e foliculares e suas regiões adjacentes. Posteriormente, correlacionamos nossos achados com os dados clínico-patológicos. Observamos que há um crescimento gradual na intensidade da expressão dos VEGFs e VEGFRs a partir do tecido tireoidiano com fenótipo normal, lesões proliferativas benignas e neoplasias malignas. Nos carcinomas, apesar da profusa expressão dos VEGFs e VEGFRs detectamos correlação estatisticamente significativa apenas do VEGF-D e VEGF-R3 com um pior estadiamento tumoral nos carcinomas papilíferos. A densidade vascular sanguínea foi superior a densidade vascular linfática em todas as lesões estudadas sendo que os carcinomas foliculares apresentaram a maior densidade vascular sanguínea e as tireoidites linfocitárias a maior densidade vascular linfática. Nos carcinomas papilíferos uma menor densidade vascular sanguínea está associada a invasão vascular e a diferença de perfil linfangiogênico entre adenomas foliculares e carcinomas foliculares pode ser uma nova ferramenta na diferenciação destas categorias diagnósticas / The thyroid neoplasms are important causes of morbi-mortality. The pathogenesis of the neoplastic dissemination through the organism is a complex and intriguing process by which many malignancies spreads from a site of origin to different parts of the body, using as preferential routes the venous and lymphatic vascular systems. The expression of vascular endothelial growth factors and their receptors (VEGFs and VEGFRs) are related to tumor angiogenesis and lymphangiogenesis participating in the diagnosis, prognostic evaluation and treatment of malignant neoplasms. The role of angiogenesis and lymphangiogenesis in the pathogenesis of thyroid cancers has not been completely elucidated. The different patterns of behavior of thyroid tumors and their metastases vary with the tumoral type and have not yet been fully explored whether differences in the expression of VEGFs and VEGFRs influence tumor metastasis or determine a more aggressive behavior. In this thesis, we evaluated the immunohistochemical expression of VEGFs and VEGFRs and the blood and lymphatic vascular density in goiter, thyroiditis and follicular adenomas and in papillary and follicular carcinomas and their adjacent regions. Afterward, we correlated our findings with the clinical pathological data. We observe that there is a gradual increase in intensity of expression of VEGFs and VEGFRs from normal thyroid tissue, proliferative lesions, benign and malignant neoplasms. In carcinomas, despite the profuse expression of VEGFs and VEGFRs we detected only statistically significant correlation of VEGF-D and VEGF-R3 with a worse tumor staging in papillary carcinomas. The blood vessel density was higher than lymphatic vascular density in all lesions studied. The follicular carcinomas showed the highest blood vessel density and thyroiditis the largest lymphatic vascular density. In the papillary carcinomas a lower blood vessel density was associated with vascular invasion and the different lymphangiogenic profiles between follicular adenomas and follicular carcinomas may be a new tool in differentiating these diagnostic categories

INTRODUÇÃO: O crescimento e a progressão de diversos tipos de tumores dependem da angiogênese, isto é, a formação de novos vasos sanguíneos. Fatores da família do VEGF (VEGF-A, VEGF-C, Flk-1/KDR) são potentes mediadores da angiogênese e níveis elevados destes fatores podem ser detectados em vários tumores humanos. Outras proteínas como NDRG1, osteonectina, HIF-1 e galectina-3 encontram-se associadas, de modo indireto, à angiogênese. MÉTODOS: O objetivo deste estudo foi analisar a expressão imunoistoquímica de NDRG1, osteonectina, VEGF-A, VEGF-C, Flk-1/KDR, HIF-1 e galectina-3 em 265 lesões benignas e malignas da tireóide por tissue microarray (TMA), incluindo tireóide normal, bócio, adenoma folicular, carcinoma papilífero, carcinoma folicular e metástases de carcinoma papilífero e folicular da tireóide. Lâminas em diferentes níveis do bloco de TMA foram submetidas à reação imunoistoquímica utilizando-se anticorpos específicos contra NDRG1, osteonectina, VEGF-A, VEGF-C, Flk-1/KDR, HIF-1, galectina-3. Foi realizada uma avaliação semiquantitativa da expressão destas proteínas, analisando-se a intensidade de coloração e a porcentagem de células positivas para cada marcador. RESULTADOS: De um modo geral, a expressão de NDRG1, osteonectina, VEGF-A, VEGF-C, Flk-1/KDR, HIF-1 e galectina-3 foi maior nos carcinomas de tireóide em relação ao bócio e adenoma folicular. Dentre as proteínas estudadas, a galectina-3 foi aquela que apresentou melhor acurácia diagnóstica na distinção entre lesões benignas e malignas da tireóide, com uma sensibilidade 64,1% e especificidade de 94,4%. Nos carcinomas de tireóide, a expressão de NDRG1, VEGF-A, VEGF-C e HIF-1 apresentou correlação estatística significativa com estádio TNM mais avançado e alto risco pelo método AMES. A análise multivariada revelou que a idade 45 anos, o tamanho tumoral maior do que 4,0 cm, o estádio IV do TNM e a perda de expressão de galectina-3 foram fatores que contribuíram para a recorrência ou óbito em pacientes com carcinoma de tireóide. CONCLUSÕES: Nos carcinomas de tireóide, a expressão de NDRG1, VEGF-A, VEGF-C, HIF-1 se correlacionou com tumores mais avançados. Com exceção da galectina-3, nenhuma das proteínas estudadas apresentou impacto na sobrevida dos pacientes com carcinoma de tireóide. Nestes pacientes, a perda de expressão de galectina-3 foi um fator de risco para recorrência ou óbito. / INTRODUCTION: The growth and progression of different types of tumors depend on angiogenesis, i.e., the formation of new blood vessels. Members of the VEGF family (VEGF-A, VEGF-C, Flk-1/KDR) are potent mediators of angiogenesis and elevated levels of these factors can be detected in various human tumors. Other proteins such as NDRG1, osteonectin, HIF-1 and galectin-3 are indirectly associated with angiogenesis. METHODS: The objective of this study was to investigate the immunohistochemical expression of NDRG1, osteonectin, VEGF-A, VEGF-C, Flk-1/KDR, HIF-1 and galectin-3 in 265 benign and malignant thyroid lesions by tissue microarray (TMA), including normal thyroid, goiter, follicular adenoma, papillary carcinoma, follicular carcinoma, and papillary and follicular thyroid carcinoma metastases. Slides obtained from different levels of the TMA block were submitted to immunohistochemistry using specific antibodies against NDRG1, osteonectin, VEGF-A, VEGF-C, Flk-1/KDR, HIF-1, and galectin-3. The expression of these proteins was analyzed semiquantitatively, evaluating the intensity of staining and the percentage of positive cells for each marker. RESULTS: In general, the expression of NDRG1, osteonectin, VEGF-A, VEGF-C, Flk-1/KDR, HIF-1 and galectin-3 was higher in thyroid carcinomas when compared to goiter and follicular adenoma. Among the proteins studied, galectin-3 presented the best diagnostic accuracy in the distinction between benign and malignant thyroid lesions, with a sensitivity of 64.1% and specificity of 94.4%. In thyroid carcinomas, the expression of NDRG1, VEGF-A, VEGF-C and HIF-1 was significantly correlated with a more advanced TNM stage and AMES high risk. Multivariate analysis revealed that age 45 years, tumor size > 4.0 cm, TNM stage IV and loss of expression of galectin-3 were associated with recurrence or death in patients with thyroid carcinoma. CONCLUSIONS: In thyroid carcinomas, the expression of NDRG1, VEGF-A, VEGF-C and HIF-1 is correlated with more advanced tumors. Except for galectin-3, none of the proteins studied had an impact on the survival of patients with thyroid carcinoma. In these patients, loss of expression of galectin-3 was a risk factor for recurrence or death.

O iodeto reduz a expressão, cauda poli(A) e taxa de tradução do mRNA da NIS, a partir de 30 min de tratamento. O estudo atual objetivou caracterizar as bases moleculares envolvidas nesses efeitos inibitórios. Células PCCl3 foram tratadas com NaI (10-3M), por diferentes períodos de tempo, e avaliou-se: a meia-vida do mRNA de NIS; o papel das porções 3\'UTR/5\'UTR; o envolvimento de eventos transcricionais; a organização do citoesqueleto de actina; o conteúdo total, meia-vida, degradação, internalização e atividade de NIS; a ativação da via PI3K/Akt. Os resultados evidenciaram que o excesso de iodeto: reduz a meia-vida e interage com a porção 3\'UTR do mRNA de NIS; inibe a atividade do promotor de NIS; desorganiza o citoesqueleto de actina; reduz o conteúdo total, de membrana, a meia-vida e atividade de NIS; aumenta a internalização de NIS por clatrinas, e sua degradação por lissosomos; ativa a via PI3K/Akt. Conclui-se que o iodeto ativa diferentes mecanismos moleculares, transcricionais e pós-transcricionais, para promover o efeito inibitório sobre a expressão de NIS. / Iodide reduces NIS mRNA expression, poly(A) tail length and transcription rate, after 30 min of treatment. The present study aimed to caracterize the molecular basis involved in these inhibitory effects. PCCl3 cells were treated with NaI (10-3M) and assays were performed to evaluate: NIS transcript half-life; the role of NIS mRNA 3\'UTR/5\'UTR; the involvement of transcriptional events; the organization of actin cytoskeleton; the total content, half-life, degradation, internalization and activity of NIS; the activation of PI3K/Akt pathaway. The results indicatred that iodide excess: reduces NIS transcript half-life and interacts with its 3\'UTR portion; inhibits NIS promoter activity; disrupts the actin cytoskeleton; reduces NIS total and membrane content, NIS half-life and NIS activity; induces the internalization of NIS through clathrin and its degradation through lisosomes; activates the PI3K/Akt pathway. In conclusion, iodide activates different molecular mechanisms, transcriptional and post-transcriptional, to promoter the inhibitory effect on NIS expression.

Alterações genéticas nos genes RET, RAS e BRAF resultam na ativação constitutiva da sinalização MAPK e estão presentes em aproximadamente 70% dos carcinomas papilífero de tiroide, a forma mais prevalente de câncer de tiroide. Múltiplas vias de sinalização podem atuar em conjunto com a via MAPK na oncogênese tiroidiana. Nesse estudo, testamos a hipótese que a via MAPK regula a sinalização Notch e que o crosstalk entre as vias de sinalizações são importantes na regulação da diferenciação e proliferação celular no câncer de tiroide. A ativação condicional dos oncogenes RET/PTC3 e BRAFT1799A em linhagem de célula folicular normal de tiroide aumentou a atividade da via de sinalização Notch. Por outro lado, o bloqueio farmacológico da sinalização MAPK reduziu a sinalização Notch na linhagem celular TPC-1 derivada de carcinoma papilífero de tiroide. Glândulas tiroide de animais transgênicos expressando BRAFT1799A e amostras de carcinoma papilífero de tiroide apresentaram elevados níveis de NOTCH1. A superexpressão de NOTCH1 em célula folicular normal de tiroide aumentou a expressão proteica de NIS. A inibição farmacológica e por RNA de interferência da sinalização Notch apresentou um efeito anti-proliferativo em linhagem de CPT. Além disso, a combinação do inibidor farmacológico de Notch e MAPK diminuiu a proliferação de células de carcinoma papilífero de tiroide. Esses dados sugerem um importante papel da sinalização Notch na oncogênese do carcinoma papilífero de tiroide induzida pela sinalização MAPK e que a via Notch pode ser uma potencial terapia adjuvante no câncer de tiroide. / Genetic alterations in RET, RAS and BRAF result in constitutive activation of the MAPK signaling and are present in approximately 70% of papillary thyroid carcinomas, the most prevalent form of thyroid cancer. Multiple signaling pathways can act with MAPK pathway in thyroid oncogenesis. In this study, we tested the hypothesis that MAPK pathway control Notch signaling and that the crosstalk between these pathways plays an important role in thyroid cancer cell differentiation and proliferation. The conditional activation of RET/PTC3 and BRAFT1799A enhanced Notch signaling pathway in normal follicular thyroid cell. By contrast, pharmacological inhibition of MAPK reduced Notch signaling in TPC-1 cell line derived from papillary thyroid carcinoma. Transgenic mice expressing BRAFT1799A restrict in thyroid gland and human papillary thyroid carcinoma samples showed higher Notch1 expression. NOTCH1 overexpression in normal thyroid follicular cell increased NIS protein expression. Pharmacological inhibition and RNA interference of Notch signaling showed an anti-proliferative effect in papillary thyroid carcinoma cells. Furthermore, the combination of MAPK and Notch signaling inhibitors reduced papillary thyroid carcinoma proliferation. These data suggest an important role of Notch signaling in papillary thyroid carcinoma induced by MAPK-related oncogenes and that Notch signaling pathway could be a potential adjuvant therapy in thyroid cancer.

O iodo é transportado para a célula tireoideana através do simportador sódio-iodo (NIS). Estudo anterior de nosso grupo mostrou que a expressão do RNAm de NIS estava reduzida nos tecidos tumorais (T) tireoideanos quando comparada à dos tecidos não tumorais (NT) adjacentes. A metilação de ilhas CpG localizadas em promotores é um dos mecanismos epigenéticos que regula a expressão gênica. Já foi demonstrado que a metilação aberrante desempenha papel importante na tumorigênese humana, porém, estudos qualitativos não conseguiram definir um padrão de metilação do promotor de NIS no câncer diferenciado de tireóide. Assim, o presente estudo visou (1) investigar o padrão de metilação do promotor do gene NIS em amostras T (benignos e malignos) e NT adjacentes, e correlacionar o grau de metilação com os valores de RNAm, e (2) identificar novas sequencias regulatórias, alvos de metilação do DNA, que pudessem também modular a expressão de NIS. Foram estudados 30 pares de amostras de tecido tireoideano T e NT adjacente, sendo 10 benignos e 20 malignos. Também foi avaliado um par de amostras de paciente com nódulo maligno com alta captação de iodo (hipercaptante). A metilação da ilha1 CpG foi avaliada por PCR Metilação Específica (MSP) semiquantitativa e a metilação da ilha2 CpG foi analisada por bissulfito seqüenciamento; ambas com DNA bissulfito convertido. Novas ferramentas de bioinformática foram utilizadas na análise in silico para identificar ilhas CpG funcionais na região 5\' upstream da seqüência promotora de NIS. Plasmídios foram construídos contendo o fragmento de DNA da Ilha2 CpG na frente de gene reporter (luciferase) e usados em transfecções de células HEK293 para avaliar a atividade regulatória desta ilha. Celulas tumorais com baixa expressão de NIS foram tratadas com agente desmetilante 5Aza e a expressão de RNAm de NIS foi avaliada por PCR em tempo real. Na ilha1 CpG, todas as amostras (T e NT) do grupo benigno e maligno apresentaram metilação, não observando-se diferença no grau de metilação entre os grupos. No entanto, maiores níveis de metilação foram detectados na região 5 desta ilha, que decresceram na direção da extremidade 3. Observou-se maior grau de metilação no tecido T em relação ao tecido NT adjacente (T>NT) em 60% das amostras do grupo benigno e em 35% do grupo maligno. Não foi identificada correlação entre o grau de metilação da ilha1 CpG e a expressão de RNAm de NIS. Nas amostras (T e NT) do paciente com tumor hipercaptante não foi detectada metilação nesta ilha. Assim foi realizada nova análise in silico, a qual identificou por primeira vez uma segunda ilha CpG, ilha2 CpG, com 256pb, localizada entre as posições -2152 e -1887 (em relação ao sítio ATG), contendo 14 sítios CpG. As analises da metilação da ilha2 CpG indicaram que essa região também é alvo de metilação, sendo observada hipermetilação (66.07%) em todas as amostras T quando comparada às amostras NT(23,21%), nos grupos benigno e maligno. A análise individual de cada par de amostras detectou um padrão de metilação do gene NIS em tecidos tireoideanos; sendo que 100% das amostras do grupo benigno e 95% das do grupo maligno apresentavam a ilha2 CpG mais metilada no tecido T do que no tecido NT (T>NT). Além disso, foi possível identificar correlação inversa significativa entre o grau de metilação da ilha2 CpG e a expressão gênica de NIS. Estudos in vitro para caracterização funcional da ilha CpG2 mostraram que esta nova ilha pode ser considerada como um enhancer do gene NIS na presença de fatores de transcrição da tireóide. Também foi possível detectar, em linhagem de carcinoma folicular da tireoide, a reexpressão do RNAm de NIS paralelamente à redução do grau de metilação da ilha2 CpG, após o tratamento com agente desmetilante. Sendo assim, confirmamos que a metilação do promotor NIS é um evento freqüente em amostras T (benignas e malignas) e NT. Este é o o primeiro trabalho que descreve a existência da ilha2 CpG, na região 5 do gene NIS, com atividade de enhancer, que regularia a expressão gênica por metilação do DNA. Pela primeira vez identificou-se a existência de um padrão de metilação no gene NIS em tecido tireoideanos (T>NT), assim como correlação inversa entre o grau de metilação da ilha2 CpG e a expressão de RNAm de NIS. Estes resultados poderiam explicar a reduzida expressão do NIS observada em amostras tumorais benignas e malignas e a baixa captação de iodo dos tumores tireoideanos / Iodide is transported from the blood into thyroid cell through the sodium iodide symporter (NIS). We have previously detected reduced NIS mRNA expression in thyroid tumoral tissue (T) when compared with the non tumoral tissue (NT). Methylation of DNAs CpG islands, very common in promoters, is an epigenetic alteration that regulates gene expression. Aberrant gene methylation plays an important role in human tumorigenesis. Previous qualitative studies have failed to define a NIS promoter methylation pattern in thyroid cancer. This study aimed (1) to investigate the methylation pattern of the NIS gene promoter in thyroid tumors (benign and malignant), and to correlate the methylation status with cellular levels of NIS mRNA, in T and adjacent NT samples; (2) to identify new regulatory DNA sequences that could modulate NIS gene expression by methylation of the DNA. Thirty pairs of thyroid samples (tumoral and non-tumoral), 10 benign and 20 malignant tumors were included. A pair of samples of a malignant nodule with high iodide uptake was also included. Methylation of CpG Island1 was evaluated by semiquantitative Methylation Specific PCR (MSP) and methylation of CpG island2 was analyzed by bisulfite sequencing; both using bisulfite converted DNA. New bioinformatic tools were used in in silico analysis to identify functional CpG islands in the 5 upstream region of the NIS promoter. Plasmids were constructed containing the CpG island2 DNA fragment in front of a reporter gene (lucyferase) and used in transfections assays of HEK293 cells to assess the regulatory activity of this island. Tumor thyroid cell cultures with low NIS expression were treated with the demethylating agent 5Aza and NIS mRNA expression was quantified by real time PCR. Methylation of CpG island1 was detected in all the samples (NT and T) of benign and malignant group, no differences were observed in the methylation degree between the groups. However, highest methylation levels were detected in the 5 region of CpG island1, which decreased to the 3 end. The analysis of each pair of samples revealed higher methylation degree in T tissue with respect to NT adjacent tissue (T> NT) in 60% of the benign group and in 35% of the malignant group. No quantitative correlation was found between CpG island1 methylation and NIS mRNA levels in both groups. Methylation was not detected in the NT and T samples of the patient with high iodine uptake. Furthermore, new in silico analysis allowed to identify a second CpG island, CpG island2, with 256pb, located between positions - 2152 and -1887 (relative to ATG), containing 14 CpG sites. The analysis of the CpG island2 indicated that this region is also a target of DNA methylation. Hypermethylation was observed in all T samples (66.07%) when compared with NT samples (23.21%), in benign and malignant groups. The analysis of each pair of samples allowed to detect a NIS gene methylation pattern in thyroid tissues. In 100% of the benign group and in 95% of the malignant group methylation degree of the CpG island2 was higher in the T tissue as compared to NT tissue (T>NT). Moreover, it was possible to identify significant negative correlation between the methylation degree of CpG island2 and NIS mRNA gene expression. In vitro functional characterization of the CpG island2 showed that this new island may be considered an enhancer of NIS gene in the presence of thyroid transcription factors. The treatment of follicular thyroid carcinoma cells with demethylating agent restored the NIS mRNA expression, in parallel with the reduction of the CpG island2 methylation degree. In conclusion, we confirm that the NIS promoter methylation is a frequent event in thyroid T (benign and malignant) and NT samples. This is the first description of a new second CpG island in the 5\'region of the NIS gene, with enhancer activity, which may regulate gene expression by DNA methylation. This is the first report that described the existence of a NIS gene methylation pattern of in thyroid tissue (T>NT) as well as a negative correlation between the methylation degree of CpG island2 and NIS mRNA expression. These results may explain the reduced NIS expression observed in benign and malignant tumor samples as well as the low iodine uptake of thyroid tumors

Introdução. A ação dos hormônios tireoidianos é regulada pela atividade das desiodases. As três iodotironinas desiodases constituem uma família de selenoenzimas que catalisam a remoção do iodo do anel externo ou interno dos hormônios tireoidianos. As desiodases tipo 1 (D1) e tipo 2 (D2) ativam o pró-hormônio tiroxina (T4), o principal produto das células foliculares da glândula tireóide, através da sua conversão para o hormônio biologicamente ativo 3,5,5’- triiodotironina (T3). De maneira inversa, a desiodase tipo 3 (D3) age através da inativação do T3 para suas formas inativas diiodotironina (T2) e triiodotironina reversa (rT3) inativando os hormônios tireoidianos. A transformação neoplásica benigna ou maligna dos tireócitos promove mudanças na expressão destas enzimas, sugerindo que tanto a D1 como a D2 podem estar envolvidos no processo de tumorigênese. A expressão da D3 está elevada em órgãos embrionários, e no período pósnatal sua expressão se restringe à poucos tecidos, como sistema nervoso central e pele. Estudos prévios demonstram que a expressão da D3 pode ser reativada em tecidos durante condições patológicas como doença crítica e desdiferenciação tumoral. De fato, a presença da D3 tem sido demonstrada em linhagens celulares malignas e em vários tumores humanos incluindo astrocitomas, oligodendromas, gliossarcomas, glioblastoma multiforme e carcinomas basocelulares de pele. Pouco se conhece sobre a expressão da D3 em tecidos tumorais tireoidianos. Objetivos. Avaliar a expressão e atividade da D3 em amostras de carcinoma papilar de tireóide (CPT) e correlacionar com a apresentação clínica e características oncológicas destes tumores. Material e Métodos. Amostras de tecido tireoidiano humano foram coletados consecutivamente de 18 pacientes não selecionados submetidos à tireoidectomia total no Hospital de Clínicas de Porto Alegre entre 2005 e 2009. Foram coletadas 18 amostras de CPT e tecido normal subjacente. A atividade de D3 foi aferida pela técnica de cromatografia em papel e os níveis de mRNA pela técnica de real-time PCR. Para o 11 estudo da regulação gênica foram utilizadas as linhagens celulares de carcinoma papilar de tireóide (linhagem K-1). Resultados. Do total de 18 pacientes, 7 (38,9%) apresentavam doença restrita à glândula, 7 (38,9%) tinham metástases linfonodais enquanto 4 (11%) apresentavam metástases à distância. A mediana do tamanho tumoral foi de 2,3 cm (0,8 a 8 cm). Transcritos de mRNA da enzima D3 foram detectados em todas as amostras de tecido normal e CPT analisadas, estando significativamente aumentada no tecido neoplásico (~5 vezes, P=0,001). Embora atividade da D3 não tenha sido detectada no tecido tireoidiano normal, todas as amostras de CPT apresentaram níveis elevados de atividade enzimática (0.79±0.51 fmol/mg.prot.min). De modo interessante, o aumento da atividade da D3 foi associado ao tamanho e estágio tumoral (P=0.002 e P=0.003, respectivamente). Análises adicionais realizadas na linhagem celular de CPT demonstraram que a adição de T3 ou AMPc ao meio de cultura induziu aumento da atividade da D3 enquanto o hipotireoidismo inibiu a expressão enzimática, sugerindo que a regulação da D3 encontra-se preservada. Conclusão. Esses resultados indicam que a transformação maligna da celular folicular tireoidiana induz a expressão da D3 por mecanismos pré-transcricionais. A associação entre os níveis aumentados da atividade da D3 e doença avançada corrobora para o papel da concentração intracelular de T3 na proliferação e/ou dediferenciação celular tireoidiana.

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