A acromegalia é doença insidiosa e desfigurante caracterizada por um crescimento desproporcional dos ossos das mãos, pés e do crânio devido à exposição crônica a altos níveis de hormônio de crescimento (GH) e de seu efetor insuline growth factor 1 (IGF-1). Trata-se de uma doença rara, com incidência estimada de 3-4 casos por milhão, com prevalência de aproximadamente 50 casos por milhão de pessoas. A principal causa da acromegalia é a presença de um tumor hipofisário secretor de GH (somatotropinoma). Caso o somatotropinoma ocorra durante a infância ou adolescência, antes do fechamento das epífises dos ossos longos, a criança crescerá longitudinalmente de forma descontrolada, caracterizando a forma clínica gigantismo. Na grande maioria dos casos a acromegalia se apresenta na forma esporádica, entretanto casos familiais da doença podem ocorrer associados à Neoplasia Endócrina Múltipla tipo 1 (NEM-1), ao complexo de Carney (CNC) e à acromegalia familial isolada (IFS). Os genes responsáveis pela NEM-1 (MEN1) e CNC (PRKAR1A) foram clonados há mais 10 anos, entretanto etiologia molecular da IFS permaneceu desconhecida até recentemente. Vierimaa et al. (2006) combinaram estudos de ligação por análise de polimorfismos e estudos de expressão gênica e identificaram mutações no gene AIP em famílias com acromegalia não-NEM-1 e não-CNC; além de perda de heterozigose (LOH) nos somatotropinomas dos pacientes com mutação AIP. No presente estudo, investigamos o gene AIP em três famílias brasileiras com IFS e em seus tumores (hipofisários e não-hipofisários). Descrevemos uma nova mutação AIP (Y268X) em uma família brasileira com IFS, confirmando o papel desse novo gene na predisposição a tumores hipofisários. A partir de dados gerados em uma extensa revisão da literatura, sugerimos que os tumores hipofisários familiais isolados são doenças multigênicas que possuiriam um gene principal, mas que sofreriam influência de outros genes/loci ainda pouco caracterizados. Assim, investigamos também o envolvimento de diversos genes/loci candidatos (SSTR2, SSTR5, CDKN1B, AHR, PRKAR1A, PTTG, PROP1, MEG3, RB1 e 2p16) como possíveis moduladores do fenótipo na IFS. Nossos dados sugerem que além da mutação AIP, há necessidade da co-segregação de marcadores localizados em regiões com potencial oncogênico para o desenvolvimento da doença hipofisária. Também apresentamos nesta Tese as primeiras análises de tumores nãohipofisários em pacientes com mutação AIP e encontramos evidências do possível envolvimento de AIP na tumorigênese de um carcinoma funcionante do córtex adrenal de paciente com IFS. / Acromegaly is a rare disfigurating and insidious disease characterized by enlargement of hands, feet and skull bones due to excess of growth hormone (GH) secreted by a pituitary tumor (somatotropinoma). The majority of the cases with acromegaly is sporadic, however it may occur in association with inherited disorders as Multiple Endocrine Neoplasia type 1 (MEN1), Carney complex (CNC) and Isolated Familial Somatotropinoma (IFS). The genes associated with MEN1 syndrome (MEN1) and CNC (PRKAR1A) have been described more than a decade ago, however until very recently the molecular etiology of IFS remained unknown. Using a combined strategy of single nucleotide polymorphism (SNP) analysis and gene expression analysis, Vierimaa et al. (2006) described mutations in the AIP gene occurring in families with acromegaly not associated with MEN1 and CNC. In the current study, we investigated three Brazilian families with IFS and were able to describe two germline mutations in the AIP gene, confirming the role of this new gene in the predisposition to familial somatotropinoma. We revised the literature of genetic studies of isolated pituitary adenoma syndromes, which indicated a genetic heterogeneity as well as possible multigenic inheritance for these diseases. Thus, we investigated the role of several genes/loci (SSTR2, SSTR5, CDKN1B, AHR, PRKAR1A, PTTG, PROP1, MEG3, RB1 and 2p16) selected as potentially acting as phenotypic modulators in IFS. Our data indicate that AIP-mutated patients are prone to pituitary disease, however it is necessary the co-segregation of markers located at oncogenic regions to the development of the pituitary tumors and manifestation of the disease. Herein, we also present the first somatic analysis of non-pituitary tumors of AIP-mutated patients. A potential role of AIP, which is implicated in the cAMP pathway, could not be excluded in the development of an adrenocortical carcinoma.

A acromegalia é doença insidiosa e desfigurante caracterizada por um crescimento desproporcional dos ossos das mãos, pés e do crânio devido à exposição crônica a altos níveis de hormônio de crescimento (GH) e de seu efetor insuline growth factor 1 (IGF-1). Trata-se de uma doença rara, com incidência estimada de 3-4 casos por milhão, com prevalência de aproximadamente 50 casos por milhão de pessoas. A principal causa da acromegalia é a presença de um tumor hipofisário secretor de GH (somatotropinoma). Caso o somatotropinoma ocorra durante a infância ou adolescência, antes do fechamento das epífises dos ossos longos, a criança crescerá longitudinalmente de forma descontrolada, caracterizando a forma clínica gigantismo. Na grande maioria dos casos a acromegalia se apresenta na forma esporádica, entretanto casos familiais da doença podem ocorrer associados à Neoplasia Endócrina Múltipla tipo 1 (NEM-1), ao complexo de Carney (CNC) e à acromegalia familial isolada (IFS). Os genes responsáveis pela NEM-1 (MEN1) e CNC (PRKAR1A) foram clonados há mais 10 anos, entretanto etiologia molecular da IFS permaneceu desconhecida até recentemente. Vierimaa et al. (2006) combinaram estudos de ligação por análise de polimorfismos e estudos de expressão gênica e identificaram mutações no gene AIP em famílias com acromegalia não-NEM-1 e não-CNC; além de perda de heterozigose (LOH) nos somatotropinomas dos pacientes com mutação AIP. No presente estudo, investigamos o gene AIP em três famílias brasileiras com IFS e em seus tumores (hipofisários e não-hipofisários). Descrevemos uma nova mutação AIP (Y268X) em uma família brasileira com IFS, confirmando o papel desse novo gene na predisposição a tumores hipofisários. A partir de dados gerados em uma extensa revisão da literatura, sugerimos que os tumores hipofisários familiais isolados são doenças multigênicas que possuiriam um gene principal, mas que sofreriam influência de outros genes/loci ainda pouco caracterizados. Assim, investigamos também o envolvimento de diversos genes/loci candidatos (SSTR2, SSTR5, CDKN1B, AHR, PRKAR1A, PTTG, PROP1, MEG3, RB1 e 2p16) como possíveis moduladores do fenótipo na IFS. Nossos dados sugerem que além da mutação AIP, há necessidade da co-segregação de marcadores localizados em regiões com potencial oncogênico para o desenvolvimento da doença hipofisária. Também apresentamos nesta Tese as primeiras análises de tumores nãohipofisários em pacientes com mutação AIP e encontramos evidências do possível envolvimento de AIP na tumorigênese de um carcinoma funcionante do córtex adrenal de paciente com IFS. / Acromegaly is a rare disfigurating and insidious disease characterized by enlargement of hands, feet and skull bones due to excess of growth hormone (GH) secreted by a pituitary tumor (somatotropinoma). The majority of the cases with acromegaly is sporadic, however it may occur in association with inherited disorders as Multiple Endocrine Neoplasia type 1 (MEN1), Carney complex (CNC) and Isolated Familial Somatotropinoma (IFS). The genes associated with MEN1 syndrome (MEN1) and CNC (PRKAR1A) have been described more than a decade ago, however until very recently the molecular etiology of IFS remained unknown. Using a combined strategy of single nucleotide polymorphism (SNP) analysis and gene expression analysis, Vierimaa et al. (2006) described mutations in the AIP gene occurring in families with acromegaly not associated with MEN1 and CNC. In the current study, we investigated three Brazilian families with IFS and were able to describe two germline mutations in the AIP gene, confirming the role of this new gene in the predisposition to familial somatotropinoma. We revised the literature of genetic studies of isolated pituitary adenoma syndromes, which indicated a genetic heterogeneity as well as possible multigenic inheritance for these diseases. Thus, we investigated the role of several genes/loci (SSTR2, SSTR5, CDKN1B, AHR, PRKAR1A, PTTG, PROP1, MEG3, RB1 and 2p16) selected as potentially acting as phenotypic modulators in IFS. Our data indicate that AIP-mutated patients are prone to pituitary disease, however it is necessary the co-segregation of markers located at oncogenic regions to the development of the pituitary tumors and manifestation of the disease. Herein, we also present the first somatic analysis of non-pituitary tumors of AIP-mutated patients. A potential role of AIP, which is implicated in the cAMP pathway, could not be excluded in the development of an adrenocortical carcinoma.

Introdução: Os receptores do peptídeo insulinotrópico dependente de glicose (GIPR) e do hormônio luteinizante (LHCGR) são receptores acoplados à proteína G com amplo padrão de expressão tecidual. A expressão anômala destes receptores tem sido descrita em casos de hiperplasia adrenal macronodular independente de ACTH (AIMAH) e em alguns adenomas, resultando em aumento da secreção hormonal (cortisol, andrógenos e aldosterona) pelo cortex adrenal. O papel destes receptores em outras formas de hiperplasia, como a doença adrenocortical nodular pigmentosa primária (PPNAD), aumento da adrenal associado à neoplasia endócrina múltipla tipo 1 (MEN1), e em carcinoma do córtex adrenal tem sido pouco investigado; sendo assim, considera-se relevante estudar a expressão destes receptores nos pacientes com tumores adrenocorticais esporádicos, nos pacientes com AIMAH, PPNAD e aumento adrenal associado à MEN1. Objetivos: 1) Caracterização molecular dos casos de neoplasia endócrina múltipla tipo 1 e PPNAD: pesquisa de mutações dos genes MEN1 e PRKAR1A e análise da perda de heterozigose (LOH) destes genes no tecido adrenal destes pacientes. 2) Quantificar a expressão do GIPR e do LHCGR em tecido adrenocortical normal, tumoral, hiperplásico e correlacionar a expressão destes com a classificação histológica dos tumores adrenocorticais. Pacientes: 55 pacientes (30 adultos) com tumores adrenocorticais (37 adenomas e 18 carcinomas); 7 pacientes com AIMAH, 4 com MEN1, 1 com PPNAD e tecidos controles (adrenal; testículo e pâncreas). Métodos: extração de DNA genômico, RNA e síntese de DNA complementar (cDNA); amplificação por PCR das regiões codificadoras dos genes MEN1 e PRKAR1A seguida por seqüenciamento automático. Pesquisa de LOH pela amplificação de microssatélites por PCR e análise pelo programa GeneScan. Quantificação da expressão do GIPR e do LHCGR por PCR em tempo real pelo método TaqMan e estudo de imunohistoquímica para GIPR nos tumores adrenocorticais. Resultados: identificação de 3 mutações (893+ 1G>A, W183X e A68fsX118) e dois polimorfirmos (S145S e D418D) no gene MEN1 e uma mutação (Y21X) no PRKAR1A. Ausência de LOH nos tecidos adrenais estudados. A expressão do GIPR e do LHCGR foi identificada em tecidos adrenais normais, tumorais e hiperplásicos. O nível de expressão do GIPR foi mais elevado nos tumores adrenocorticais malignos que nos benignos tanto no grupo pediátrico (mediana= 18,1 e 4,6, respectivamente; p <0,05), quanto no grupo adulto (mediana = 4,8 e 1,3 respectivamente; p <0,001). O nível de expressão do LHCGR, no grupo pediátrico, foi elevado tanto nos tumores benignos quanto nos malignos (mediana= 6,4 e 4,3, respectivamente). No grupo adulto os níveis de expressão deste receptor foram extremamente baixos nos tumores malignos em relação aos benignos (mediana= 0,06 e 2,3, respectivamente; p <0,001). A imunohistoquímica para o GIPR foi variável e não correlacionada à expressão do gene GIPR. Não houve diferença nos níveis de expressão do GIPR e do LHCGR nas hiperplasias do córtex adrenal. Conclusões: a presença de LOH e mutação em heterozigose composta do gene MEN1 e do PRKAR1A foram afastadas como mecanismos responsáveis pelo aumento adrenal tanto nos pacientes com MEN1 como no paciente com PPNAD. A hiperexpressão de GIPR está associada a malignidade nos tumores adrenocorticais nos grupos adulto e pediátrico e a baixa expressão de LHCGR está associada a malignidade nos tumores adrenocorticais somente no grupo adulto. / Introduction: The glucose- dependent insulinotropic peptide receptor (GIPR) and luteinizing hormone receptor (LHCGR) are G-protein coupled receptors with a wide tissue expression pattern. The aberrant expression of these receptors has been described in cases of ACTH-independent macronodular adrenal hyperplasia (AIMAH) and in some adenomas, resulting in the increase of adrenal cortex hormonal secretion (cortisol, androgens and aldosterone). The role of these receptors in other forms of adrenocortical hyperplasia, such as primary pigmented nodular adrenocortical disease (PPNAD), adrenal enlargement associated with multiple endocrine neoplasia type 1 (MEN1), and adrenocortical carcinoma has been scarcely investigated. Thus, the study of the expression of these receptors in patients with sporadical adrenocortical tumors, AIMAH, PPNAD and adrenal enlargement associated to MEN1 was considered important. Objectives: 1) Molecular study in patients with multiple endocrine neoplasia type 1 and PPNAD: mutation screening of MEN1 and PRKAR1A genes and analysis of the loss of heterozygosis (LOH) of these genes in the adrenal lesions of these patients. 2) To quantify the GIPR and LHCGR expression, in normal, tumor and hyperplasic tissue and to correlate the expression of these receptors with the adrenocortical tumor histology. Patients: 55 patients (30 adults) with adrenocortical tumors (37 adenomas and 18 carcinomas); 7 patients with AIMAH, 4 with MEN1, 1 with PPNAD and control tissue (adrenal, testis and pancreas). Methods: Extraction of genomic DNA, RNA and synthesis of complementary DNA (cDNA); PCR-amplification of the coding regions of MEN1 and PRKAR1A, followed by direct sequencing. LOH study using polymorphic marker amplification by PCR and GeneScan software analysis. Quantification of GIPR and LHCGR expression using realtime PCR -TaqMan method and GIPR immunohistochemistry study in adrenocortical tumors. Results: Identification of 3 mutations (893+ 1G>A, W183X and A68fsX118) and two polymorphic alterations (S145S and D418D) in MEN1 and a mutation (Y21X) in the PRKAR1A gene; LOH was not identified in adrenal tissue. The GIPR and LHCGR expression was identified in normal, tumor and hyperplasic adrenal tissues; the GIPR expression level was more elevated in malignant tumors compared to benign tumors in pediatric (median = 18.1 and 4.6, respectively; p <0.05) and adult patients (median = 4.8 and 1.3 respectively; p <0.001). The LHCGR expression in pediatric patients was elevated in benign as well as in malignant tumors (median = 6.4 and 4.3, respectively). In the adult group, the expression level of these receptors was extremely low in malignant tumors in relation to benign ones (median = 0.06 and 2.3, respectively; p <0.001). The GIPR immunohistochemistry was variable and did not correlate with GIPR gene expression. No difference between GIPR and LHCGR expression levels was observed in the different forms of hyperplasia. Conclusions: The presence of LOH and mutations in compound heterozygosis of MEN1 and PRKAR1A genes were ruled out as the mechanisms responsible for the adrenal enlargement in patients with multiple endocrine neoplasia type 1. GIPR overexpression is associated with malignant adrenocortical tumors in the adult and pediatric patients and low LHCGR expression is associated with malignant adrenocortical tumors only in the adult patients.

Introdução: Os receptores do peptídeo insulinotrópico dependente de glicose (GIPR) e do hormônio luteinizante (LHCGR) são receptores acoplados à proteína G com amplo padrão de expressão tecidual. A expressão anômala destes receptores tem sido descrita em casos de hiperplasia adrenal macronodular independente de ACTH (AIMAH) e em alguns adenomas, resultando em aumento da secreção hormonal (cortisol, andrógenos e aldosterona) pelo cortex adrenal. O papel destes receptores em outras formas de hiperplasia, como a doença adrenocortical nodular pigmentosa primária (PPNAD), aumento da adrenal associado à neoplasia endócrina múltipla tipo 1 (MEN1), e em carcinoma do córtex adrenal tem sido pouco investigado; sendo assim, considera-se relevante estudar a expressão destes receptores nos pacientes com tumores adrenocorticais esporádicos, nos pacientes com AIMAH, PPNAD e aumento adrenal associado à MEN1. Objetivos: 1) Caracterização molecular dos casos de neoplasia endócrina múltipla tipo 1 e PPNAD: pesquisa de mutações dos genes MEN1 e PRKAR1A e análise da perda de heterozigose (LOH) destes genes no tecido adrenal destes pacientes. 2) Quantificar a expressão do GIPR e do LHCGR em tecido adrenocortical normal, tumoral, hiperplásico e correlacionar a expressão destes com a classificação histológica dos tumores adrenocorticais. Pacientes: 55 pacientes (30 adultos) com tumores adrenocorticais (37 adenomas e 18 carcinomas); 7 pacientes com AIMAH, 4 com MEN1, 1 com PPNAD e tecidos controles (adrenal; testículo e pâncreas). Métodos: extração de DNA genômico, RNA e síntese de DNA complementar (cDNA); amplificação por PCR das regiões codificadoras dos genes MEN1 e PRKAR1A seguida por seqüenciamento automático. Pesquisa de LOH pela amplificação de microssatélites por PCR e análise pelo programa GeneScan. Quantificação da expressão do GIPR e do LHCGR por PCR em tempo real pelo método TaqMan e estudo de imunohistoquímica para GIPR nos tumores adrenocorticais. Resultados: identificação de 3 mutações (893+ 1G>A, W183X e A68fsX118) e dois polimorfirmos (S145S e D418D) no gene MEN1 e uma mutação (Y21X) no PRKAR1A. Ausência de LOH nos tecidos adrenais estudados. A expressão do GIPR e do LHCGR foi identificada em tecidos adrenais normais, tumorais e hiperplásicos. O nível de expressão do GIPR foi mais elevado nos tumores adrenocorticais malignos que nos benignos tanto no grupo pediátrico (mediana= 18,1 e 4,6, respectivamente; p <0,05), quanto no grupo adulto (mediana = 4,8 e 1,3 respectivamente; p <0,001). O nível de expressão do LHCGR, no grupo pediátrico, foi elevado tanto nos tumores benignos quanto nos malignos (mediana= 6,4 e 4,3, respectivamente). No grupo adulto os níveis de expressão deste receptor foram extremamente baixos nos tumores malignos em relação aos benignos (mediana= 0,06 e 2,3, respectivamente; p <0,001). A imunohistoquímica para o GIPR foi variável e não correlacionada à expressão do gene GIPR. Não houve diferença nos níveis de expressão do GIPR e do LHCGR nas hiperplasias do córtex adrenal. Conclusões: a presença de LOH e mutação em heterozigose composta do gene MEN1 e do PRKAR1A foram afastadas como mecanismos responsáveis pelo aumento adrenal tanto nos pacientes com MEN1 como no paciente com PPNAD. A hiperexpressão de GIPR está associada a malignidade nos tumores adrenocorticais nos grupos adulto e pediátrico e a baixa expressão de LHCGR está associada a malignidade nos tumores adrenocorticais somente no grupo adulto. / Introduction: The glucose- dependent insulinotropic peptide receptor (GIPR) and luteinizing hormone receptor (LHCGR) are G-protein coupled receptors with a wide tissue expression pattern. The aberrant expression of these receptors has been described in cases of ACTH-independent macronodular adrenal hyperplasia (AIMAH) and in some adenomas, resulting in the increase of adrenal cortex hormonal secretion (cortisol, androgens and aldosterone). The role of these receptors in other forms of adrenocortical hyperplasia, such as primary pigmented nodular adrenocortical disease (PPNAD), adrenal enlargement associated with multiple endocrine neoplasia type 1 (MEN1), and adrenocortical carcinoma has been scarcely investigated. Thus, the study of the expression of these receptors in patients with sporadical adrenocortical tumors, AIMAH, PPNAD and adrenal enlargement associated to MEN1 was considered important. Objectives: 1) Molecular study in patients with multiple endocrine neoplasia type 1 and PPNAD: mutation screening of MEN1 and PRKAR1A genes and analysis of the loss of heterozygosis (LOH) of these genes in the adrenal lesions of these patients. 2) To quantify the GIPR and LHCGR expression, in normal, tumor and hyperplasic tissue and to correlate the expression of these receptors with the adrenocortical tumor histology. Patients: 55 patients (30 adults) with adrenocortical tumors (37 adenomas and 18 carcinomas); 7 patients with AIMAH, 4 with MEN1, 1 with PPNAD and control tissue (adrenal, testis and pancreas). Methods: Extraction of genomic DNA, RNA and synthesis of complementary DNA (cDNA); PCR-amplification of the coding regions of MEN1 and PRKAR1A, followed by direct sequencing. LOH study using polymorphic marker amplification by PCR and GeneScan software analysis. Quantification of GIPR and LHCGR expression using realtime PCR -TaqMan method and GIPR immunohistochemistry study in adrenocortical tumors. Results: Identification of 3 mutations (893+ 1G>A, W183X and A68fsX118) and two polymorphic alterations (S145S and D418D) in MEN1 and a mutation (Y21X) in the PRKAR1A gene; LOH was not identified in adrenal tissue. The GIPR and LHCGR expression was identified in normal, tumor and hyperplasic adrenal tissues; the GIPR expression level was more elevated in malignant tumors compared to benign tumors in pediatric (median = 18.1 and 4.6, respectively; p <0.05) and adult patients (median = 4.8 and 1.3 respectively; p <0.001). The LHCGR expression in pediatric patients was elevated in benign as well as in malignant tumors (median = 6.4 and 4.3, respectively). In the adult group, the expression level of these receptors was extremely low in malignant tumors in relation to benign ones (median = 0.06 and 2.3, respectively; p <0.001). The GIPR immunohistochemistry was variable and did not correlate with GIPR gene expression. No difference between GIPR and LHCGR expression levels was observed in the different forms of hyperplasia. Conclusions: The presence of LOH and mutations in compound heterozygosis of MEN1 and PRKAR1A genes were ruled out as the mechanisms responsible for the adrenal enlargement in patients with multiple endocrine neoplasia type 1. GIPR overexpression is associated with malignant adrenocortical tumors in the adult and pediatric patients and low LHCGR expression is associated with malignant adrenocortical tumors only in the adult patients.