Submitted by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2014-08-11T13:38:15Z No. of bitstreams: 1 Rute Maria Ferreira Lima. Caracterização... 2013.pdf: 5129350 bytes, checksum: c7d761267de05b2aa805d0323bc5f557 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-08-11T13:38:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rute Maria Ferreira Lima. Caracterização... 2013.pdf: 5129350 bytes, checksum: c7d761267de05b2aa805d0323bc5f557 (MD5) Previous issue date: 2014 / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisa Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil / O astrocitoma grau IV ou glioblastoma multiforme (GBM) é o mais maligno e com prognóstico ruim entre os gliomas. Esse prognóstico sombrio está associado, em parte, à quimiorresistência (QR). Ao lado disso, a classificação atual dos gliomas não consegue responder a heterogeneidade da resposta ao tratamento. Assim, parece existir subtipos de GBM com características distintas. Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi caracterizar fenotipicamente uma nova linhagem, ESP12, e, desenvolver um modelo in vitro para a avaliação da QR. Amostras obtidas de glioma humano foram estudadas quanto aos achados característicos de malignidade e subtipadas quanto aos fenótipos proliferativo e pró-neural, imunohistoquimicamente. As culturas obtidas das amostras foram mantidas a 37 ºC em atmosfera com 5% de CO2. A caracterização de ESP12 incluiu: a) subtipagem por imunocitoquímica e por citometria de fluxo; b) investigação de um fenótipo de resistência, através da identificação de células CD133+ e de proteínas de resistência às múltiplas drogas, glicoproteína-P (Pgp) e MRP1; c) avaliação da cinética de crescimento, através da determinação do tempo de duplicação celular (TDPC); d) verificação da produção do fator de crescimento endotelial vascular (VEGF); e) avaliação da viabilidade celular, através do teste com MTT, quando exposta a carmustina (BCNU), a vimblastina (VIM) e a temozolomida (TMZ). Por fim, investigamos a atividade quimiossensibilizante do 8-metoxipsoraleno (8-MOP) utilizando o modelo estabelecido. Foram obtidos 6 casos de GBM e 3 casos de gliomas de graduação III, pela Organização Mundial de Saúde, com idade média de 52,6  14,1 anos, a maioria homens. As manifestações clínicas mais frequentes foram crises convulsivas e cefaleia, e, a localização tumoral foi variada. Os achados de imagem se correlacionaram com os achados histoquímicos confirmando o diagnóstico. A sobrevida dos pacientes variou entre 11 dias e 24 meses, com mediana de 11,5 meses. As células formaram monocamadas e revelaram intenso pleomorfismo. A maior parte das amostras apresentou fenótipo proliferativo na imunohistoquímica. As proteínas que caracterizam os fenótipos pró-neural, proliferativo e mesenquimal foram detectadas tanto por imunohistoquímica quanto por imunocitoquímica, em ESP12. Quantitativamente, o fenótipo proliferativo foi mais evidente detectado por citometria de fluxo. Células CD133+ representaram menos que 1%. Além disso, 38,6% das células foram positivas para a Pgp. Não houve diferença entre a produção do VEGF por ESP12 quando comparada a outras linhagens de GBM já estabelecidas. O TDPC de ESP12 foi de 31 h. ESP12 se mostrou mais sensível do que outras linhagens de GBM já estabelecidas a BCNU, a VIM e a TMZ. Por fim, o 8-MOP mostrou atividade quimiossensibilizante significativa. / The astrocytoma grade IV also known as glioblastoma multiforme (GBM) is the most malignant and has a poor prognosis among gliomas. This poor prognosis is associated, in part, to chemoresistance (QR). Furthermore, the current classification of gliomas cannot answer the heterogeneity of treatment response. Therefore, it seems to exist GBM subtypes with distinct characteristics. The aim of this study was to characterize phenotypically a new cell line, ESP12, and to develop an in vitro model for the assessment of QR. Human glioma samples were studied by immunohistochemistry for the characteristic findings of malignancy and subtyped as to proliferative and proneural phenotypes. Primary cultures were obtained from samples and maintained at 37 °C in an atmosphere with 5% CO2. The characterization of ESP12 included: a) subtyping by immunocytochemistry and flow cytometry; b) investigation of a resistance phenotype by identifying CD133+ cells and the multidrug resistance proteins, P-glycoprotein (Pgp) and MRP1; c) evaluation of the growth kinetics, by determining the cell doubling time (TDPC); d) assaying of vascular endothelial growth factor (VEGF) production; e) the assessment of cell viability by the MTT test after exposure to carmustine (BCNU), vinblastine (VIM), and temozolomide (TMZ). Finally, we investigated the chemosensibilizing activity of 8-methoxypsoralen (8-MOP) using the established model. Six cases of GBM and 3 cases of grade III gliomas were obtained, with a mean age of 52.6  14.1 years, mostly men. The most common clinical manifestations were seizures and headache, and the tumor location was varied. Imaging findings were correlated with the histochemical findings confirming the diagnosis. The median survival was 11.5 months (range: 11 days to 24 months). The cells formed monolayers and showed intense pleomorphism. Most samples showed proliferative phenotype in immunohistochemistry. Proteins that characterize the proneural, proliferative and mesenchymal phenotypes were detected both by immunohistochemistry and by immunocytochemistry on ESP12. The proliferative phenotype was more quantitatively evident by flow cytometry. CD133+ cells represented less than 1%. Moreover, 38.6 % of cells were positive for Pgp. There was no difference between the production of VEGF between ESP12 and other GBM cell lines already established. The TDPC of ESP12 was 31 h. ESP12 was more sensitive than other cell lines already established of GBM to BCNU, TMZ and VIM. Finally, the 8-MOP showed significant chemosensibilizing activity.

A invasão de células tumorais para o tecido cerebral sadio é a marca patológica dos gliomas e contribui para o fracasso das modalidades terapêuticas atuais (cirurgia, radioterapia e quimioterapia). As células da glia transformadas apresentam os padrões clássicos do processo invasivo, incluindo adesão celular aos componentes da matriz extracelular (MEC), locomoção celular e a capacidade de remodelar o espaço extracelular. As metaloproteases de matriz (MMPs) são essenciais para o remodelamento adequado da MEC e para a invasão. O proteína supressora de tumor e metástase RECK regula pelo menos três diferentes membros da família das MMPs, especificamente: MMP-2, MMP-9 e MMP-14. Com o propósito de mimetizar o processo invasivo in vivo, as linhagens celulares de glioma humano A172 e T98G, respectivamente não invasiva e invasiva, foram plaqueadas em plástico (controle), colágeno tipo 1 ou Matrigel - membrana basal reconstituída, e incubadas por 3 e 7 dias, para estabelecer o processo invasivo. Nossos resultados mostram uma diminuição das taxas de proliferação e alterações morfológicas quando estas células foram cultivadas na presença de colágeno ou Matrigel. Microscopia eletrônica de transmissão das células T98G, cultivadas por 7 dias em colágeno, evidenciam invaginações de membrana similares ao que foi recentemente descrito como podossomos. Este novo tipo de estrutura é encontrado tipicamente em células que precisam cruzar barreiras teciduais, já que são sítios de degradação da MEC. A presença destas estruturas reforça o caráter invasivo da linhagem T98G. Ensaios de PCR em tempo real revelaram maior expressão de mRNA de RECK nas células A172, quando comparadas às células T98G, nas três condições de cultivo. Interessantemente as células A172 apresentaram maior expressão de RECK no colágeno tipo 1, enquanto a T98G demonstra uma tendência de aumento na expressão de RECK para colágeno tipo 1 e Matrigel. As MMPs são mais expressas e possuem maior atividade nas células T98G, e também são induzidas pelo substrato de colágeno. Estes resultados sugerem: 1) a expressão de RECK é diminuída pelo caráter invasivo apresentado por T98G, 2) o uso de substratos de MEC, como colágeno tipo 1 (A172 e T98G) e Matrigel (T98G), permite modular a expressão de RECK nestas linhagens de glioma. Como foi estabelecida uma correlação positiva entre a expressão de RECK e a taxa de sobrevida de pacientes para vários tipos tumorais, nossos resultados podem contribuir para o esclarecimento dos complexos mecanismos do processo invasivo no modelo de gliomas / The invasion of neoplastic cells into healthy brain tissue is a pathologic hallmark of gliomas and contributes to the failure of current therapeutic modalities (surgery, radiation and chemotherapy). Transformed glial cells display the common attributes of the invasion process, including cell adhesion to extracellular matrix (ECM) components, cell locomotion, and the ability to remodel the extracellular space. Matrix metalloproteinases (MMPs) are essential for proper ECM remodeling and invasion. The tumor and metastasis suppressor RECK protein regulates at least three members of the matrix metalloproteinase (MMPs) family, namely: MMP-2, MMP-9 and MMP-14. In order to mimic the in vivo invasion process, A172 and T98G, respectively, non-invasive and invasive human glioma cell lines were plated onto either plastic (control), or collagen type I gel or Matrigel™-basement membrane reconstituted, and incubated for 3 and 7 days, to establish the invasion process. Our results indicate decreased growth rates and morphological alterations regarding the invasive phenotype when these cell lines are cultured onto collagen gel and Matrigel™. Electronic transmission microscopy of T98G cells, cultured for 7 days onto collagen, pointed out membrane invaginations that are similar to what was recently described as podosomes. These new structures are typically found in cells that have to cross tissue boundaries, since they are sites of ECM degradation. The presence of these structures reinforces the invasive behavior of T98G cell line. Real time PCR assays revealed higher RECK mRNA expression in A172 cells, when compared to T98G cells in all three different substrate conditions. Interestingly, A172 cells displayed the upregulation of RECK expression in collagen gel, while in T98G high RECK expression was observed both in collagen and in Matrigel™. MMPs appear more expressed and more active for T98G cells, and are also upregulated by collagen. These results suggest that: 1) RECK expression is downregulated in the invasion process displayed by T98G cells, 2) coating of the substrate with ECM elements, such as collagen in the case of A172, and Matrigel™ and Collagen for T98G cells, can modulate RECK expression in glioma cell lines. Since positive correlation between RECK expression and survival of patients has been noted in several types of tumors, our preliminary results can contribute to elucidate the complex mechanisms of the glioma invasiveness process.

A invasão de células tumorais para o tecido cerebral sadio é a marca patológica dos gliomas e contribui para o fracasso das modalidades terapêuticas atuais (cirurgia, radioterapia e quimioterapia). As células da glia transformadas apresentam os padrões clássicos do processo invasivo, incluindo adesão celular aos componentes da matriz extracelular (MEC), locomoção celular e a capacidade de remodelar o espaço extracelular. As metaloproteases de matriz (MMPs) são essenciais para o remodelamento adequado da MEC e para a invasão. O proteína supressora de tumor e metástase RECK regula pelo menos três diferentes membros da família das MMPs, especificamente: MMP-2, MMP-9 e MMP-14. Com o propósito de mimetizar o processo invasivo in vivo, as linhagens celulares de glioma humano A172 e T98G, respectivamente não invasiva e invasiva, foram plaqueadas em plástico (controle), colágeno tipo 1 ou Matrigel - membrana basal reconstituída, e incubadas por 3 e 7 dias, para estabelecer o processo invasivo. Nossos resultados mostram uma diminuição das taxas de proliferação e alterações morfológicas quando estas células foram cultivadas na presença de colágeno ou Matrigel. Microscopia eletrônica de transmissão das células T98G, cultivadas por 7 dias em colágeno, evidenciam invaginações de membrana similares ao que foi recentemente descrito como podossomos. Este novo tipo de estrutura é encontrado tipicamente em células que precisam cruzar barreiras teciduais, já que são sítios de degradação da MEC. A presença destas estruturas reforça o caráter invasivo da linhagem T98G. Ensaios de PCR em tempo real revelaram maior expressão de mRNA de RECK nas células A172, quando comparadas às células T98G, nas três condições de cultivo. Interessantemente as células A172 apresentaram maior expressão de RECK no colágeno tipo 1, enquanto a T98G demonstra uma tendência de aumento na expressão de RECK para colágeno tipo 1 e Matrigel. As MMPs são mais expressas e possuem maior atividade nas células T98G, e também são induzidas pelo substrato de colágeno. Estes resultados sugerem: 1) a expressão de RECK é diminuída pelo caráter invasivo apresentado por T98G, 2) o uso de substratos de MEC, como colágeno tipo 1 (A172 e T98G) e Matrigel (T98G), permite modular a expressão de RECK nestas linhagens de glioma. Como foi estabelecida uma correlação positiva entre a expressão de RECK e a taxa de sobrevida de pacientes para vários tipos tumorais, nossos resultados podem contribuir para o esclarecimento dos complexos mecanismos do processo invasivo no modelo de gliomas / The invasion of neoplastic cells into healthy brain tissue is a pathologic hallmark of gliomas and contributes to the failure of current therapeutic modalities (surgery, radiation and chemotherapy). Transformed glial cells display the common attributes of the invasion process, including cell adhesion to extracellular matrix (ECM) components, cell locomotion, and the ability to remodel the extracellular space. Matrix metalloproteinases (MMPs) are essential for proper ECM remodeling and invasion. The tumor and metastasis suppressor RECK protein regulates at least three members of the matrix metalloproteinase (MMPs) family, namely: MMP-2, MMP-9 and MMP-14. In order to mimic the in vivo invasion process, A172 and T98G, respectively, non-invasive and invasive human glioma cell lines were plated onto either plastic (control), or collagen type I gel or Matrigel™-basement membrane reconstituted, and incubated for 3 and 7 days, to establish the invasion process. Our results indicate decreased growth rates and morphological alterations regarding the invasive phenotype when these cell lines are cultured onto collagen gel and Matrigel™. Electronic transmission microscopy of T98G cells, cultured for 7 days onto collagen, pointed out membrane invaginations that are similar to what was recently described as podosomes. These new structures are typically found in cells that have to cross tissue boundaries, since they are sites of ECM degradation. The presence of these structures reinforces the invasive behavior of T98G cell line. Real time PCR assays revealed higher RECK mRNA expression in A172 cells, when compared to T98G cells in all three different substrate conditions. Interestingly, A172 cells displayed the upregulation of RECK expression in collagen gel, while in T98G high RECK expression was observed both in collagen and in Matrigel™. MMPs appear more expressed and more active for T98G cells, and are also upregulated by collagen. These results suggest that: 1) RECK expression is downregulated in the invasion process displayed by T98G cells, 2) coating of the substrate with ECM elements, such as collagen in the case of A172, and Matrigel™ and Collagen for T98G cells, can modulate RECK expression in glioma cell lines. Since positive correlation between RECK expression and survival of patients has been noted in several types of tumors, our preliminary results can contribute to elucidate the complex mechanisms of the glioma invasiveness process.

Des études suggèrent que les cellules inflammatoires joueraient un rôle initiateur du cancer et contribueraient activement à son développement. Mes travaux se focalisent sur l’étude des gliomes humains et les mastocytes. Les gliomes sont les tumeurs les plus fréquentes du SNC. Les mastocytes constituent des cellules d’intérêt dans l’étude du microenvironnement inflammatoire des tumeurs. Grâce à une technique de coculture mastocytes/astrocytomes nous avons montré que les mastocytes induisent la prolifération des astrocytomes humains et n’ont pas d’effet sur les astrocytes. Cet effet prolifératif nécessite un contact direct entre les deux types cellulaires (ce qui suggère l’implication de molécules d’adhérence) et est dépendant de la sécrétion de l’IL6. Aussi avons-nous ciblé le couple CD47/SIRPα et le couple CD40/CD40L qui sont impliqués dans le contrôle de la balance prolifération/apoptose ou/et la sécrétion de médiateurs de l’inflammation. L’activation du récepteur CD47 dans les astrocytomes humains favorise leur prolifération. La voie de signalisation intracellulaire implique le dimère βγ des protéines G, une activation consécutive de la voie PI3K/Akt, une surexpression de la protéine UHRF1 accompagnée d’une diminution de l’expression du GST p16INK4A. Il semblerait également que l’activation du récepteur CD47 induise une translocation de NF-κB et l’expression de gènes de cytokines en particulier l’IL-6 qui contribuerait à la prolifération des astrocytomes. Cette voie de signalisation n’est pas activée dans les astrocytes. En coculture l’augmentation de la prolifération des astrocytomes est accompagnée d’une diminution de l’expression de CD47 et son ligand SIRPα. Ces effets sont accompagnés par une phosphorylation d’Akt et ERK. Nous avons également montré que l’activation du récepteur CD40 favorise la prolifération des astrocytomes via la voie de l’IL6. / Studies suggest that inflammatory cells play an initiating role of cancer and would contribute actively to its development. My work focused on the study of human glioma and mast cells. Gliomas are the most frequent tumors of the central nervous system (CNS). Mast cells are cells of interest in the study of Tumor inflammatory Microenvironment. Using the technique of coculture: mast cells/astrocytomas we have shown that mast cells induce the proliferation of human astrocytomas and have no effect on astrocytes. The proliferative effect requires a direct contact between the two cell types (which suggests the involvement of adhesion molecules) and is dependent on the secretion of the IL6. We also targeted the CD47/SIRPα and CD40/CD40L interactions who are involved in the control of the proliferation/apoptosis balance or / and the secretion of mediators of inflammation. Activation of the CD47 receptor in human astrocytomas enhances their proliferation. Intracellular signaling pathway involves the βγ dimer of G-protein and consecutive activation of the PI3K/Akt Pathway. Activation of CD47 induces overexpression of the UHRF1 protein, this increase of UHRF1 accompanied by a decrease in the expression of the tumor suppressor gene (p16INK4A). It would also appear that CD47 receptor activation induces a translocation of NF - κB and the expression of genes of cytokines particularly IL-6 which would contribute to the proliferation of astrocytomas. This signalling pathway is not enabled in astrocytes. In coculture, the proliferation of astrocytomas is accompanied by a decrease in CD47 expression and its ligand SIRPα. These effects are accompanied by a phosphorylation of Akt and ERK. We have also shown that activation of CD40 receptor promotes the proliferation of astrocytomas via the IL-6 dependent pathway.