Orientador: Anthony César de Souza Castilho / Resumo: A superestimulação ovariana é uma biotecnologia amplamente empregada na espécie bovina para a obtenção de múltiplas ovulações. Com este objetivo diversos protocolos superestimulatórios surgiram, dentre eles o protocolo P-36 e sua variação, o protocolo P-36/eCG. Ambos os tratamentos utilizam o hormônio folículo estimulante (FSH) na indução do crescimento folicular. Como é acreditado que no último dia do tratamento, as células da granulosa folicular possuam receptores do hormônio luteinizante (LH; LHR), duas últimas doses de FSH foram substituídas pela administração de gonadotrifina coriónica equina (eCG; P-36/eCG). A molécula de eCG possui atividade tanto LH quanto FSH por se ligar a ambos receptores, aumentando a resposta ovulatória. Os dois tratamentos têm demonstrado eficácia quanto ao desenvolvimento de oócitos competentes para a produção embrionária, no entanto pouco se sabe sobre seus efeitos na diferenciação celular no folículo ovariano. Por isso, o presente estudo investigou os efeitos da superestimulação ovariana com FSH (P-36) ou FSH combinado com eCG (P-36/eCG) sobre aspectos bioquímicos e a produção de hormônios esteroides. Adicionalmente, quantificou-se a abundância de miRNAs reguladores da expressão do mRNA do LHR e outros miRNAs relacionados com o desenvolvimento folicular ovariano. Os resultados obtidos mostram que os tratamentos superestimulatórios alteram o perfil bioquímico intrafolicular e a concentração de estradiol no plasma. Aliado a isso, também alteram... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Ovarian overstimulation is a biotechnology widely used in the bovine species to obtain multiple ovulations. With this objective, several protocols were introduced, including the P-36 protocol and its variation, the P-36/eCG protocol. Both treatments use follicle stimulating hormone (FSH) to induce the follicular growth. As it is believed that on the last day of treatment, follicular granulosa cells have luteinizing hormone (LHR) receptors, two last doses of FSH have been replaced by administration of equine chorionic gonadotrifine (eCG; P-36/eCG). The eCG molecule has LH and FSH activity by binding to both receptors, increasing the ovulatory response. Both treatments has demonstrated efficacy in the development of oocytes competent for embryo production, however little is known about their effects on cell differentiation in the ovarian follicle. Therefore, the present study investigated the effects of ovarian superstimulation using FSH (P-36) or FSH combined with eCG (P-36/eCG) on biochemical aspects and production of steroid hormones. In addition, the abundance of miRNAs regulating the expression of LHR mRNA and other miRNAs related to ovarian follicular development. Results demonstrated that superstimulatory treatments alter the intrafollicular biochemical profile and the plasma estradiol concentration. In addition, they also alter the expression of LHR and miRNAs regulating LHR mRNA expression, possibly modulating ovulatory capacity in superstimulated ovarian follicles. / Mestre

Polycystic ovary syndrome (PCOS) is the leading cause of anovulatory infertility and the most common endocrinopathy of women of reproductive age. Genome-wide association studies (GWAS) identified a number of loci associated PCOS in different ethnic populations, including women with Asian and European ancestry. Replication studies have confirmed some of these associations. Among the loci identified are those located near the LH receptor gene (LHCGR), a clathrin-binding protein gene (DENND1A) that also functions as a guanine nucleotide exchange factor, and the gene encoding RAB5B, a GTPase and protein involved in vesicular trafficking. The functional significance of one of these GWAS candidates (DENND1A) was supported by our discovery that a truncated protein splice variant of DENND1A termed DENND1A.V2, is elevated in PCOS theca cells, and that forced expression of DENND1A.V2 in normal theca cells increased CYP11A1 and CYP17A1 expression and androgen synthesis, a hallmark of PCOS. We previously proposed that the PCOS GWAS loci could be assembled into a functional network that contributes to altered gene expression in ovarian theca cells, resulting in increased androgen synthesis. Here we demonstrate the localization of LHCGR, DENND1AV.2 and RAB5B proteins in various cellular compartments in normal and PCOS theca cells. hCG and forskolin stimulation affects the distribution and co-localization of DENND1A.V2 and RAB5B in various cellular compartments This cytological evidence supports our PCOS gene network concept, and raises the intriguing possibility that LHCGR activation, via a cAMP-mediated process, promotes the translocation of DENND1A.V2 and RAB5B-containing vesicles from the PCOS theca cell cytoplasm into the nucleus, resulting in increased transcription of genes involved in androgen synthesis.

Submitted by Michele Mologni (mologni@unoeste.br) on 2018-11-30T12:45:47Z No. of bitstreams: 1 Marina Platzeck Chaves.pdf: 891914 bytes, checksum: 43d527b64ad46e92f25496042406c5e9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-30T12:45:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marina Platzeck Chaves.pdf: 891914 bytes, checksum: 43d527b64ad46e92f25496042406c5e9 (MD5) Previous issue date: 2018-05-30 / Steroids and gonadotrophins are essential for the regulation of antral follicular development and the late stages of preantral development. Although the luteinizing hormone receptor (LHR) has been detected in the preantral follicles of rats, rabbits, and pigs, the expression of this receptor in bovine fetal ovary has not been demonstrated. The present study aimed to quantify the expression of the LHR and the mRNA abundance of the genes LHR binding protein (LRBP), STAR, HSD3B1, CYP17A1, and CYP19A1 during the development of bovine fetal ovary. In addition, we aimed to identify and quantify the expression of bta-miR-222 (a regulatory microRNA of the LHCGR gene). In summary, LHR expression was observed in the preantral follicle in bovine fetal ovary, from oogonias to primordial, primary and secondary stages, and the mRNA abundance was lower on day 150 than day 60. However, the mRNA abundance of LRBP followed the opposite pattern. The LHR protein was detected in oogonia, primordial, primary, and secondary follicles. Moreover, both oocytes and granulosa cells showed positive immunostaining for LHR. Similar to LRBP, the abundance of bta-miR-222 was higher on day 150 than day 60 or 90 of gestation. With regard to the gene expression of steroidogenic enzymes; only the mRNA abundance of STAR was higher on day 150 than on day 60. In conclusion, these results suggested the involvement of LHCGR/LRBP regulation with mechanisms related to the development of preantral follicles, especially during the establishment of secondary follicles. Furthermore, the present data reinforced that the reduced expression of LHR mRNA in bovine fetal ovaries on day 150 was related to the higher expression of LRBP and bta-miR-222. / Esteroides e gonadotrofinas são essenciais para a regulação do desenvolvimento folicular antral e os estágios finais do desenvolvimento pré-antral. Embora o receptor do hormônio luteinizante (LHR) tenha sido detectado nos folículos pré-antrais de ratos, coelhos e porcos, a expressão deste receptor no ovário fetal bovino não foi demonstrada. O presente estudo teve como objetivo quantificar a expressão do LHR e a abundância de mRNA da proteína de ligação LHR (LRBP), STAR, HSD3B1, CYP17A1 e CYP19A1 durante o desenvolvimento do ovário fetal bovino. Além disso, objetivamos identificar e quantificar a expressão de bta-miR-222 (microRNA regulador do gene LHCGR). Em resumo, a expressão de LHR foi observada no folículo pré-antral no ovário fetal de bovino e a abundância de mRNA foi menor no dia 150 do que no dia 60. No entanto, a abundância de mRNA da LRBP seguiu o padrão oposto. Semelhante a LRBP, a abundância de bta-miR-222 foi maior no dia 150 do que no dia 60 ou 90. Com relação à expressão gênica de enzimas esteroidogênicas; apenas a abundância de mRNA de STAR foi maior no dia 150 do que no dia 60. A proteína LHR foi detectada em oogônia, folículos primordiais, primários e secundários. Além disso, ambos os oócitos e células da granulosa apresentaram imunolocalização positiva para LHR. Em conclusão, estes resultados sugeriram o envolvimento da regulação do LHCGR / LBPB com mecanismos relacionados ao desenvolvimento de folículos pré-antrais, especialmente durante o estabelecimento de folículos secundários. Além disso, os presentes dados reforçaram que a expressão reduzida de mRNA de LHR em ovários fetais bovinos no dia 150 estava relacionada à maior expressão de LRBP e bta-miR-222.

L’endométriose est une pathologie chronique, bénigne, caractérisée par la présence de tissu endométrial (glande et stroma) en dehors de l’utérus. La forte prévalence de cette maladie, sa symptomatologie invalidante et son coût annuel considérable en font un véritable enjeu de santé publique. Le traitement de l’endométriose comprend un volet chirurgical, potentiellement délabrant, et un volet médical, basé sur des produits anti-gonadotropes en première intention. L’endométriose est d’origine multifactorielle. Sa physiopathologie demeure mal connue. Alors que le reflux menstruel via les trompes semble être le primum movens, plusieurs étapes sont nécessaires à la formation des lésions d’endométriose : l’adhésion et l’implantation des cellules endométriales au mésothélium péritonéal, la prolifération cellulaire soutenue par un phénomène d’angiogenèse et enfin, la réaction inflammatoire. Ces étapes sont dépendantes de facteurs génétiques, immunologiques et environnementaux. L’inflammation joue un rôle clef dans la pathogénie de l’endométriose. Nous avons montré dans un premier temps, à l’aide d’une double approche de PCR quantitative et d’immunohistochimie, la surexpression du récepteur de la LH (LHCGR) dans les tissus endometriosiques ectopiques. A l’aide d’un modèle in vitro, nous avons démontré que la stimulation du LHCGR par l’hCG activait les MAPK (avec une augmentation du rapport pERK/ERK), exerçait une effet prolifératif et enfin, induisait la surexpression de nombreux gènes cibles : CYP19A1, NR5A1, INSL3, VEGFA et PTGS2. Ensuite, nous avons étudié les principaux acteurs de la voie des prostaglandines. Nous avons montré une nette perturbation de cette voie en faveur d’une augmentation de l’inflammation avec une surexpression de la PTGS2 ainsi que des récepteurs des prostaglandines PTGER2, 3 et 4 dans l’endomètre des patientes endométriosiques. Nous avons ensuite étudié la voie des sphingosines en analysant l’expression de ses acteurs clef (SPHK1-2, SGPP1-2, SGPL1, SPHAKAP, S1PR1-5). Nous avons mis en évidence pour la première fois l’existence d’une profonde dérégulation de l’expression des enzymes et des récepteurs de cette voie en faveur d’une diminution du catabolisme du Sphingosine-1phosphate. Cette perturbation est à l’origine de la réaction inflammatoire qui participe à l’entretien de la prolifération et de la croissance des cellules endométriosiques. Dans un deuxième temps, nous avons exploré le retentissement systémique de l’endométriose à l’aide du modèle d’une interleukine pro-inflammatoire et fibrosante, l’IL-33, et de deux interleukines anti-inflammatoires l’IL-19 et l’IL-22. L’IL-33 est significativement plus élevée dans le sérum des patientes endométriosiques en particulier en cas d’endométriose profonde. Nous avons également mis en évidence l’existence d’une corrélation significative avec le nombre et la sévérité des lésions profondes. En opposition, les interleukines anti-inflammatoires IL-19 et IL-22 sont significativement diminuées dans le sérum des patientes endométriosiques. En conclusion, nous avons montré l’existence d’une perturbation des voies inflammatoires : la voie de la PTGS2 et de celle des sphingosines ainsi que le rôle pro-inflammatoire du LCGHR. Nous avons également mis en évidence le déséquilibre de la balance des cytokines systémiques inflammatoires et anti-inflammatoires dans l’endométriose. Ainsi, ces médiateurs de l’inflammation pourraient être considérés comme de potentiels marqueurs évolutifs de l’endométriose. Leur utilisation pourrait permettre d’effectuer un diagnostic plus précoce, et d’envisager de nouvelles thérapeutiques ciblées. / Pas de résumé en anglais

BPS/IC (Bladder Pain Syndrome/Interstitial Cystitis) ist ein sehr schweres und noch weitgehend unverstandenes Krankheitsbild in der Urologie. Viele Frauen sind im Alltag durch den ständigen Harndrang und die Schmerzen stark eingeschränkt und von Depressionen betroffen. Die Aufklärung der Pathogenese ist deshalb sehr wichtig, um eine adäquate Therapie für die Betroffenen zu entwickeln und die Krankheit möglichst frühzeitig diagnostizieren zu können. Das Schwangerschaftshormon hCG (humanes Choriongonadotropin) besitzt differenzierende und wachstumsfördernde Eigenschaften und eine Rolle in der Urothelregeneration und – stabilisierung scheint möglich. Daher ist das Ziel dieser Arbeit seinen Rezeptor, den LHCGR (Luteinizing-Hormone/Choriogonadotropin Rezeptor), in der Harnblase nachzuweisen und die urothelialen und muskulären Charakteristika zwischen gesunden und an BPS/IC erkrankten Harnblasen zu vergleichen. Die Darstellung des LHCGR erfolgte auf Proteinebene mittels indirekter Immunfluoreszenz und auf mRNA-Ebene durch Standard-PCR. Es zeigten sich im Urothel von Harnblase und Ureter 5 unterschiedliche Verteilungsmuster des Rezeptors hinsichtlich seiner Expression in verschiedenen Zellschichten und seiner subzellulären Lokalisation. Je nach Urothelzustand und zwischen den Entitäten Kontroll- bzw. BPS/IC-Harnblase variierten diese Muster in ihrer Häufigkeit. In anderen Epithelien, wie dem Vaginalepithel, änderte sich die zelluläre Verteilung des LHCGR in Abhängigkeit vom Differenzierungsgrad der Zellen. Es scheint möglich, dass auch die Rezeptorexpression in Urothelzellen deren verschiedene Differenzierungszustände widerspiegelt. Dies unterstützt den für hCG vermuteten Einfluss auf die Epithelregeneration. Ein Vergleich der urothelialen Fluoreszenzintensitäten zwischen weiblichen Kontroll – und BPS/IC-Harnblasen zeigte eine signifikant stärkere Expression des Rezeptors bei erkrankten Patienten. Dem gegenüber war kein Unterschied im Detrusor, weder zwischen Kontroll – und BPS/IC-Harnblasen noch im geschlechtsspezifischen Vergleich, festzustellen. Damit scheint der Rezeptor seine Hauptaufgabe vorrangig im Urothel zu entfalten. Die Korrelationsanalysen ergaben keinen signifikanten Zusammenhang zwischen dem Erkrankungsalter (Zeitpunkt der Diagnosestellung und Biopsieentnahme) und der LHCGR-Immunfluoreszenz. Ein endokrinologischer Einfluss auf die Rezeptorexpression wurde dadurch unwahrscheinlich und unterstützt die immer akzeptiertere Auffassung, dass BPS/IC nicht mehr mit der Menopause assoziiert ist. Neben dem Urothel und Detrusor zeigten auch Lamina propria und Gefäße von Harnblase und Ureter die Expression des LHCGR in der Immunhistochemie. Unterschiedliche Clustermuster des Rezeptors im Detrusor ließen auf die Oligomerisierung des Rezeptors schließen. Die Bedeutung dieser Zusammenschlüsse ist jedoch noch unklar, wobei unterschiedliche funktionelle Zustände des Rezeptors vermutet werden. Orientierung bieten andere Rezeptoren, die durch Dimerisierung verschiedener Rezeptorvarianten ihre Funktionalität verbessern oder verschlechtern konnten. Obwohl für keine bisher entdeckte Variante des LHCGR eine definitive Aufgabe ermittelt werden konnte, scheinen doch viele Varianten auch unterschiedliche Funktionen wahrnehmen zu können. Besonders auf der Regulierbarkeit des Rezeptors mittels interagierender Splicevarianten sollte das Augenmerk zukünftiger Studien liegen. Ob durch Komplexbildung verschiedener Varianten oder Bildung nichtfunktioneller trunkierter Rezeptoren, die Kontrollmöglichkeiten sind vielfältig und können auch auf Liganden wirken. Letztlich ließ der Nachweis des LHCGR in allen Schichten von Harnblase und Ureter eher eine globale Rolle des Rezeptors im Harntrakt des Menschen vermuten. Dazu passten auch die bereits nachgewiesenen Einflüsse seiner Liganden auf die Blasenfunktion von Hunden. Die hier vorgelegte Arbeit untersuchte zum ersten Mal die Expression des LHCGR mittels PCR und Immunhistochemie in humanen Harnblasen und Ureteren. Dabei löste sie sich von den sonst üblichen Vorstellungen einer Beziehung des Rezeptors zu Blasentumoren, Schwangerschaft oder Inkontinenz. Diagnose und Therapie von BPS/IC sind zur Zeit noch ständigen Wandlungen unterworfen und dabei entgehen viele Patienten der (frühen) Diagnosestellung und einer adäquaten Behandlung. Diese Studie sollte dazu beitragen neue Einblicke in die Pathophysiologie der Erkrankung zu erlangen, um eine kausale Therapie entwickeln zu können. Zukünftig könnten diese Ergebnisse dabei helfen die Anwendung einer sensitiven und vor allem spezifischen Diagnostik auf molekularer Ebene (mRNA - oder Proteinnachweis) zu ermöglichen.

BPS/IC (Bladder Pain Syndrome/Interstitial Cystitis) ist ein sehr schweres und noch weitgehend unverstandenes Krankheitsbild in der Urologie. Viele Frauen sind im Alltag durch den ständigen Harndrang und die Schmerzen stark eingeschränkt und von Depressionen betroffen. Die Aufklärung der Pathogenese ist deshalb sehr wichtig, um eine adäquate Therapie für die Betroffenen zu entwickeln und die Krankheit möglichst frühzeitig diagnostizieren zu können. Das Schwangerschaftshormon hCG (humanes Choriongonadotropin) besitzt differenzierende und wachstumsfördernde Eigenschaften und eine Rolle in der Urothelregeneration und – stabilisierung scheint möglich. Daher ist das Ziel dieser Arbeit seinen Rezeptor, den LHCGR (Luteinizing-Hormone/Choriogonadotropin Rezeptor), in der Harnblase nachzuweisen und die urothelialen und muskulären Charakteristika zwischen gesunden und an BPS/IC erkrankten Harnblasen zu vergleichen. Die Darstellung des LHCGR erfolgte auf Proteinebene mittels indirekter Immunfluoreszenz und auf mRNA-Ebene durch Standard-PCR. Es zeigten sich im Urothel von Harnblase und Ureter 5 unterschiedliche Verteilungsmuster des Rezeptors hinsichtlich seiner Expression in verschiedenen Zellschichten und seiner subzellulären Lokalisation. Je nach Urothelzustand und zwischen den Entitäten Kontroll- bzw. BPS/IC-Harnblase variierten diese Muster in ihrer Häufigkeit. In anderen Epithelien, wie dem Vaginalepithel, änderte sich die zelluläre Verteilung des LHCGR in Abhängigkeit vom Differenzierungsgrad der Zellen. Es scheint möglich, dass auch die Rezeptorexpression in Urothelzellen deren verschiedene Differenzierungszustände widerspiegelt. Dies unterstützt den für hCG vermuteten Einfluss auf die Epithelregeneration. Ein Vergleich der urothelialen Fluoreszenzintensitäten zwischen weiblichen Kontroll – und BPS/IC-Harnblasen zeigte eine signifikant stärkere Expression des Rezeptors bei erkrankten Patienten. Dem gegenüber war kein Unterschied im Detrusor, weder zwischen Kontroll – und BPS/IC-Harnblasen noch im geschlechtsspezifischen Vergleich, festzustellen. Damit scheint der Rezeptor seine Hauptaufgabe vorrangig im Urothel zu entfalten. Die Korrelationsanalysen ergaben keinen signifikanten Zusammenhang zwischen dem Erkrankungsalter (Zeitpunkt der Diagnosestellung und Biopsieentnahme) und der LHCGR-Immunfluoreszenz. Ein endokrinologischer Einfluss auf die Rezeptorexpression wurde dadurch unwahrscheinlich und unterstützt die immer akzeptiertere Auffassung, dass BPS/IC nicht mehr mit der Menopause assoziiert ist. Neben dem Urothel und Detrusor zeigten auch Lamina propria und Gefäße von Harnblase und Ureter die Expression des LHCGR in der Immunhistochemie. Unterschiedliche Clustermuster des Rezeptors im Detrusor ließen auf die Oligomerisierung des Rezeptors schließen. Die Bedeutung dieser Zusammenschlüsse ist jedoch noch unklar, wobei unterschiedliche funktionelle Zustände des Rezeptors vermutet werden. Orientierung bieten andere Rezeptoren, die durch Dimerisierung verschiedener Rezeptorvarianten ihre Funktionalität verbessern oder verschlechtern konnten. Obwohl für keine bisher entdeckte Variante des LHCGR eine definitive Aufgabe ermittelt werden konnte, scheinen doch viele Varianten auch unterschiedliche Funktionen wahrnehmen zu können. Besonders auf der Regulierbarkeit des Rezeptors mittels interagierender Splicevarianten sollte das Augenmerk zukünftiger Studien liegen. Ob durch Komplexbildung verschiedener Varianten oder Bildung nichtfunktioneller trunkierter Rezeptoren, die Kontrollmöglichkeiten sind vielfältig und können auch auf Liganden wirken. Letztlich ließ der Nachweis des LHCGR in allen Schichten von Harnblase und Ureter eher eine globale Rolle des Rezeptors im Harntrakt des Menschen vermuten. Dazu passten auch die bereits nachgewiesenen Einflüsse seiner Liganden auf die Blasenfunktion von Hunden. Die hier vorgelegte Arbeit untersuchte zum ersten Mal die Expression des LHCGR mittels PCR und Immunhistochemie in humanen Harnblasen und Ureteren. Dabei löste sie sich von den sonst üblichen Vorstellungen einer Beziehung des Rezeptors zu Blasentumoren, Schwangerschaft oder Inkontinenz. Diagnose und Therapie von BPS/IC sind zur Zeit noch ständigen Wandlungen unterworfen und dabei entgehen viele Patienten der (frühen) Diagnosestellung und einer adäquaten Behandlung. Diese Studie sollte dazu beitragen neue Einblicke in die Pathophysiologie der Erkrankung zu erlangen, um eine kausale Therapie entwickeln zu können. Zukünftig könnten diese Ergebnisse dabei helfen die Anwendung einer sensitiven und vor allem spezifischen Diagnostik auf molekularer Ebene (mRNA - oder Proteinnachweis) zu ermöglichen.