Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / Germinal Centers (GCs) are transient lymphoid structures that arise in lymphoid organs in response to T cell-dependent antigen. Within the GC, follicular T helper (TFH) cells promote GC B cell differentiation and in turn the proper antibody production to protect us from invading pathogens. We wished to study the regulation of this process by transcription factors STAT3 and Bcl6. STAT3 is important for both TFH cell differentiation and IL-4 production by Th2 cells. IL-4 is a major functional cytokine produced by TFH cells. To dissect the role of STAT3 in IL-4 production by TFH cells, we generated T cell-specific conditional STAT3 knockout mice (STAT3KO). Compared to WT mice, TFH cell differentiation in STAT3KO mice was partially impaired, both in spleen following sheep red blood cells (SRBC) immunization and in Peyer's patches (PPs). In STAT3KO mice, the numbers of splenic GC B cells were markedly decreased, whereas PP GC B cells developed at normal numbers and IgG1 class switching was greatly increased. Unexpectedly, we found that STAT3 intrinsically suppressed the expression of IL-4 and Bcl6 in TFH cells. Mechanistically, in vitro repression of IL-4 expression in CD4 T cells by Bcl6 required STAT3 function. Apart from TFH cells, the GC reaction is also controlled by regulatory follicular T helper (TFR) cells, a subset of Treg cells. To study the mechanism of how TFR cells regulate the GC reaction, we generated mice specifically lacking TFR cells by specifically deleting Bcl6 in Treg cells. Following immunization, these "Bcl6FC" mice developed normal TFH and GC B cell populations. However, Bcl6FC mice produced altered antigen-specific antibody responses, with reduced titers of IgG and increased IgA. Bcl6FC mice also developed IgG antibodies with significantly decreased avidity to antigen in an HIV-1 gp120 "prime-boost" vaccine model. Additionally, TFH cells from Bcl6FC mice produced higher levels of Interferon-γ, IL-10 and IL-21. Loss of TFR cells therefore leads to highly abnormal TFH and GC B cell responses. Overall, our studies have uncovered unexpected regulatory roles of STAT3 in TFH cell function as well as the novel regulatory roles of TFR cells on cytokine production by TFH cells and on antibody production.

<p>HER2 Gene-Protein Assay (GPA) је посебно погодан за истовремено процењивање експресије HER2 протеина и статуса амплификације HER2 гена на нивоу појединачних ћелија и њихово повезивање са ћелијском морфологијом. Циљ истраживања био је испитати да ли су постојећи критеријуми препоручени од стране ASCO/CAP довољни за дијагностиковање HER2 позитивности код пацијенткиња које показују интратуморску хетерогеност, како у примарним туморима тако и у метастазама у регионалне лимфне чворове, учесталост HER2 хетерогености у макрометастазама лоцираним у лимфним чворовима, те да ли постоји јасна корелација између хетерогености нађене у примарном тумору дојке и припадајућим метастазама у лимфним чворовима. Испитивање је обухватило 41 од планиране 51 пацијенткиње које су испуниле све критеријуме укључивања. Репрезентативни парафински блокови метастатских лимфних чворова одабрани су из архивираног материјала, обојени GPA методом и процењени у складу са критеријумима ASCO/CAP 2013. Анализирано је 120 ћелија у хистолошком резу сваког метастатског лимфног чвора. Статус HER2 се разликовао између примарног тумора и његових метастаза у 13,2% (5/38) случајева. Један случај HER2 позитивног примарног тумора имао је HER2 негативне метастазе, два додатна случаја са HER2 позитивним примарним тумором су имала метастазе са статусом граничне амплификације без прекомерне експресије HER2 протеина и два случаја са HER2 негативним примарним тумором су имала метастазе са статусом граничне амплификације без прекомерне експресије HER2 протеина. У 17.4% (4/23) случајева са HER2 не-амплификованим примарним тумором метастазе су постале граничне у статусу генске амплификације. Једна од четири метастазе HER2 негативног примарног тумора показала је мали фокус HER2 позитивних туморских ћелија (&lt;3% тумора). Микрохетерогеност је анализирана у 108 лимфних чворова код 38 пацијенткиња и уочена у 22 лимфна чвора, тј. код четири пацијенткиње у свим анализираним лимфним чворовима, док је код једне пацијенткиње од 4 анализирана лимфна чвора микрохетерогеност потврђена у једном лимфном чвору. На основу добијених резултата може се закључити да постојећи критеријуми препоручени од стране ASCO/CAP применом прихваћених метода нису довољни за дијагностиковање HER2 позитивности код пацијенткиња које показују интратуморску и интертуморску хетерогеност како у примарним туморима тако и у метастазама, те да постоји статистички високо сигнификантан број макрометастаза лоцираних у лимфним чворовима које показују HER2 хетерогеност и позитивна корелација између хетерогености нађене у примарним туморима и припадајућим метастазама у лимфним чворовима.</p> / <p>HER2 Gene-Protein Assay (GPA) je posebno pogodan za istovremeno procenjivanje ekspresije HER2 proteina i statusa amplifikacije HER2 gena na nivou pojedinačnih ćelija i njihovo povezivanje sa ćelijskom morfologijom. Cilj istraživanja bio je ispitati da li su postojeći kriterijumi preporučeni od strane ASCO/CAP dovoljni za dijagnostikovanje HER2 pozitivnosti kod pacijentkinja koje pokazuju intratumorsku heterogenost, kako u primarnim tumorima tako i u metastazama u regionalne limfne čvorove, učestalost HER2 heterogenosti u makrometastazama lociranim u limfnim čvorovima, te da li postoji jasna korelacija između heterogenosti nađene u primarnom tumoru dojke i pripadajućim metastazama u limfnim čvorovima. Ispitivanje je obuhvatilo 41 od planirane 51 pacijentkinje koje su ispunile sve kriterijume uključivanja. Reprezentativni parafinski blokovi metastatskih limfnih čvorova odabrani su iz arhiviranog materijala, obojeni GPA metodom i procenjeni u skladu sa kriterijumima ASCO/CAP 2013. Analizirano je 120 ćelija u histološkom rezu svakog metastatskog limfnog čvora. Status HER2 se razlikovao između primarnog tumora i njegovih metastaza u 13,2% (5/38) slučajeva. Jedan slučaj HER2 pozitivnog primarnog tumora imao je HER2 negativne metastaze, dva dodatna slučaja sa HER2 pozitivnim primarnim tumorom su imala metastaze sa statusom granične amplifikacije bez prekomerne ekspresije HER2 proteina i dva slučaja sa HER2 negativnim primarnim tumorom su imala metastaze sa statusom granične amplifikacije bez prekomerne ekspresije HER2 proteina. U 17.4% (4/23) slučajeva sa HER2 ne-amplifikovanim primarnim tumorom metastaze su postale granične u statusu genske amplifikacije. Jedna od četiri metastaze HER2 negativnog primarnog tumora pokazala je mali fokus HER2 pozitivnih tumorskih ćelija (&lt;3% tumora). Mikroheterogenost je analizirana u 108 limfnih čvorova kod 38 pacijentkinja i uočena u 22 limfna čvora, tj. kod četiri pacijentkinje u svim analiziranim limfnim čvorovima, dok je kod jedne pacijentkinje od 4 analizirana limfna čvora mikroheterogenost potvrđena u jednom limfnom čvoru. Na osnovu dobijenih rezultata može se zaključiti da postojeći kriterijumi preporučeni od strane ASCO/CAP primenom prihvaćenih metoda nisu dovoljni za dijagnostikovanje HER2 pozitivnosti kod pacijentkinja koje pokazuju intratumorsku i intertumorsku heterogenost kako u primarnim tumorima tako i u metastazama, te da postoji statistički visoko signifikantan broj makrometastaza lociranih u limfnim čvorovima koje pokazuju HER2 heterogenost i pozitivna korelacija između heterogenosti nađene u primarnim tumorima i pripadajućim metastazama u limfnim čvorovima.</p> / <p><!--[if gte mso 9]><xml> <o:DocumentProperties> <o:Author>ilija vogel</o:Author> <o:Version>16.00</o:Version> </o:DocumentProperties> <o:OfficeDocumentSettings> <o:AllowPNG/> </o:OfficeDocumentSettings></xml><![endif]--><!--[if gte mso 9]><xml> <w:WordDocument> <w:View>Normal</w:View> <w:Zoom>0</w:Zoom> <w:TrackMoves/> <w:TrackFormatting/> <w:PunctuationKerning/> <w:ValidateAgainstSchemas/> 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As interações epitélio-mesênquima podem influenciar o desenvolvimento do tumor no sítio primário e no linfonodo comprometido de pacientes com câncer de mama. Nosso objetivo foi avaliar a taxa de proliferação e perfil gênico de fibroblastos de linfonodos comprometidos e não comprometidos obtidos de pacientes com câncer de mama e determinar a influência de células epiteliais mamárias normais (MCF10A) ou malignas (MDA-MB-231) na expressão gênica destes fibroblastos. Foram estabelecidas culturas primárias de fibroblastos de linfonodos (3 comprometidos e 3 não comprometidos) de 6 diferentes pacientes com câncer de mama e não houve diferença na taxa de proliferação destes fibroblastos. Co-culturas de células MCF10A ou MDA-MB-231 com fibroblastos, separadas fisicamente por membranas porosas, foram realizadas por 72 horas. O RNA total dos fibroblastos foi extraído, amplificado e o perfil gênico foi analisado usando-se uma lâmina de cDNA microarray. Fibroblastos de linfonodos comprometidos e não comprometidos apresentaram perfil gênico similar, pois apenas 13 genes foram modulados, sendo que maior expressão de PGBD3 e PTBP2 em fibroblastos de linfonodos comprometidos foi confirmada em ensaios de RT-PCR em tempo real. Em fibroblastos, a cocultura com células MCF10A alterou a expressão de maior número de genes que a co-cultura com células MDA-MB-231. Em fibroblastos originários de linfonodos não comprometidos mantidos em co-cultura com células MDA-MB-231 foram modulados 151 genes, em relação aos mesmos fibroblastos cultivados na ausência de células epiteliais, sendo que oito deles apresentaram variação de expressão superior a três vezes (BET1, ENTPD1, USP7, DAPK1, ERBB2 e NCF2). As células MDA-MB-231 modularam algumas vias de sinalização em fibroblastos não comprometidos, como vias do cálcio, insulina, hormônio liberador de gonadotrofina (GnRH) e da regulação do citoesqueleto de actina, mas o mesmo não ocorreu em fibroblastos de linfonodos comprometidos. Duzentos e quarenta e nove genes foram diferencialmente expressos em fibroblastos originários de linfonodos comprometidos mantidos em co-cultura com células MDA-MB-231 e quatro genes apresentaram variação superior a três vezes (ACLY, AXUD1, CLCN5 e PDE6D). Nestes fibroblastos, algumas funções biológicas foram reguladas apenas por influência da célula MDA-MB-231, entre as quais metabolismo de aminoácidos, excreção, transporte intra Golgi e regulação da forma celular. As vias de sinalização e funções biológicas reguladas em fibroblastos pela interação com células epiteliais malignas podem estar implicadas no desenvolvimento de metástases regionais no câncer de mama. / Tumor development may be influenced by epithelial-mesenchimal interactions in the primary site as well as in the involved lymph node from breast cancer patients. Our aim was to evaluate the proliferation rate and gene profile of fibroblasts obtained from involved and uninvolved lymph nodes from breast câncer patients and to determine the influence of normal (MCF10A) or malignant (MDA-MB-231) mammary epithelial cells on the gene expression of these fibroblasts. Primary culture from fibroblasts obtained from 3 involved and 3 uninvolved lymph nodes (ILF and NILF) from 6 different breast cancer patients was established and no difference in their proliferation rate was detected. These fibroblasts were co-cultured with MCF10A or MDA-MB-231 cells, physically separated by a porous membrane for 72 hours. Total RNA was extracted from the cells, amplified and the gene profile from fibroblasts cultured alone or with epithelial cells was analyzed by cDNA microarray slides. Fibroblasts from involved and uninvolved lymph nodes present a similar gene profile as only 13 genes were differentially expressed between them, including PGBD3 and PTBP2, which higher expression in fibroblasts from involved lymph nodes was confirmed by real time RT-PCR. In fibroblasts, more genes seem to be regulated upon co-cultured with MCF10A than with MDA-MB-231 cells. In fibroblasts from uninvolved lymph nodes co-cultured with MDA-MB-231 cells, 151 genes were modulated as compared with fibroblasts cultured alone, and eight of them, presented an expression variation superior to three times (BET1, ENTPD1, USP7, DAPK1, ERBB2 e NCF2). In these fibroblasts, MDA-MB-231 could modulate some signaling pathways as calcium, insulin, gonadotrophin releasing hormone (GnRH) and actin cytoskeleton regulation signaling pathways. Two hundred forty nine genes were differentially expressed by fibroblasts from involved lymph nodes co-cultured with MDA-MB-231 cells, four of which with an expression variation superior to three times (ACLY, AXUD1, CLCN5 e PDE6D). In the last condition, fibroblasts had some biological functions regulated upon MDA-MB-231 cells influence, among which amino acid metabolism, excretion, intra-Golgi transport and regulation of cell shape. Signaling pathways and biological functions regulated in fibroblasts after interaction with malignant epithelial cells might be implicated in the development of regional metastasis in breast cancer.

O desenvolvimento da metástase depende, entre outros fatores de um microambiente propício e é possível que as células do câncer de mama influenciem o perfil da expressão gênica das células estromais, tanto no tumor primário como no linfonodo regional. Para estudar este último evento obtivemos fibroblastos de linfonodos comprometidos (n=3) ou não (n=3) de pacientes com câncer de mama, os quais foram co-cultivados com células de câncer de mama MDA-MB-231, separados fisicamente por membranas porosas por 72 horas. O perfil da expressão gênica foi determinado utilizando-se uma plataforma de cDNA microarray. A presença de células MDA-MB231 modulou a expressão de 415 genes em fibroblastos de linfonodos não comprometidos e 779 genes em fibroblastos de linfonodos comprometidos, em relação a células mantidas em mono-cultura, sendo que 120 genes tiveram sua expressão reguladas em ambas comparações. A expressão destes genes determinou a separação dos fibroblastos mantidos em co-cultura daqueles mantidos isoladamente em cultura por análise de agrupamento hierárquico, indicando que a presença das células de câncer de mama influencia o perfil da expressão gênica das células. Entre as funções reguladas pela presença de células MDA-MB231 encontramse tradução e receptor de superfície ligado à transmissão de sinal, em fibroblastos de linfonodos não comprometidos e autofosforilação de proteína e ciclo celular, em fibroblastos de linfonodos comprometidos. Para determinar se a expressão gênica diferencial é um fenômeno que pode ser generalizado para o câncer de mama, realizamos ensaios utilizando outras amostras de fibroblastos obtidos de linfonodos comprometidos de 5 pacientes e de linfonodos não comprometidos de outras 5 pacientes (incluindo as 6 amostras de fibroblastos previamente analisadas), as quais foram co-cultivadas com três linhagens celulares de câncer de mama (MDA-MB231, MDA-MB435 e MCF-7). A expressão relativa de MAP2K3, AKAP8L e CREG1, inicialmente identificados como diferencialmente expressos em análise de cDNA microarray, foi então determinada por RT-PCR em tempo real. Observamos que nenhuma das três linhagens celulares influenciou a expressão de AKAP8L e CREG1 tanto em fibroblastos de linfonodos comprometidos quanto não comprometidos. MAP2K3 foi hiperexpresso tanto em fibroblastos de linfonodos comprometidos quanto em não comprometidos co-cultivados com células MDA-MB231, mas não com células MDA-MB435 ou MCF-7. Nossos resultados indicam que a presença de células MDA-MB231 influencia o perfil de expressão gênica de fibroblastos originário tanto de linfonodos comprometidos quanto de não comprometidos. Alguns genes comumente regulados em fibroblastos de linfonodo comprometido ou não comprometidos, incluindo MAP2K3, podem estar envolvidos no estabelecimento de metástase regional. / Metastasis development may depend on a favorable microenvironment and breast cancer cells may influence stromal cells gene expression profile not only in the primary site but also in the lymph nodes. To study the latter event, fibroblasts were obtained from involved or uninvolved lymph nodes from six breast cancer patients and co-cultivated with breast cancer MDA-MB-231 cells, physically separated by porous membranes, for 72 hours. The gene expression profile was determined utilizing a cDNA microarray platform. The presence of MDA-MB231 cells modulated the expression of 415 genes in fibroblasts from uninvolved nodes and 779 genes in fibroblasts from involved nodes, as compared to fibroblasts cultured isolated, including 120 genes, which were regulated in fibroblasts from both origins. Unsupervised hierarchical clustering allowed a correct segregation of fibroblasts co-cultured with MDA-MB231 cells from fibroblasts cultured alone, indicating that the gene expression profile gene is influenced by the presence of breast cancer cells. Functions, which were regulated by presence of MDA-MB231 cells included translation and cell surface receptor linked signal transduction in fibroblasts from uninvolved nodes and protein autophosphorylation and cell cycle in fibroblasts from involved nodes. To determine whether this differential gene expression was a general process influenced by breast cancer cells, further assays were performed utilizing samples of fibroblasts from involved (n=5) and uninvolved nodes (n=5) from breast cancer patients (including the 6 samples of fibroblasts previously analyzed), which were co-cultured with three breast cancer cell lines (MDAMB231, MDA-MB435 and MCF-7). Relative expression of MAP2K3, AKAP8L and CREG1, initially identified as differentially expressed in co-cultured fibroblasts upon cDNA microarray analysis, was determined by RT-PCR real time. AKAP8L and CREG1 expression in fibroblasts from involved or uninvolved nodes was not influenced by the presence of any of the three cell lines. MAP2K3 was over-expressed in fibroblasts from both involved and uninvolved nodes when co-cultured with MDA-MB231 cells, but not with MDA-MB435 or MCF-7 cells. Our results indicate that the gene expression profile of fibroblasts from involved and uninvolved lymph nodes are influenced by the presence of MDA-MB231. Some genes commonly regulated in fibroblasts from both involved and uninvolved nodes, as MAP2K3, may be involved in regional metastasis establishment.

Made available in DSpace on 2016-01-26T12:51:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 alessandravidotto_tese.pdf: 5410688 bytes, checksum: e1af0ab5bd616652ebf0225cd33f4c1d (MD5) Previous issue date: 2009-08-27 / The regional lymph nodes play a pivotal role in diagnosis, staging and management of head and neck squamous cell carcinomas (HNSCC). Despite their importance, detailed understanding of the probable mechanisms of lymphatic metastases has not been completely achieved. Subjects and Methods: We analyzed metastatic and normal lymph node tissues, as well as saliva and serum from sixth-two patients with HNSCC, and twenty-nine controls using two-dimensional electrophoresis, MALDI-Q-TOF and western blot. Results: Several proteins were found to be significantly increased in metastatic nodes, such as stratifin, glutathione S-transferase pi, apoliproteín A-I, alpha-1-microglobulin, disulfide isomerase, galectin, citokeratins, immunoglobulins, transtirretin, calciun-binding protein (família S100) and fat-binding protein (FABP). Among the down-regulated proteins in metastatic lymph nodes are calreticulin, tropomiosin 3, triosephosphate isomerase, piruvate quinase, anidrase carbonic, gamma actin, peroxiredoxin 2, profilin 1, gliceraldeyde 3- fosfato desidrogenase and heat shock proteins. These proteins are involved in epidermis development, cell proliferation, migration and adhesion, apoptosis, defense and inflammatory response and xenobiotic metabolism. Our data on the expression of heat shock proteins and enzymes of the glycolytic pathway suggest an effect of the lymph node environment in controlling tumor progression or in metabolic reprogramming of the metastatic cell. In saliva, 13 proteins showed an altered pattern of expression in samples patient, including over-expression of keratins, immunoglobulins, alphaamylase, PLUNC and zinc-alpha-2-glycoprotein and down-regulation of myosin. In serum samples, six proteins were over-expressed (serum albumin, alpha-1- microglobulin/bikunin precursor, apolipoprotein A-I, haptoglobin, serotransferrin, transthyretin) and two were under-expressed (hemoglobin subunit alpha, hemoglobin subunit beta) compared to the control group. Conclusion: New potential markers, such as profilin-1 and E-FABP, were identified and may be proved useful for defining the invasive phenotype of head and neck carcinomas. / O comprometimento de linfonodos regionais por células neoplásicas é atualmente o indicador mais utilizado para prognóstico em pacientes com carcinoma epidermóide de cabeça e pescoço (CECP). Apesar disso, a compreensão detalhada dos mecanismos envolvidos na formação de metástases linfáticas ainda não foi completamente atingida. Casuística e Método: Foi avaliado o perfil protéico de linfonodos metastáticos e não metastáticos, bem como de amostras de saliva e soro de 62 pacientes em diferentes estágios da doença e de 29 controles, utilizando eletroforese bidimensional, espectrometria de massas por MALDI-Q-TOF e experimentos de validação por Western blot. Resultados: Os resultados mostraram várias proteínas com expressão elevada em linfonodos metastáticos em relação aos não metastáticos, como stratifina, glutathiona S-transferase pi, apoliproteína A-I, alfa-1-microglobulina, dissulfeto isomerase, galectinas, citoqueratinas, imunoglobulinas, transtirretina e proteínas de ligação ao cálcio (família S100) e a ácidos graxos (FABP). De forma inversa, as proteínas calrreticulina, tropomiosina 3, triofosfato isomerase, piruvato quinase, anidrase carbônica, gama actina, peroxirredoxina 2, profilina 1, gliceraldeído 3-fosfato desidrogenase e proteínas de choque térmico mostraram níveis reduzidos em linfonodos metastáticos. Essas proteínas estão envolvidas em processos de desenvolvimento epidérmico, proliferação, migração e adesão celular, apoptose, resposta inflamatória e metabolismo de xenobióticos. Os dados relacionados à expressão de proteínas de choque térmico e enzimas da via glicolítica sugerem um efeito do ambiente dos linfonodos e no controle da progressão do tumor ou na reprogramação das células metastáticas. Em saliva, 13 proteínas exibiram um padrão alterado nas amostras de pacientes com câncer, incluindo expressão elevada de queratinas, imunoglobulinas, alfa-amilase, PLUNC e zinc-alfa-2-glicoproteína e expressão reduzida de miosina. Em amostras de soro, seis proteínas apresentaram expressão aumentada (albumina, alfa-1-microglobulina/bikunina precursor, apolipoproteína A-I, haptoglobina, serotransferrina e transtirretina) e duas estavam com expressão diminuída (hemoglobina alfa e hemoglobina beta), quando comparadas com o grupo controle. Conclusão: Os resultados obtidos revelaram novos marcadores potenciais, como profilina 1 e E-FABP, PLUNC e transtirretin que podem ser úteis na definição do fenótipo invasivo e no rastreamento e diagnóstico desse grupo de neoplasias.

O comportamento do câncer de mama pode ser influenciado pela interação entre células tumorais e estromais que infiltram e circundam o tumor. Acredita-se também que as células que compõem o microambiente linfonodal possam influenciar o perfil da expressão gênica de células mamárias malignas MDA-MB231, induzindo ou inibindo o desenvolvimento de metástase regional. Para avaliar essa possibilidade, células MDA-MB231 foram co-cultivadas com fibroblastos obtidos de linfonodos comprometidos ou não comprometidos de pacientes com câncer de mama, separadas por membranas porosas por 72 horas. O perfil da expressão gênica foi avaliado através de uma plataforma de cDNA microarray de 4608 genes. Observamos que 155 e 188 genes foram modulados em células MDA-MB231 na presença de fibroblastos de linfonodos não comprometidos e comprometidos, respectivamente, quando comparados com células MDA-MB231 cultivadas isoladamente. Análise do agrupamento hierárquico não supervisionado utilizando os genes diferencialmente expressos revelou a presença de dois grupos, um constituído por células MDA-MB 231 em monocultura e outro por células mantidas em co-cultura com fibroblastos. Splicing de RNAm, via spliceossoma, ciclo celular e regulação da transcrição por promotores da RNA polimerase II, foram algumas funções moduladas em células MDA-MB231. A seguir novos ensaios de co-cultura foram realizados e a expressão de alguns genes foram analisados por RT-PCR. FN3K e COMT foram menos expressos em células MDA-MB231 na presença de fibroblastos de linfonodos, mas não em co-cultura com células MCF-7, nas quais apenas HTRA1 mostrou-se hipoexpresso em casos de co-cultura com fibroblastos. Esses resultados sugerem que a inter-relação entre células estromais e células tumorais são dependentes do subtipo do tumor, de fenótipo luminal ou basal / Breast cancer behavior may be influenced by interactions between cancer and stromal cells, which infiltrate and surround the tumor. It is also believed that cells within the lymph node microenvironment may influence the gene expression profile of breast cancer cells, stimulating or inhibiting regional metastasis development. To evaluate this possibility, breast cancer MDAMB231 cells were co-cultured with fibroblasts obtained from involved or uninvolved lymph nodes from breast cancer patients, using a porous membrane, for 72 hours. Gene expression profile was evaluated through a cDNA microarray platform containing 4608 genes. MDA-MB231 cells had 155 and 188 genes modulated by the presence of fibroblasts from uninvolved or involved nodes, respectively, as compared to MDA-MB231 cells cultured alone. Unsupervised hierarchical clustering using the differentially expressed genes revealed the presence of two groups, one comprising MDA-MB231 cells cultured aloned and another one, MDA-MB231 cells co-cultured with fibroblasts. Nuclear mRNA splicing, via spliceosome, cell cycle, and regulation of transcription from RNA polymerase II promoter, were functions regulated in cocultured MDA-MB231 cells. New co-culture assays were performed and expression of a few genes was further evaluated by RT-PCR. FN3K and COMT were both down-regulated in MDA-MB231 cells in the presence of nodes\' fibroblasts, but not in co-cultured MCF7 cells, while HTRA1 was just down regulated in MCF7 co-cultured cells. These results suggest that the interrelationship between stromal and cancer cells are dependent on the subtype of tumor, whether from luminal or basal-like phenotype

O comportamento do câncer de mama pode ser influenciado pela interação entre células tumorais e estromais que infiltram e circundam o tumor. Acredita-se também que as células que compõem o microambiente linfonodal possam influenciar o perfil da expressão gênica de células mamárias malignas MDA-MB231, induzindo ou inibindo o desenvolvimento de metástase regional. Para avaliar essa possibilidade, células MDA-MB231 foram co-cultivadas com fibroblastos obtidos de linfonodos comprometidos ou não comprometidos de pacientes com câncer de mama, separadas por membranas porosas por 72 horas. O perfil da expressão gênica foi avaliado através de uma plataforma de cDNA microarray de 4608 genes. Observamos que 155 e 188 genes foram modulados em células MDA-MB231 na presença de fibroblastos de linfonodos não comprometidos e comprometidos, respectivamente, quando comparados com células MDA-MB231 cultivadas isoladamente. Análise do agrupamento hierárquico não supervisionado utilizando os genes diferencialmente expressos revelou a presença de dois grupos, um constituído por células MDA-MB 231 em monocultura e outro por células mantidas em co-cultura com fibroblastos. Splicing de RNAm, via spliceossoma, ciclo celular e regulação da transcrição por promotores da RNA polimerase II, foram algumas funções moduladas em células MDA-MB231. A seguir novos ensaios de co-cultura foram realizados e a expressão de alguns genes foram analisados por RT-PCR. FN3K e COMT foram menos expressos em células MDA-MB231 na presença de fibroblastos de linfonodos, mas não em co-cultura com células MCF-7, nas quais apenas HTRA1 mostrou-se hipoexpresso em casos de co-cultura com fibroblastos. Esses resultados sugerem que a inter-relação entre células estromais e células tumorais são dependentes do subtipo do tumor, de fenótipo luminal ou basal / Breast cancer behavior may be influenced by interactions between cancer and stromal cells, which infiltrate and surround the tumor. It is also believed that cells within the lymph node microenvironment may influence the gene expression profile of breast cancer cells, stimulating or inhibiting regional metastasis development. To evaluate this possibility, breast cancer MDAMB231 cells were co-cultured with fibroblasts obtained from involved or uninvolved lymph nodes from breast cancer patients, using a porous membrane, for 72 hours. Gene expression profile was evaluated through a cDNA microarray platform containing 4608 genes. MDA-MB231 cells had 155 and 188 genes modulated by the presence of fibroblasts from uninvolved or involved nodes, respectively, as compared to MDA-MB231 cells cultured alone. Unsupervised hierarchical clustering using the differentially expressed genes revealed the presence of two groups, one comprising MDA-MB231 cells cultured aloned and another one, MDA-MB231 cells co-cultured with fibroblasts. Nuclear mRNA splicing, via spliceosome, cell cycle, and regulation of transcription from RNA polymerase II promoter, were functions regulated in cocultured MDA-MB231 cells. New co-culture assays were performed and expression of a few genes was further evaluated by RT-PCR. FN3K and COMT were both down-regulated in MDA-MB231 cells in the presence of nodes\' fibroblasts, but not in co-cultured MCF7 cells, while HTRA1 was just down regulated in MCF7 co-cultured cells. These results suggest that the interrelationship between stromal and cancer cells are dependent on the subtype of tumor, whether from luminal or basal-like phenotype

O desenvolvimento da metástase depende, entre outros fatores de um microambiente propício e é possível que as células do câncer de mama influenciem o perfil da expressão gênica das células estromais, tanto no tumor primário como no linfonodo regional. Para estudar este último evento obtivemos fibroblastos de linfonodos comprometidos (n=3) ou não (n=3) de pacientes com câncer de mama, os quais foram co-cultivados com células de câncer de mama MDA-MB-231, separados fisicamente por membranas porosas por 72 horas. O perfil da expressão gênica foi determinado utilizando-se uma plataforma de cDNA microarray. A presença de células MDA-MB231 modulou a expressão de 415 genes em fibroblastos de linfonodos não comprometidos e 779 genes em fibroblastos de linfonodos comprometidos, em relação a células mantidas em mono-cultura, sendo que 120 genes tiveram sua expressão reguladas em ambas comparações. A expressão destes genes determinou a separação dos fibroblastos mantidos em co-cultura daqueles mantidos isoladamente em cultura por análise de agrupamento hierárquico, indicando que a presença das células de câncer de mama influencia o perfil da expressão gênica das células. Entre as funções reguladas pela presença de células MDA-MB231 encontramse tradução e receptor de superfície ligado à transmissão de sinal, em fibroblastos de linfonodos não comprometidos e autofosforilação de proteína e ciclo celular, em fibroblastos de linfonodos comprometidos. Para determinar se a expressão gênica diferencial é um fenômeno que pode ser generalizado para o câncer de mama, realizamos ensaios utilizando outras amostras de fibroblastos obtidos de linfonodos comprometidos de 5 pacientes e de linfonodos não comprometidos de outras 5 pacientes (incluindo as 6 amostras de fibroblastos previamente analisadas), as quais foram co-cultivadas com três linhagens celulares de câncer de mama (MDA-MB231, MDA-MB435 e MCF-7). A expressão relativa de MAP2K3, AKAP8L e CREG1, inicialmente identificados como diferencialmente expressos em análise de cDNA microarray, foi então determinada por RT-PCR em tempo real. Observamos que nenhuma das três linhagens celulares influenciou a expressão de AKAP8L e CREG1 tanto em fibroblastos de linfonodos comprometidos quanto não comprometidos. MAP2K3 foi hiperexpresso tanto em fibroblastos de linfonodos comprometidos quanto em não comprometidos co-cultivados com células MDA-MB231, mas não com células MDA-MB435 ou MCF-7. Nossos resultados indicam que a presença de células MDA-MB231 influencia o perfil de expressão gênica de fibroblastos originário tanto de linfonodos comprometidos quanto de não comprometidos. Alguns genes comumente regulados em fibroblastos de linfonodo comprometido ou não comprometidos, incluindo MAP2K3, podem estar envolvidos no estabelecimento de metástase regional. / Metastasis development may depend on a favorable microenvironment and breast cancer cells may influence stromal cells gene expression profile not only in the primary site but also in the lymph nodes. To study the latter event, fibroblasts were obtained from involved or uninvolved lymph nodes from six breast cancer patients and co-cultivated with breast cancer MDA-MB-231 cells, physically separated by porous membranes, for 72 hours. The gene expression profile was determined utilizing a cDNA microarray platform. The presence of MDA-MB231 cells modulated the expression of 415 genes in fibroblasts from uninvolved nodes and 779 genes in fibroblasts from involved nodes, as compared to fibroblasts cultured isolated, including 120 genes, which were regulated in fibroblasts from both origins. Unsupervised hierarchical clustering allowed a correct segregation of fibroblasts co-cultured with MDA-MB231 cells from fibroblasts cultured alone, indicating that the gene expression profile gene is influenced by the presence of breast cancer cells. Functions, which were regulated by presence of MDA-MB231 cells included translation and cell surface receptor linked signal transduction in fibroblasts from uninvolved nodes and protein autophosphorylation and cell cycle in fibroblasts from involved nodes. To determine whether this differential gene expression was a general process influenced by breast cancer cells, further assays were performed utilizing samples of fibroblasts from involved (n=5) and uninvolved nodes (n=5) from breast cancer patients (including the 6 samples of fibroblasts previously analyzed), which were co-cultured with three breast cancer cell lines (MDAMB231, MDA-MB435 and MCF-7). Relative expression of MAP2K3, AKAP8L and CREG1, initially identified as differentially expressed in co-cultured fibroblasts upon cDNA microarray analysis, was determined by RT-PCR real time. AKAP8L and CREG1 expression in fibroblasts from involved or uninvolved nodes was not influenced by the presence of any of the three cell lines. MAP2K3 was over-expressed in fibroblasts from both involved and uninvolved nodes when co-cultured with MDA-MB231 cells, but not with MDA-MB435 or MCF-7 cells. Our results indicate that the gene expression profile of fibroblasts from involved and uninvolved lymph nodes are influenced by the presence of MDA-MB231. Some genes commonly regulated in fibroblasts from both involved and uninvolved nodes, as MAP2K3, may be involved in regional metastasis establishment.

As interações epitélio-mesênquima podem influenciar o desenvolvimento do tumor no sítio primário e no linfonodo comprometido de pacientes com câncer de mama. Nosso objetivo foi avaliar a taxa de proliferação e perfil gênico de fibroblastos de linfonodos comprometidos e não comprometidos obtidos de pacientes com câncer de mama e determinar a influência de células epiteliais mamárias normais (MCF10A) ou malignas (MDA-MB-231) na expressão gênica destes fibroblastos. Foram estabelecidas culturas primárias de fibroblastos de linfonodos (3 comprometidos e 3 não comprometidos) de 6 diferentes pacientes com câncer de mama e não houve diferença na taxa de proliferação destes fibroblastos. Co-culturas de células MCF10A ou MDA-MB-231 com fibroblastos, separadas fisicamente por membranas porosas, foram realizadas por 72 horas. O RNA total dos fibroblastos foi extraído, amplificado e o perfil gênico foi analisado usando-se uma lâmina de cDNA microarray. Fibroblastos de linfonodos comprometidos e não comprometidos apresentaram perfil gênico similar, pois apenas 13 genes foram modulados, sendo que maior expressão de PGBD3 e PTBP2 em fibroblastos de linfonodos comprometidos foi confirmada em ensaios de RT-PCR em tempo real. Em fibroblastos, a cocultura com células MCF10A alterou a expressão de maior número de genes que a co-cultura com células MDA-MB-231. Em fibroblastos originários de linfonodos não comprometidos mantidos em co-cultura com células MDA-MB-231 foram modulados 151 genes, em relação aos mesmos fibroblastos cultivados na ausência de células epiteliais, sendo que oito deles apresentaram variação de expressão superior a três vezes (BET1, ENTPD1, USP7, DAPK1, ERBB2 e NCF2). As células MDA-MB-231 modularam algumas vias de sinalização em fibroblastos não comprometidos, como vias do cálcio, insulina, hormônio liberador de gonadotrofina (GnRH) e da regulação do citoesqueleto de actina, mas o mesmo não ocorreu em fibroblastos de linfonodos comprometidos. Duzentos e quarenta e nove genes foram diferencialmente expressos em fibroblastos originários de linfonodos comprometidos mantidos em co-cultura com células MDA-MB-231 e quatro genes apresentaram variação superior a três vezes (ACLY, AXUD1, CLCN5 e PDE6D). Nestes fibroblastos, algumas funções biológicas foram reguladas apenas por influência da célula MDA-MB-231, entre as quais metabolismo de aminoácidos, excreção, transporte intra Golgi e regulação da forma celular. As vias de sinalização e funções biológicas reguladas em fibroblastos pela interação com células epiteliais malignas podem estar implicadas no desenvolvimento de metástases regionais no câncer de mama. / Tumor development may be influenced by epithelial-mesenchimal interactions in the primary site as well as in the involved lymph node from breast cancer patients. Our aim was to evaluate the proliferation rate and gene profile of fibroblasts obtained from involved and uninvolved lymph nodes from breast câncer patients and to determine the influence of normal (MCF10A) or malignant (MDA-MB-231) mammary epithelial cells on the gene expression of these fibroblasts. Primary culture from fibroblasts obtained from 3 involved and 3 uninvolved lymph nodes (ILF and NILF) from 6 different breast cancer patients was established and no difference in their proliferation rate was detected. These fibroblasts were co-cultured with MCF10A or MDA-MB-231 cells, physically separated by a porous membrane for 72 hours. Total RNA was extracted from the cells, amplified and the gene profile from fibroblasts cultured alone or with epithelial cells was analyzed by cDNA microarray slides. Fibroblasts from involved and uninvolved lymph nodes present a similar gene profile as only 13 genes were differentially expressed between them, including PGBD3 and PTBP2, which higher expression in fibroblasts from involved lymph nodes was confirmed by real time RT-PCR. In fibroblasts, more genes seem to be regulated upon co-cultured with MCF10A than with MDA-MB-231 cells. In fibroblasts from uninvolved lymph nodes co-cultured with MDA-MB-231 cells, 151 genes were modulated as compared with fibroblasts cultured alone, and eight of them, presented an expression variation superior to three times (BET1, ENTPD1, USP7, DAPK1, ERBB2 e NCF2). In these fibroblasts, MDA-MB-231 could modulate some signaling pathways as calcium, insulin, gonadotrophin releasing hormone (GnRH) and actin cytoskeleton regulation signaling pathways. Two hundred forty nine genes were differentially expressed by fibroblasts from involved lymph nodes co-cultured with MDA-MB-231 cells, four of which with an expression variation superior to three times (ACLY, AXUD1, CLCN5 e PDE6D). In the last condition, fibroblasts had some biological functions regulated upon MDA-MB-231 cells influence, among which amino acid metabolism, excretion, intra-Golgi transport and regulation of cell shape. Signaling pathways and biological functions regulated in fibroblasts after interaction with malignant epithelial cells might be implicated in the development of regional metastasis in breast cancer.

Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / The non-hematopoietic, stationary stromal cells located inside and surrounding skin-draining lymph nodes play a key role in regulating immune responses. We studied distinct populations of lymph node stromal cells from both human subjects and animal models in order to describe their phenotype and function. In the mouse model, we studied two distinct populations: an endothelial cell population expressing Ly51 and MHC-II, and an epithelial cell population expressing the epithelial adhesion molecule EpCAM. Analysis of intra-nodal and extra-nodal lymph node (CD45-) stromal cells through flow cytometry and qPCR provides a general phenotypic profile of the distinct populations. My research focused on the EpCAM+ epithelial cell population located in the fat pad surrounding the skin draining lymph nodes. The EpCAM+ population has been characterized by surface marker phenotype, anatomic location, and gene expression profile. This population demonstrates the ability to inhibit the activation and proliferation of both CD4 and CD8 T cells. This population may play a role in suppressing overactive inflammation and auto-reactive T cells that escaped thymic deletion. The other major arm of my project consisted of identifying a novel endothelial cell population in human lymph nodes. Freshly resected lymph nodes were processed into single cell suspensions and selected for non-hematopoietic CD45- stromal cells. The unique endothelial population expressing CD34 HLA-DR was then characterized and analyzed for anatomic position, surface marker expression, and gene profiles. Overall, these studies emphasize the importance of stationary lymph node stromal cells to our functioning immune systems, and may have clinical relevance to autoimmune diseases, inflammation, and bone marrow transplantation.