Medullary carcinoma (MC) of the colon is a rare and unique histologic subtype of colorectal cancer. It is commonly associated with deficient mismatch repair proteins and has a strong association with Lynch syndrome. Diagnosis is challenging as it does not have the usual immunohistochemical stains on pathology seen in colorectal adenocarcinoma. Here, we discuss an interesting case of MC of the colon that was metastatic on presentation and constituted a diagnostic challenge.

Os tratamentos convencionais para carcinoma medular de tireóide (CMT) metastático são insatisfatórios. Tanto a quimioterapia quanto a radioterapia são pouco eficazes para a doença avançada. Portanto, a terapia gênica é uma promissora opção. Trabalhos de construção de vetores plasmidiais ou adenovirais específicos para cultura de células de carcinoma medular de tireóide e/ou animais têm demonstrado resultados encorajadores, conseguindo significativa redução do tumor. O objetivo deste trabalho foi construir e avaliar a eficácia do plasmídio pTCPtkevIL-12 contendo o gene da timidina quinase (HSV-tk) e da interleucina 12 otimizada/evolved (evIL-12), ambos sob controle do promotor da calcitonina modificado (TCP), visando terapia gênica do CMT. A associação entre um gene ?suicida? (TK) e um gene imunomodulador (IL12) é sabidamente sinérgica, o que motivou o emprego destes dois genes no vetor terapêutico. Por melhoramento genético, obteve-se recentemente a IL-12 otimizada/evolved, com elevada capacidade em induzir resposta imune. O promotor TCP é mais forte e mais específico que o promotor de calcitonina natural , e já foi usado em diversos trabalhos em CMT. Para determinar a atividade biológica das interleucinas 12 (evIL-12 e mIL-12), os sobrenadantes das culturas de células TT transfectadas foram utilizados para avaliar proliferação linfocitária e estimulação de células dendríticas (DCs). As células TT (carcinoma medular humano de tireóide) foram transfectadas com o plasmídio pTCPtkevIL-12 ou pTCPmIL-12 (plasmídio com o gene da IL-12 murina, sob controle do promotor TCP). A proliferação linfocitária foi quantificada por citometria de fluxo e a diferenciação de linfócitos T para um padrão Th1 foi verificada através da dosagem de IFN-? e IL-4 por ELISA. A avaliação do perfil fenotípico das DCs, cultivadas com sobrenadante contendo mIL-12 ou evIL-12 durante a diferenciação, foi feita através de marcação com anticorpos das moléculas de membrana marcadoras de maturação CD80, CD83, CD86 e CD40, com leitura também por citometria de fluxo. Também foi avaliada e comprovada a capacidade do plasmídio pTCPevIL-12 de promover apoptose induzida pelo sistema suicida timidina quinase/ganciclovir, nas células TT transfectadas. Os experimentos de proliferação linfocitária verificaram que ambas IL-12 promoveram intensa proliferação linfocitária, em similar magnitude. A principal função da IL12, todavia, não é estimular proliferação linfocitária, mas sim, induzir fortemente diferenciação para Th1, fundamental para uma eficiente resposta anti-tumoral. Foi observado que ambas IL-12 proporcionaram forte resposta Th1. Porém, a evIL-12 mostrou-se superior à mIL-12 na diferenciação dos linfócitos T para o padrão Th1. Os experimentos que avaliaram a capacidade da IL-12 maturar DCs diferenciadas, mostraram um aumento na expressão de CD40 nas DCs sob estímulo de ambas IL-12, porém a expressão foi discretamente maior com evIL-12 que com mIL-12 . Não foi observada alteração na expressão das outras proteínas marcadoras de maturação (CD80, CD83, CD86). Comparando-se o sobrenadante das células TT transfectadas com o plasmídio pTCPtkevIL-12 antes e após adição de GCV, verificou-se que ele se tornou mais eficiente para induzir expressão de CD40 nas células dendríticas após a adição do GCV. O incremento de expressão de CD40 nas DCs após tratamento com GCV poderia explicar, ao menos em parte, o efeito anti-tumoral sinérgico observado com a expressão simultânea dos genes timidina quinase e IL-12, já descritos em estudos in vivo, na literatura. Considerando-se que a evIL-12 mostrou-se mais eficiente em promover diferenciação dos linfócitos T para padrão Th1 e em promover uma maturação/ativação de melhor qualidade das células dendríticas diferenciadas (maior expressão de CD40), poderia-se afirmar que esta IL- 12 é extremamente imunogênica, superior inclusive à IL-12 murina , a única utilizada até o momento em terapia gênica de CMT. Os resultados satisfatórios alcançados neste trabalho oferecem perspectivas de aplicação futura ao plasmídio terapêutico pTCPtkevIL-12 para uso em terapia gênica em CMT. O plasmídio poderia ser utilizado em aplicação intra-tumoral e em estimulação de células dendríticas. A vacinoterapia com células dendríticas estimuladas com sobrenadante de células TT transfectadas com pTCPtkevIL-12 e tratadas com ganciclovir, devido a elevada expressão de CD40, pode ser uma esperança de um tratamento mais eficaz das metástases do CMT. Diversos estudos afirmam haver uma correlação direta entre maior expressão de CD40 e maior regressão do tumor primário e das metástases. / Present treatments of advanced and metastatic medullary thyroid carcinoma (MTC) are unsatisfactory. Tissue-specific cancer gene therapy is a promising alternative approach. IL-12 gene is a good citokyne to be used in gene therapy because it appears to be the most effective immunomodulatory gene. Literature data shows synergism in the association of two antitumor methods: suicide gene thymidine kinase (HSV-tk) and interleukin genes; therefore, they should ideally be together in the vector. The evolved interleukin12, obtained by DNA shuffling, is believed to elicit more antitumoral immune response than the human IL-12. None of them has been tested in MTC, only the murine IL-12 has been employed in MTC gene therapy. To explore a more efficient multi-gene antitumor treatment, development and evaluation of a plasmid expressing both herpes simplex virus thymidine kinase type 1 (HSVtk) and evolved interleukin-12 (evIL-12) under the control of modified calcitonin promoter (TCP) were done in this study. TCP promoter is more specific and efficient than the natural calcitonin promoter CT/CGRP, and has already been used in several studies. To verify IL-12 biological activity, lymphocyte proliferation and dendritic cell stimulation after IL-12 were studied. TT cells (human MTC) were transfected by pTCPtkevIL-12 plasmid or by pTCPmIL-12 (plasmid containing murine IL-12 gene, under control of TCP promoter). Lymphocyte proliferation was analysed by flow cytometry, and Th1 response was assessed by IFN-? and IL-4 ELISA measurement. The phenothypic analysis of dendritic cells (DCs) by flow cytometry was based on the expression of the maturative surface markers CD80, CD83, CD86 and CD40. Also, plasmid pTCPtkevIL-12 ability to promote TT transfected cells apoptosis, through the suicide system HSV-tk/ganciclovir, was evaluated and confirmed. Both IL-12 elicited similar intense lymphocyte proliferation. Nevertheless, the main IL-12 function is not to stimulate lymphocyte proliferation but induce Th1 immune response, which is essential for efficient anti-tumour response. Both IL-12, showed great Th1 response; however fortunately, ev-IL12 was superior to mIL-12 in promoting T cell Th1 response. Flow cytometry analysis of DCs revealed significant higher expression of CD40 surface molecule after differentiated DCs were exposed to TT transfected cells, either with pTCPtkevIL-12 or pTCPmIL-12, supernatants. DCs stimulated with supernatants containing evIL-12 were 36.91% CD40+, whereas when stimulated by supernatants containing mIL-12 were 14.74% CD40+. The other maturative markers (CD80, CD83, CD86) remained with the same expression level. Moreover, TT pTCPtkevIL-12- transfected cells supernatants, showed a even higher ability of increasing CD40 expression in DCs after treatment with GCV. At least partially, this increase in dendritic cells CD40 expression could explain the synergism observed with the simultaneous expression of thymidine kinase and interleukin genes. Outstanding lymphocyte proliferation and dendritic cell stimulation were achieved by the evIL-12 secreted in the supernatants, confirming that this interleukin 12 is really very potent. The good results achieved by the present study justify further experiments with this therapeutic plasmid. It could be used intra-tumorally and to stimulate/mature dendritic cells. Vaccine with DCs stimulated by TT pTCPtkevIL-12-transfected cells after GCV treatment supernatants, due to higher CD40 expression, could be very suitable for the treatment of MTC metastasis. Several studies show better primary tumor and metastasis regression in the presence of high levels of CD40 expression.

Os tratamentos convencionais para carcinoma medular de tireóide (CMT) metastático são insatisfatórios. Tanto a quimioterapia quanto a radioterapia são pouco eficazes para a doença avançada. Portanto, a terapia gênica é uma promissora opção. Trabalhos de construção de vetores plasmidiais ou adenovirais específicos para cultura de células de carcinoma medular de tireóide e/ou animais têm demonstrado resultados encorajadores, conseguindo significativa redução do tumor. O objetivo deste trabalho foi construir e avaliar a eficácia do plasmídio pTCPtkevIL-12 contendo o gene da timidina quinase (HSV-tk) e da interleucina 12 otimizada/evolved (evIL-12), ambos sob controle do promotor da calcitonina modificado (TCP), visando terapia gênica do CMT. A associação entre um gene ?suicida? (TK) e um gene imunomodulador (IL12) é sabidamente sinérgica, o que motivou o emprego destes dois genes no vetor terapêutico. Por melhoramento genético, obteve-se recentemente a IL-12 otimizada/evolved, com elevada capacidade em induzir resposta imune. O promotor TCP é mais forte e mais específico que o promotor de calcitonina natural , e já foi usado em diversos trabalhos em CMT. Para determinar a atividade biológica das interleucinas 12 (evIL-12 e mIL-12), os sobrenadantes das culturas de células TT transfectadas foram utilizados para avaliar proliferação linfocitária e estimulação de células dendríticas (DCs). As células TT (carcinoma medular humano de tireóide) foram transfectadas com o plasmídio pTCPtkevIL-12 ou pTCPmIL-12 (plasmídio com o gene da IL-12 murina, sob controle do promotor TCP). A proliferação linfocitária foi quantificada por citometria de fluxo e a diferenciação de linfócitos T para um padrão Th1 foi verificada através da dosagem de IFN-? e IL-4 por ELISA. A avaliação do perfil fenotípico das DCs, cultivadas com sobrenadante contendo mIL-12 ou evIL-12 durante a diferenciação, foi feita através de marcação com anticorpos das moléculas de membrana marcadoras de maturação CD80, CD83, CD86 e CD40, com leitura também por citometria de fluxo. Também foi avaliada e comprovada a capacidade do plasmídio pTCPevIL-12 de promover apoptose induzida pelo sistema suicida timidina quinase/ganciclovir, nas células TT transfectadas. Os experimentos de proliferação linfocitária verificaram que ambas IL-12 promoveram intensa proliferação linfocitária, em similar magnitude. A principal função da IL12, todavia, não é estimular proliferação linfocitária, mas sim, induzir fortemente diferenciação para Th1, fundamental para uma eficiente resposta anti-tumoral. Foi observado que ambas IL-12 proporcionaram forte resposta Th1. Porém, a evIL-12 mostrou-se superior à mIL-12 na diferenciação dos linfócitos T para o padrão Th1. Os experimentos que avaliaram a capacidade da IL-12 maturar DCs diferenciadas, mostraram um aumento na expressão de CD40 nas DCs sob estímulo de ambas IL-12, porém a expressão foi discretamente maior com evIL-12 que com mIL-12 . Não foi observada alteração na expressão das outras proteínas marcadoras de maturação (CD80, CD83, CD86). Comparando-se o sobrenadante das células TT transfectadas com o plasmídio pTCPtkevIL-12 antes e após adição de GCV, verificou-se que ele se tornou mais eficiente para induzir expressão de CD40 nas células dendríticas após a adição do GCV. O incremento de expressão de CD40 nas DCs após tratamento com GCV poderia explicar, ao menos em parte, o efeito anti-tumoral sinérgico observado com a expressão simultânea dos genes timidina quinase e IL-12, já descritos em estudos in vivo, na literatura. Considerando-se que a evIL-12 mostrou-se mais eficiente em promover diferenciação dos linfócitos T para padrão Th1 e em promover uma maturação/ativação de melhor qualidade das células dendríticas diferenciadas (maior expressão de CD40), poderia-se afirmar que esta IL- 12 é extremamente imunogênica, superior inclusive à IL-12 murina , a única utilizada até o momento em terapia gênica de CMT. Os resultados satisfatórios alcançados neste trabalho oferecem perspectivas de aplicação futura ao plasmídio terapêutico pTCPtkevIL-12 para uso em terapia gênica em CMT. O plasmídio poderia ser utilizado em aplicação intra-tumoral e em estimulação de células dendríticas. A vacinoterapia com células dendríticas estimuladas com sobrenadante de células TT transfectadas com pTCPtkevIL-12 e tratadas com ganciclovir, devido a elevada expressão de CD40, pode ser uma esperança de um tratamento mais eficaz das metástases do CMT. Diversos estudos afirmam haver uma correlação direta entre maior expressão de CD40 e maior regressão do tumor primário e das metástases. / Present treatments of advanced and metastatic medullary thyroid carcinoma (MTC) are unsatisfactory. Tissue-specific cancer gene therapy is a promising alternative approach. IL-12 gene is a good citokyne to be used in gene therapy because it appears to be the most effective immunomodulatory gene. Literature data shows synergism in the association of two antitumor methods: suicide gene thymidine kinase (HSV-tk) and interleukin genes; therefore, they should ideally be together in the vector. The evolved interleukin12, obtained by DNA shuffling, is believed to elicit more antitumoral immune response than the human IL-12. None of them has been tested in MTC, only the murine IL-12 has been employed in MTC gene therapy. To explore a more efficient multi-gene antitumor treatment, development and evaluation of a plasmid expressing both herpes simplex virus thymidine kinase type 1 (HSVtk) and evolved interleukin-12 (evIL-12) under the control of modified calcitonin promoter (TCP) were done in this study. TCP promoter is more specific and efficient than the natural calcitonin promoter CT/CGRP, and has already been used in several studies. To verify IL-12 biological activity, lymphocyte proliferation and dendritic cell stimulation after IL-12 were studied. TT cells (human MTC) were transfected by pTCPtkevIL-12 plasmid or by pTCPmIL-12 (plasmid containing murine IL-12 gene, under control of TCP promoter). Lymphocyte proliferation was analysed by flow cytometry, and Th1 response was assessed by IFN-? and IL-4 ELISA measurement. The phenothypic analysis of dendritic cells (DCs) by flow cytometry was based on the expression of the maturative surface markers CD80, CD83, CD86 and CD40. Also, plasmid pTCPtkevIL-12 ability to promote TT transfected cells apoptosis, through the suicide system HSV-tk/ganciclovir, was evaluated and confirmed. Both IL-12 elicited similar intense lymphocyte proliferation. Nevertheless, the main IL-12 function is not to stimulate lymphocyte proliferation but induce Th1 immune response, which is essential for efficient anti-tumour response. Both IL-12, showed great Th1 response; however fortunately, ev-IL12 was superior to mIL-12 in promoting T cell Th1 response. Flow cytometry analysis of DCs revealed significant higher expression of CD40 surface molecule after differentiated DCs were exposed to TT transfected cells, either with pTCPtkevIL-12 or pTCPmIL-12, supernatants. DCs stimulated with supernatants containing evIL-12 were 36.91% CD40+, whereas when stimulated by supernatants containing mIL-12 were 14.74% CD40+. The other maturative markers (CD80, CD83, CD86) remained with the same expression level. Moreover, TT pTCPtkevIL-12- transfected cells supernatants, showed a even higher ability of increasing CD40 expression in DCs after treatment with GCV. At least partially, this increase in dendritic cells CD40 expression could explain the synergism observed with the simultaneous expression of thymidine kinase and interleukin genes. Outstanding lymphocyte proliferation and dendritic cell stimulation were achieved by the evIL-12 secreted in the supernatants, confirming that this interleukin 12 is really very potent. The good results achieved by the present study justify further experiments with this therapeutic plasmid. It could be used intra-tumorally and to stimulate/mature dendritic cells. Vaccine with DCs stimulated by TT pTCPtkevIL-12-transfected cells after GCV treatment supernatants, due to higher CD40 expression, could be very suitable for the treatment of MTC metastasis. Several studies show better primary tumor and metastasis regression in the presence of high levels of CD40 expression.

Diss. (sammanfattning) Stockholm : Karolinska institutet, 2007. / Härtill 4 uppsatser.

A neoplasia endócrina múltipla tipo 2 (NEM-2) é uma síndrome tumoral herdada por mutações germinativas no proto-oncogene RET (RET) e transmitida por herança autossômica dominante. Atualmente, a indicação de tireoidectomia total preventiva é recomendada a indivíduos portadores de mutações no RET. Analisamos a aplicação do método Eletroforese em Gel Sensível à Conformação (CSGE) no rastreamento de mutações hot-spots do RET. Sete famílias com NEM-2 foram rastreadas pelo CSGE, seqüenciamento gênico e análise do Polimorfismo Conformacional de Cadeia Simples (SSCP). Usando o CSGE e SSCP, identificamos cinco das seis (83,3%) mutações verificadas pelo seqüenciamento: Cys620Arg, Cys634Arg, Cys634Tyr, Val648Ile e Met918Thr. Foram analisados 128 amplicons englobando mutações hot-spots do RET e 116 dentre 128 (90.6%) concordaram com o seqüenciamento genético. Os polimorfismos 691 e 769 também foram documentados pelo CSGE e SSCP. Os dados obtidos por CSGE e SSCP foram totalmente (100%) concordantes. O CSGE revelou ser metodologia sensível, rápida, fácil de ser executada e de baixo custo na detecção de mutações nos códons 620, 634, 648, e 918, as quais constituem grande maioria (~95%) dos pacientes com NEM-2. Quanto à mutação Val804Met (prevalência na população inferior a 3%), o método necessita ser otimizado. Concluímos que o CSGE é uma metodologia efetiva para o rastreamento de mutações que mais freqüentemente ocorrem no RET como causadora de NEM-2. / Multiple endocrine neoplasia type 2 (MEN2) is an autosomal dominant inherited tumor syndrome caused by activating germline mutations in RET proto-oncogene (RET). Presently, the prophylactic total thyroidectomy is recommended to all RET mutations carriers. Here we tested the Conformation Sensitive Gel Electrophoresis (CSGE) as a screening method for the RET hot-spot mutations. Seven MEN2 families were studied by CSGE, as well as by Single Strand Conformational Polymorphism (SSCP) and direct sequencing analysis. Using CSGE and SSCP, we were able to detect five out of the six (83.3%) RET mutations verified by direct sequencing analysis: Cys620Arg, Cys634Arg, Cys634Tyr, Val648Ile and Met918Thr. RET polymorphisms 691 and 769 were verified by CSGE and SSCP. In our sample, data obtained using CSGE were fully concordant (100%) with SSCP findings. Thus, CSGE showed to be a sensitive, fast, low-cost, and ease procedure to detect RET mutations in codons 620, 634, 648, and 918 which are reported as the most prevalent RET variants (~95%) in large MEN2 series. As to the Val804Met mutation (prevalence in the population lower than 3%), this method still needs to be optimized. We concluded that CSGE is an effective screening method for the most frequent RET hot-spot disease-causing mutations.

A neoplasia endócrina múltipla tipo 2 (NEM-2) é uma síndrome tumoral herdada por mutações germinativas no proto-oncogene RET (RET) e transmitida por herança autossômica dominante. Atualmente, a indicação de tireoidectomia total preventiva é recomendada a indivíduos portadores de mutações no RET. Analisamos a aplicação do método Eletroforese em Gel Sensível à Conformação (CSGE) no rastreamento de mutações hot-spots do RET. Sete famílias com NEM-2 foram rastreadas pelo CSGE, seqüenciamento gênico e análise do Polimorfismo Conformacional de Cadeia Simples (SSCP). Usando o CSGE e SSCP, identificamos cinco das seis (83,3%) mutações verificadas pelo seqüenciamento: Cys620Arg, Cys634Arg, Cys634Tyr, Val648Ile e Met918Thr. Foram analisados 128 amplicons englobando mutações hot-spots do RET e 116 dentre 128 (90.6%) concordaram com o seqüenciamento genético. Os polimorfismos 691 e 769 também foram documentados pelo CSGE e SSCP. Os dados obtidos por CSGE e SSCP foram totalmente (100%) concordantes. O CSGE revelou ser metodologia sensível, rápida, fácil de ser executada e de baixo custo na detecção de mutações nos códons 620, 634, 648, e 918, as quais constituem grande maioria (~95%) dos pacientes com NEM-2. Quanto à mutação Val804Met (prevalência na população inferior a 3%), o método necessita ser otimizado. Concluímos que o CSGE é uma metodologia efetiva para o rastreamento de mutações que mais freqüentemente ocorrem no RET como causadora de NEM-2. / Multiple endocrine neoplasia type 2 (MEN2) is an autosomal dominant inherited tumor syndrome caused by activating germline mutations in RET proto-oncogene (RET). Presently, the prophylactic total thyroidectomy is recommended to all RET mutations carriers. Here we tested the Conformation Sensitive Gel Electrophoresis (CSGE) as a screening method for the RET hot-spot mutations. Seven MEN2 families were studied by CSGE, as well as by Single Strand Conformational Polymorphism (SSCP) and direct sequencing analysis. Using CSGE and SSCP, we were able to detect five out of the six (83.3%) RET mutations verified by direct sequencing analysis: Cys620Arg, Cys634Arg, Cys634Tyr, Val648Ile and Met918Thr. RET polymorphisms 691 and 769 were verified by CSGE and SSCP. In our sample, data obtained using CSGE were fully concordant (100%) with SSCP findings. Thus, CSGE showed to be a sensitive, fast, low-cost, and ease procedure to detect RET mutations in codons 620, 634, 648, and 918 which are reported as the most prevalent RET variants (~95%) in large MEN2 series. As to the Val804Met mutation (prevalence in the population lower than 3%), this method still needs to be optimized. We concluded that CSGE is an effective screening method for the most frequent RET hot-spot disease-causing mutations.