NKG2D (Natural Killer Group 2, type D) es un receptor de activación de las células Natural Killer de sangre periférica (NK), uterinas (uNK) y TCD8+ humanos. Son ligandos de NKG2D (NKG2DL), las proteínas relacionadas con la cadena alfa del complejo principal de histocompatibilidad de clase I A y B (MICA y MICB) y las proteínas de unión a UL16 (ULBPs). Se han descrito variados mecanismos relacionados con la evasión tumoral y con la tolerancia fetal que involucran el control de la síntesis de los NKG2DL, los cuales se expresan principalmente en la superficie de células diana en situaciones de estrés, infección intracelular o transformación maligna. Hay antecedentes que indican que la sobreexpresión de moléculas chaperonas puede alterar el nivel de expresión en la superficie celular de proteínas de membrana, como también algunas citoquinas pueden reducir la expresión de los NKG2DL. Se postula que Calreticulina (CRT) se asocia con las moléculas MICA en células de trofoblasto y en melanoma maligno y que la expresión de los ligandos MICA está influenciada por la Interleuquina 10 (IL-10) en melanoma maligno. Mediante análisis histológicos y microscopía confocal se determinó la superposición de MICA y MICB con calreticulina, calnexina y Erp57. Además, se detectó co-inmunoprecipitación de CRT y MICA. Ambos estudios realizados en cultivos celulares de trofoblasto humano de primer trimestre y en líneas de melanoma maligno humano. Sin embargo no se detectó interacción directa entre CRT-MICA recombinantes mediante análisis de afinidad por BIAcore. Se analizó la expresión de NKG2DL y la relevancia funcional en líneas celulares humanas de melanoma en respuesta al estímulo con Interleuquina 10. Se utilizaron líneas de células malignas del melanoma tratadas con IL-10 para analizar MICA/B mediante qRT-PCR y citometría de flujo. Se demostró que IL-10 disminuye la expresión en la superficie de células de melanoma de MICA, pero no MICB. También se indicó que la regulación de MICA se produce a nivel de mRNA, de forma dosis dependiente tanto de citoquina humana recombinante como de la variante viral de la IL-10. Este estudio reveló además que la disminución la MICA por IL-10 conduce a la reducción de la lisis mediada por células citotóxicas in vitro. Esta tesis contribuye al conocimiento de las moléculas responsables del plegamiento y retención intracelular de los NKG2DL, así como al papel de la IL-10 en la expresión de NKG2DL, ambos mecanismos propios de la evasión inmune tumoral y de la tolerancia fetal.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-graduação em Biologia Animal, 2014. / Submitted by Laura Conceição (laurinha.to@gmail.com) on 2014-11-20T17:10:58Z No. of bitstreams: 1 2014_VictoriaMonge-Fuentes.pdf: 23020579 bytes, checksum: a66067c217cb35530ce2a94f3ce20d91 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-11-24T13:31:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_VictoriaMonge-Fuentes.pdf: 23020579 bytes, checksum: a66067c217cb35530ce2a94f3ce20d91 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-24T13:31:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_VictoriaMonge-Fuentes.pdf: 23020579 bytes, checksum: a66067c217cb35530ce2a94f3ce20d91 (MD5) / O melanoma é um tipo de câncer de pele que tem origem nos melanócitos. Embora o melanoma seja responsável por apenas 4% de todos os tipos de câncer de pele, ele é o mais agressivo, uma vez que possui um alto potencial metastático, causando a morte de 80% dospacientes portadores dessa doença. Perante a necessidade de desenvolver terapias maiseficazes, estudos propõem a Terapia Fotodinâmica (TFD) como uma promissora modalidade terapêutica que utiliza três elementos essenciais: um fotossensibilizante (FS), luz em um comprimento de onda específico e oxigênio, reagindo conjuntamente para produzir espécies reativas de oxigênio que em última instância causam a morte celular das células e tecidosalvo. Considerando as propriedades terapêuticas e o potencial fotoquímico do óleo de açaí, este foi usado como fotossensibilizante. Porém, a sua natureza hidrofóbica dificulta sua aplicação biológica, portanto foi usada uma abordagem nanotecnológica para permitir seu uso no tratamento contra o câncer. No presente trabalho objetivou-se desenvolver uma nanoemulsão contendo gotículas de óleo de açaí (NanoA) como fotossensibilizante para investigar os efeitos da TFD in vitro e in vivo no tratamento do melanoma. Uma vez preparada a NanoA, foi feita a sua caracterização físico-química, fotofísica e fotoquímica. A irradiação (λ=660) do óleo de açaí livre e em nanoemulsão mostrou que ambos possuem capacidade de geração de espécies reativas de oxigênio, comprovando a sua atividade fotoquímica. A caracterização físico-química da NanoA mostrou um diâmetro hidrodinâmico médio de 117,5 nm para cada nanogotícula, índice de polidispersão de 0,144 e potencial zeta de -0,536 mV, evidenciando características desejáveis para seu uso biológico. Os espectros de absorbância e de fluorescência apontaram que a NanoA apresenta pico de absorção em 666 nm (região do vermelho) e de emissão em 670 nm. Microscopia eletrônica de transmissão mostrou gotículas com diâmetro médio de 74 nm, morfologia esférica e baixa polidispersão. Para os testes in vitro foram utilizadas duas linhagens celulares imortalizadas: NIH/3T3 (fibroblasto murino não tumoral) e B16F10 (melanoma murino). Em ensaios de citotoxicidade sem irradiação, utilizaram-se diversas concentrações da NanoA, com vários tempos de exposição, com o objetivo de identificar as condições que inibem 10% da viabilidade (CC10) de células não tumorais, mostrando uma CC10 equivalente a 617,00 μg/mL pelo tempo de exposição de 15 minutos. Citotoxicidade sem irradiação, avaliada por ensaio colorimétrico de MTT, foi tempo e dose dependente. Para testar os efeitos da TFD, as células foram expostas à NanoA na concentração de 617,00 μg/mL por 15 minutos e irradiadas com as fluências de 12,9 J/cm2, 25,9 J/cm2 e 51,8 J/cm2. Resultados mostraram que as células tumorais tratadas com NanoA na concentração de 617,00 μg/mL e irradiadas com fluência de 25,9 J/cm2 apresentaram as menores porcentagens de viabilidade (15%), enquanto que as células não tumorais sob as mesmas condições mantiveram uma viabilidade de 70%. Análises de citometria de fluxo determinaram que a maioria das células que perderam a sua viabilidade devido ao tratamento com TFD mostraram dupla marcação, com anexina V e iodeto de propídeo, indicando possível morte por apoptose tardia/necrose, dado corroborado pela externalização da fosfatidilserina e pelas mudanças de tamanho e granulosidade observadas. Experimentos in vivo em camundongos C57BL/6 mostraram que a TFD aplicada cinco vezes com concentração de NanoA de 50 mg/mL e fluência de 25,9 J/cm2 teve redução do volume tumoral dos animais equivalente a 82%, mostrando grandes áreas de necrose no tecido tumoral, quando comparado com o volume tumoral e histopatologia dos animais do grupo controle com tumor. Diante do exposto, o óleo de açaí contido na NanoA apresentou características fotofísicas, fotoquímicas e físico-químicas favoráveis para o seu uso como FS para a TFD com aplicação em sistemas biológicos. O tratamento com TFD in vitro mostrou uma redução de 85% na viabilidade celular das células de melanoma, enquanto manteve uma alta viabilidade (70%) das células normais, e no caso de camundongos com tumor tratados com TFD foi observada uma redução de 82% no volumen tumoral, mostrando a eficácia in vivo do tratamento investigado. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Melanoma is a type of skin cancer that originates in the melanocytes. Even though melanoma accounts for only 4% of all dermatologic cancers, it remains responsible for 80% of deaths from skin cancer due to its high metastatic potential. Regarding this, there is the need to develop new and more efficient types of therapies. Photodynamic Therapy (PDT) is a promising new cancer treatment that makes use of three essential elements: photosensitizer (PS), light of a particular wavelength, and oxygen, which react ultimately causing cell death. Considering the therapeutic properties and photochemical potential already described in other studies, açaí oil was explored as a PS for PDT. However, high hydrophobicity characteristic of açaí oil difficults its efficient biological application. For this reason, nanotechnological solutions were explored, incorporating açaí oil in nanoemulsions (NanoA) to be used along with PDT for in vitro and in vivo melanoma treatment. Once the NanoA was formulated, we proceeded to its physicochemical, photophysical and photochemical characterization. Free and nano-incorporated açaí oil were irradiated (λ=660) showing their capacity to generate singlet oxygen, proving their photochemical activity. NanoA physicochemical characterization showed an average hydrodynamic diameter of 117.5 nm, polydispersity index of 0.144 and zeta potential of -0.536 mV, exhibiting desirable characteristics for its biological application. Absorbance and fluorescence spectra showed absorbance peak at 666 nm (red region of spectrum) and emission at 670 nm. Transmission electron microscopy showed spherical and similar sized nanodroplets (average diameter of 74 nm), confirming low polydispersity. In vitro tests were performed using two immortalized cell lines: NIH/3T3 (normal murine fibroblast) and B16F10 (murine melanoma). Dark cytotoxicity studies used several NanoA concentrations with different exposition times in order to determine the concentration that kills only 10% (CC10) of normal cells. Results revealed CC10 equivalent to 617 μg/mL when exposed for 15 minutes. Cytotoxity in the dark evaluated by colorimetric MTT assay was a time and concentration dependent event. In order to test PDT in vitro, cells were exposed to NanoA in the concentration of 617 μg/mL for 15 minutes and then irradiated with fluence values of 12.9 J/cm2, 25.9 J/cm2 and 51.8 J/cm2. MTT results revealed that melanoma cells treated with 617 μg/mL and irradiated with 25.9 J/cm2 presented viability results of 15%, while normal cells treated under the same conditions mantained a 70% viability. Flow cytometry results showed that most cells that lost their viability due to PDT treatment were double marked by annexin V and propidium iodide, event that occurs when cells die by late apoptosis/necrosis. This was evidenced by externalization of phosphatidylserine and morphological changes in cell size and granulosity as seen by light scatter flow cytometry. In vivo experiments with C57BL/6 mice showed that tumor bearing animals treated five times by PDT with NanoA concentration of 50 mg/mL and fluence of 25.9 J/cm2 showed a tumor volume reduction of 82% with considerable number of necrotic areas in tumor tissue, in comparison to animals in control group. Overall, açaí oil in NanoA presented favorable photophysical, photochemical, and physico-chemical, characteristics for its use as PS for PDT with application in biological systems. PDT treatment with NanoA in melanoma cells showed an 85% cell viability reduction, while maintaining normal cell viability high (70%), and an 82% tumor volume reduction in tumor bearing mice treated with PDT, proving the in vivo efficacy of the investigated treatment.

Introdução: O melanoma cutâneo representa apenas 4% dos tumores cutâneos, porém é responsável por 79% das mortes por câncer de pele. Alguns sintomas estão diretamente relacionados à tensão psicológica e à qualidade de vida dos pacientes, o que reforça a necessidade de avaliar a qualidade de vida em todas fases da doença, a fim de predizer o curso do tratamento e até mesmo a sobrevida dos pacientes. Objetivo: Avaliar a QoL dos pacientes diagnosticados com melanoma, em seguimento no Serviço de Dermatologia do Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA), através da aplicação de um questionário (FACT-G). Avaliar a relação dos índices de QoL com fatores relacionados aos aspectos sociais dos pacientes e fatores relacionados ao tumor. Método: Estudo descritivo, transversal que incluiu todos os pacientes em seguimento no Serviço de Dermatologia do HCPA entre julho e dezembro de 2006. O questionário utilizado foi o FACT-G devidamente validado e traduzido para o português. Os escores variavam de 0 a 108 e as perguntas foram subdivididas em 4 domínios: físico, social/familiar, emocional e funcional. As variáveis estudadas foram: gênero, idade, escolaridade, estado civil, ocupação, tempo do diagnóstico, espessura de Breslow, nível de Clark, forma clínica, a presença de metástase/recorrência e a presença de história familiar. Resultados: 60 pacientes foram incluídos no estudo: 24 homens e 36 mulheres. As mulheres e homens obtiveram escores semelhantes, 79.7 e 78.3 pontos, respectivamente. A idade média foi de 55.6 anos. A contagem máxima foi de 98 pontos e a mínima, 23. As idades dos pacientes tiveram uma correlação baixa com o QoL. A profissão do paciente não foi associada com a mudança nos escores do questionário. O nível de escolaridade até primeiro grau apresentou um diminuição dos escores quando levado em consideração a diferença mínima importante para o questionário FACT-G. A localização, o tipo clínico, espessura de Breslow e o nível de Clark não foram estatisticamente significativos no estudo. Os pacientes com história familiar de melanoma apresentaram maiores escores de qualidade de vida em 3 das 4 categorias avaliadas; o bem-estar físico, emocional e funcional (P<0.01). Pacientes casados mostraram melhor qualidade de vida (82.42) que os solteiros (70,28), P<0.01. Os pacientes com metástase obtiveram uma menor pontuação no questionário no domínio bem-estar funcional. Conclusões: Os fatores relacionados ao tumor, assim como sexo, idade, situação de emprego não foram preditores de QoL na amostra. Pacientes com metástases apresentaram pior QoL no domínio bem estar funcional. Pacientes casados têm mais conforto e apoio emocional para lidar com o diagnóstico de melanoma. Os pacientes com história familiar de melanoma tiveram diferenças significativas em seus escores quando comparados com pacientes sem história familiar. A baixa escolaridade se relacionou com uma pior QoL. / Introduction: Cutaneous melanoma (CM) is responsible for only 4% of the skin cancers, but it causes more than 79% of the deaths by these diseases. Some symptoms are directly related to psychological stress and low quality of life in the patients, which emphasizes the necessity of a quality of life (QoL) evaluation in all phases of the disease. That can also predict the course of the treatment and even the survival rate of the patients. This study evaluated the QoL of a sample of patients with melanoma, during their follow-up at the Department of Dermatology of Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA), throughout the application of a questionnaire (FACT-G), to evaluate the differences in the QoL according to the staging of the tumor, gender, time of diagnosis, affected part of the body, instruction level, marital and professional status. Methods: A descriptive and transversal study was undertaken with patients with CM from July to December, 2006. The used questionnaire was the FACT-G (Functional Assessment Cancer Therapy - General), version 4.0, already validated and translated into Portuguese. Its scores ranges from 0 to 108 and the questions are divided into 4 domains: physical, social/family, emotional and functional well-being. The studied variables were: gender, age, level of study, marital status, occupation, time of the diagnosis, Breslow thickness, Clark´s level, clinical type, the presence of metastasis, familial history, and the recurrence of the lesions. Results: 60 patients were included in the study: 24 men and 36 women. The mean age was 55,6 years. Women and men had similar QoL scores: 79,7 and 78,3, respectively. The maximum score was 98 points and the minimum was 23. The patients’ ages had a low correlation with the QoL. The occupation of the patient was not related with the scores of the questionnaire. The low instruction level was related with a worse score when it was considered the Minimal Important Difference for the questionnaire FACT-G. The localization, clinical type, Breslow thickness and Clark’s level were not statistically significant in the study. Patients with familial history of melanoma had better scores (P<0.01). Married patients showed better scores (82,42) than single ones (70,28), P<0.01. Patients with metastasis had statistically different scores in the “functional” category compared to non-metastasis patients. Conclusions: The factors related to the tumor, as well as gender, age, occupation were not predictors of QoL in the sample. Patients with metastasis showed worse QoL in functional well being. Married patients had more comfort and emotional support to deal with the diagnosis of melanoma. Patients with a family history of melanoma were significant differences in their scores when compared with patients without a family history. The low education level was related to a worse QoL.

Introdução: A incidência do melanoma cutâneo (MC) está crescendo mais rapidamente que a de qualquer outro câncer. Devido ao seu potencial para metástases e à falta de terapias efetivas para a maioria dos pacientes em estágio avançado, o diagnóstico precoce do MC é crucial. Alguns dos fatores prognósticos mais importantes no MC são a espessura de Breslow e a presença de metástase linfonodal. O Tecnécio-99m-sestamibi (MIBI) é um radiofármaco usado rotineiramente em cintilografias miocárdicas e tem conhecidas propriedades para detecção de tumores malignos, incluindo câncer de mama, tumores cerebrais e melanomas primários e metastáticos. Objetivo: Avaliar a correlação entre a espessura de Breslow e a intensidade da captação de MIBI (IC-MIBI) em lesões primárias de MC. Métodos: Foram selecionados pacientes com lesões clinica e dermatoscopicamente suspeitas de MC. Os pacientes receberam uma injeção intravenosa de 740 – 1110 MBq (20 mCi) de MIBI. Após 10 minutos, o equipamento gamma-probe foi usado para detectar a IC-MIBI na lesão cutânea e em 2 pontos equidistantes na pele normal. A razão entre as contagens radioativas na lesão e a média da pele normal foi considerada a IC-MIBI. A seguir, pacientes realizaram SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) do local da lesão e da região linfonodal correspondente. Exérese da lesão cutânea e exame anatomopatológico foram então realizados. Pacientes portadores de lesões com Breslow > 1 mm ou < 1mm com ulceração/regressão espontânea realizaram biópsia do linfonodo sentinela. Resultados: Dezesseis pacientes com 20 lesões foram estudados (8 homens, 8 mulheres, de 34 – 81 anos, média 61 anos). Quatorze lesões eram melanomas e 6 eram nevos melanocíticos (NM). Cinco lesões eram melanomas in situ. A média da espessura de Breslow foi de 0,45 mm (variação: 0,30 – 14,90 mm). A média da IC-MIBI foi 1,54 (±0.58) contagens radioativas nos MC e 1,04 (±0.10) nos NM (P = 0.007). Houve forte correlação positiva entre a IC-MIBI e a espessura de Breslow (rs = 0.74, P= 0.003). Analisando as lesões em categorias de Breslow, houve diferença estatisticamente significativa (P < 0.001) entre as lesões com Breslow < 1mm (IC-MIBI = 1.23 ± 0.28 contagens radioativas) e Breslow > 1 mm (IC-MIBI = 2.32 ± 0.32 contagens radioativas). Nenhum dos NM apareceu nas imagens de SPECT. Dos MC, 4 lesões, que apresentavam Breslow > 1mm, apareceram nas imagens de SPECT. Conclusão: Neste estudo, embora tenha demonstrado uma diferença significativa entre melanomas finos (< 1mm) e espessos (> 1mm), a IC-MIBI no local da lesão não foi diferente entre NM e melanomas finos ou in situ. Por isso, MIBI parece ser útil principalmente em melanomas espessos, o que também foi confirmado pela positividade do SPECT apenas nestes casos. Entretanto, a possibilidade de correlacionar a IC-MIBI com categorias de Breslow pode facilitar os procedimentos cirúrgicos, permitindo a remoção de melanomas com margens cirúrgicas adequadas e a realização ou não de biópsia de linfonodo sentinela em um mesmo momento cirúrgico, reduzindo morbidade e custos. / Introduction: Given its propensity to metastasize, and lack of effective therapies for most patients with advanced disease, early detection of melanoma is a clinical imperative. The most important prognostic factors are Breslow thickness and nodal metastases. Technetium-99m-sestamibi (MIBI) is a radiopharmaceutical used routinely for cardiologic scintigraphy and has also well-known tumor-seeking properties. It has been used successfully to detect various tumors, including breast cancer, brain tumors, and primary and metastatic melanoma. Objetive: This study has been designed in order to evaluate the correlation between Breslow thickness and MIBI uptake by primary CM lesions. Methods: Patients were recruited by a dermatologist on the grounds of a clinically and dermoscopically suspicious melanocytic lesion. Patients received intravenous injection of 740 – 1110 MBq (20 mCi) of MIBI. After 10 minutes, gamma-probe was used to detect the intensity of MIBI uptake by the cutaneous lesion and at two equidistant points on normal skin. The ratio number of radioactive counts at cutaneous lesion / mean of radioactive counts at normal skin was considered to determinate the MIBI uptake intensity (MIBI-UI). Then, SPECT imaging of the lesion site and respective lymph node region was obtained. After scintigraphy, exeresis of the cutaneous lesion and histological analysis were performed. Lesions with Breslow thickness > 1 mm or < 1 mm with ulceration/spontaneous regression underwent sentinel lymph node biopsy. Results: Sixteen patients with 20 lesions were investigated (8 males, 8 females, age range 34 – 81 years, mean 61 years). Fourteen lesions were CM and 6 were melanocytic nevi (MN). Five lesions were melanoma in situ. Breslow thickness median was 0.45 mm (range 0.30 - 14,9 mm). The mean MIBI-UI was 1.54 (±0.58) radioactive counts in CM and 1.04 (±0.10) radioactive counts in MN (P = 0.007). There was strong positive correlation between MIBI-UI and Breslow thickness (rs = 0.74, P= 0.003). Grouping the lesions on Breslow categories, there was a statistically significant difference (P < 0.001) between lesions with Breslow thickness < 1 mm (MIBI-UI = 1.23 ± 0.28 radioactive counts) and Breslow thickness > 1 mm (MIBI-UI = 2.32 ± 0.32 radioactive counts). None of the MN appeared at SPECT images. Of melanomas, 4 (28,6%) were SPECT positive at cutaneous site. All those were Breslow thickness > 1 mm. Conclusion: On this study, although there is a significant difference between thin (< 1 mm) and thick (> 1 mm) melanomas, MIBI intensity at the lesion site is not different between benign nevus and in situ or thin melanomas. Then, MIBI seems to be useful mainly in thick melanomas, as also confirmed by the positivity of the SPECT image only in these cases. However, the possibility of correlating MIBI uptake intensity with Breslow categories may facilitate surgical procedures, allowing to remove melanomas with appropriated surgical margins and to perform or not sentinel lymph node biopsy in the same surgical time, reducing morbidity and cost.

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-05-22T18:55:44Z No. of bitstreams: 3 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_Parcial (Cap. 1-4) - Gleyce Jobim.pdf: 2210980 bytes, checksum: 9e8c7525474f1ea2b8e5a9f527b325cb (MD5) Reprodução Não Autorizada.pdf: 47716 bytes, checksum: 0353d988c60b584cfc9978721c498a11 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-05-22T18:56:02Z (GMT) No. of bitstreams: 3 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_Parcial (Cap. 1-4) - Gleyce Jobim.pdf: 2210980 bytes, checksum: 9e8c7525474f1ea2b8e5a9f527b325cb (MD5) Reprodução Não Autorizada.pdf: 47716 bytes, checksum: 0353d988c60b584cfc9978721c498a11 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-22T18:56:02Z (GMT). No. of bitstreams: 3 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_Parcial (Cap. 1-4) - Gleyce Jobim.pdf: 2210980 bytes, checksum: 9e8c7525474f1ea2b8e5a9f527b325cb (MD5) Reprodução Não Autorizada.pdf: 47716 bytes, checksum: 0353d988c60b584cfc9978721c498a11 (MD5) Previous issue date: 2017-04-28 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / Unlike most other tumors, the incidence of malignant cutaneous melanoma has increased in the last 30 years. This is responsable for 75% of skin cancer deaths. Many molecular pathways involved in melanomogenesis have already been identified. However, there is still no chemotherapy protocol that guarantees long-term life expectancy. Nitrostyrene compounds are related to antitumor activities since 1975, however, there are no reports of this efficacy on melanoma. In vitro and in vivo antineoplastic effects of the synthetic nitrostyrene derivative 4-chloro-1-nitro-2-phenylethene (7E) were tested in several cell lineages, especially melanoma (SK-Mel-3 and B16F10). Cell viability was assessed by the Alamar Blue® test. Cell cycle, apoptosis, reactive oxygen species (ROS) and mitochondrial depolarization were evaluated by flow cytometry. Caspases 9 and 3, JNK, p38, Bcl-2 and ERK expressions were determined by western blotting. We performed the murine melanoma model to verify the efficacy and toxicity in vivo. Our observations indicate that 7E is cytotoxic to several neoplastic lines, especially melanoma, IC50 of 3.13 μg/mL in SK-Mel-3 and 1.48 μg/mL in B16F10. We found out that 7E increased the level of intracellular reactive oxigen and nitrogen species (ROS/RNS). Furthermore, it increased expression of JNK, p38 and ERK, and reduced expression of Bcl-2. This leads to mitochondrial depolarization, possibly permeabilization of the outer membrane of the mitochondria and the release of cytotoxic proteins (DIABLO / Smac, AIF, ENDOG and CYTC), and the activation of caspase-9 and caspase-3, resulting in apoptotic cell death. The effects of 7E are antagonized by antioxidant pretreatment, confirming the unequivocal importance of increased ROS/RNS in this process. 7E also suppressed in vivo tumor growth by up to 47.8% under the tested conditions. The systemic toxic effect investigation revealed few significant alterations, highlighting the increase of serum urea biochemical dosage. There were no relevant changes in body mass, organ mass and haematological parameters. Tumor histology revealed necrosis and inflammation with microabcess areas, as well as invasion of adipose tissue with phagocytic reaction in animals treated with 7E. Animals treated with 7E had moderate hepatic alterations including necrosis, degeneration and congestion, renal alterations such as focal congestion, hemorrhage and glomerular sclerosis, reduction of the occurrence of pulmonary metastasis and maintenance of the architecture and normal cardiac morphology. Our findings suggest that 7E may have the potential to be further developed as an anticancer compound, especially for melanoma. / Diferente da maioria dos outros tumores, a incidência de melanoma cutâneo maligno vem aumentando nos últimos 30 anos. Esse subtipo de neoplasia é responsável por 75% das mortes por câncer de pele. Muitas vias moleculares envolvidas na melanomogênese já foram identificadas. No entanto, ainda não há um protocolo quimioterápico que garanta expectativa de vida a longo prazo. Compostos nitroestirenos são relacionados a atividades antitumorais desde 1975, no entanto, não há relatos dessa eficácia sobre o melanoma. A atividade antineoplásica in vitro e in vivo do derivado nitroestireno sintético 4-cloro-1-nitro-2-fenileteno (7E) foi testada em diversas linhagens celulares, com destaque para as de melanoma (SK-MEL-3 e B16F10). A viabilidade celular foi avaliada pelo teste de Alamar Blue®. Ciclo celular, apoptose, acúmulo de espécies reativas de oxigênio e despolarização mitocondrial foram avaliadas por citometria de fluxo. A expressão de caspases 9 e 3, JNK, p38, Bcl-2 e ERK foram determinadas por western blotting. E a eficácia e toxicidade in vivo foram verificadas em modelo de melanoma murino. Nossas observações experimentais indicam que o composto 7E é citotóxico sobre diversas linhagens neoplásicas, sobretudo as de melanoma, com CI50 de 3,13 μg/mL em SK-MEL-3 e 1,48 em B16F10. O composto induz ao acúmulo de espécies reativas de oxigênio e nitrogênio (EROs/ERNs), causando aumento da expressão de JNK, p38 e ERK e redução da expressão de Bcl-2. Isso leva à despolarização mitocondrial, provável permeabilização da membrana externa da mitocôndria e liberação de proteínas citotóxicas (DIABLO/Smac, AIF, ENDOG e CYTC), ativação de caspase-9 e caspase-3, resultando em morte celular por apoptose. Os efeitos de 7E são antagonizados pelo pré-tratamento com antioxidante, confirmando a inequívoca importância do acúmulo de EROs/ERNs nesse processo. 7E possui ainda efetiva ação in vivo promovendo inibição do crescimento tumoral de até 47,8% do volume nas condições testadas. A investigação do efeito tóxico sistêmico revelou poucas alterações significativas, destacando-se a elevação bioquímica da dosagem sérica de ureia. Não foram observadas alterações relevantes de massa corporal, massa dos órgãos e parâmetros hematológicos. A histologia do tumor revelou necrose e inflamação com áreas de microabcesso, além de invasão de tecido adiposo com reação fagocitária nos animais tratados com 7E. A histologia dos órgãos dos animais tratados com 7E revelou alterações hepáticas moderadas incluindo necrose, degeneração e congestão, alterações renais como congestão focal, hemorragia e esclerose glomerular, redução da ocorrência de metástase pulmonar e manutenção da arquitetura e morfologia cardíaca normal. Sendo assim, 7E tem potencial para ser desenvolvido como agente quimioterápico, sendo necessário mais estudos pré-clínicos e clínicos, que confirmarão sua utilidade na terapia antitumoral, sobretudo sobre o melanoma.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A presenÃa de metÃstase permanece como a principal causa de morte pelo cÃncer. Diante da ausÃncia de terapia farmacolÃgica para o tratamento de tumores secundÃrios, a pesquisa de novas drogas com potencial antimetastÃtico à de suma importÃncia para o desenvolvimento de novos fÃrmacos anticÃncer. Neste quadro, decidimos avaliar o potencial antimetastÃtico da biflorina, uma o-naftoquinona isolada das raÃzes da Capraria biflora. Em ensaio de proliferaÃÃo celular por Alamar blue, observamos que esta quinona possui atividade citotÃxica contra melanoma humano (MDAMB-435) a partir da concentraÃÃo 5 ÂM em 24h de exposiÃÃo. PorÃm, nessa mesma dose, nÃo houve efeito citotÃxico em 12h de exposiÃÃo. Ensaios de azul de tripan e cristal violeta mostraram que nas concentraÃÃes de 1,0; 2,5 e 5,0 ÂM durante 12h de exposiÃÃo a biflorina nÃo possui efeito citotÃxico. Utilizando as concentraÃÃes de 1,0; 2,5 e 5,0 ÂM (12h exposiÃÃo) foram realizados ensaio de migraÃÃo e invasÃo celular. Nestes ensaios observamos que a biflorina diminui a motilidade e a invasividade da cÃlula MDAMB-435. Em anÃlise morfolÃgica das cÃlulas, utilizando coloraÃÃo de May-Grunwald-Giemsa e coloraÃÃo de actina por faloidina, observamos que a biflorina altera a organizaÃÃo do citoesqueleto de actina, com a presenÃa de cÃlulas menores, retraÃdas e cÃlulas maiores com expansÃes filamentosas semelhantes à filopÃdios. Em ensaio de Western blot observou-se a diminuiÃÃo na expressÃo da molÃcula de adesÃo N-caderina e inibiÃÃo da via de sinalizaÃÃo PI3K/Akt. Estes resultados conferem à biflorina um potencial antimetastÃtico bastante promissor. / Metastasis remains the leading cause of death from cancer. Due to the absence of pharmacological therapy for the treatment of secondary tumors, the search for new drugs with antimetastatic potential is important to the development of new anticancer drugs. In this context we decided to evaluate the antimetastatic potential of biflorin, an o-naphthoquinone isolated from roots of Capraria biflora. In cell proliferation assay using Alamar blue, we found that this quinone has cytotoxic activity against human melanoma cells line (MDAMB-435) at 5 ÂM concentration during 24 hours of exposure. However, with this same dose, there was no cytotoxic effect within 12 hours of exposure. Trypan blue and crystal violet assay showed that biflorina has no cytotoxic effect at 1.0, 2.5 and 5.0 ÂM during 12 hours of exposure. Migration assay and cell invasion assay were performed using concentrations of 1.0, 2.5 and 5.0 ÂM (12h exposure). In these trials we found that biflorin decreases cell motility and invasiveness. In morphological analysis of cells stained using May-Grunwald-Giemsa and actin stain by phalloidin, we observed that biflorin alters the organization of the actin cytoskeleton, with the presence of smaller, retracted and larger cells. In Western blot assay we observed a decrease in the expression of the adhesion molecule N-cadherin and inhibition of PI3K/AKT signaling pathway. These results give biflorin as an agent with promising antimetastatic potential.

The type II tumour suppressor ING3 has been shown to modulate transcription, cell cycle control, and apoptosis. To investigate the putative role of ING3 in melanoma development, we examined the expression of ING3 in 58 dysplastic nevi, 114 primary melanomas, and 50 metastatic melanomas with tissue microarray and immunohistochemistry. Overall ING3 was reduced in metastatic melanomas compared with dyslastic nevi and primary melanomas. Reduced nuclear ING3 staining also correlated with melanoma progression, increased cytoplasmic ING3 level, tumour location at sun-exposed sites, and a poorer disease-specific 5-year survival of patients with primary melanoma. Multivariate analysis revealed that nuclear ING3 staining can independently predict patient outcome in primary melanomas. In melanoma cells, ING3 expression was rapidly induced by UV irradiation. Using stable clones of melanoma cells overexpressing ING3, we showed that ING3 significantly promoted UV-induced apoptosis. Unlike its homologues ING1b and ING2, ING3-enhanced apoptosis upon UV irradiation was independent of functional p53. Furthermore, ING3 did not affect the expression of mitochondrial proteins but increased the cleavage of Bid and caspases. Moreover, ING3 upregulated Fas expression and ING3-mediated apoptosis was blocked by inhibiting caspase-8 or Fas activation. Knockdown of ING3 expression decreased UV-induced apoptosis remarkably, suggesting that ING3 plays a crucial role in cellular response to UV radiation. To explore how ING3 is deregulated in advanced melanomas, we examined ING3 expression in metastatic melanoma cells and found that ING3 was downregulated due to a rapid protein turnover in these cells. Further studies demonstrated that ING3 undergoes degradation via the ubiquitin-proteasome pathway. We also demonstrate that ING3 interacts with the SCF (Skp1/Cul1/Roc1/Skp2) E3 ligase complex. Knockdown of Cul1 or Skp2 significantly stabilized ING3 in melanoma cells. In addition, lysine residue 96 is essential for ING3 ubiquitination as its mutation to arginine completely abrogated ING3 turnover and enhanced ING3-stimulatd apoptosis upon UV irradiation. Taken together, ING3 is deregulated in melanomas as a result of both nucleus-to-cytoplasm shift and rapid degradation. The level of ING3 in the nucleus may be an important marker for human melanoma progression and prognosis. Restoration of ING3 expression significantly sensitizes melanoma cells to UV radiation through the activation of Fas/caspase-8 pathway. / Medicine, Faculty of / Medicine, Department of / Experimental Medicine, Division of / Graduate

Uveal melanoma (UM) is a sight and life-threatening malignancy of the human eye. The potential for progress in translational UM research is, however, hampered by the short supply of clinical samples due to its rarity and also the lack of an informative animal model which would allow experimental intervention to dissect the molecular machinery governing tumor development. Towards this end, we aimed to generate a genetically relevant model of human UM in zebrafish that can be used to study the roles of key genetic determinants in tumor initiation and progression in vivo and also establish a valuable resource for future preclinical studies. Given the pervasive role of Gαq proteins in driving UM pathogenesis, we engineered transgenic zebrafish to express oncogenic GNAQQ209P in the melanocyte lineage. This resulted in hyperplasia of uveal (choroidal) melanocytes, but with no evidence of malignant progression nor perturbation of RPE or skin melanocytes. However, combining expression of oncogenic GNAQQ209P with tp53 inactivation resulted in an earlier onset and even more extensive hyperplasia of choroidal melanocytes that then progressed to UM. While NRASQ61L and BRAFV600E potently stimulate ERK1/2-MAPK signalling pathway, immunohistochemical analysis revealed only sporadic immunoreactivity to phosphorylated ERK1/2 in hyperplastic choroidal lesions and also uveal tumors driven by oncogenic GNAQQ209P, in contrast to an abundant immunoreactivity in oncogenic HRASG12V-driven cutaneous tumors. Rather, ubiquitous positive staining for nuclear YAP was observed in GNAQQ209P-driven uveal tumor specimens. In keeping with a lesser role of GNAQ in regulating ERK1/2-MAPK signalling in UM, we showed that downregulation of oncogenic GNAQQ209P/L or inhibition of PLC-β in the majority of human UM cells expressing oncogenic GNAQQ209P/L barely affected ERK phosphorylation. In summary, this study demonstrates the insufficiency of oncogenic GNAQQ209P alone in driving UM development which only became evident with a second genetic hit involving tp53 inactivation. Our findings also demonstrate a weak correlation between oncogenic GNAQ mutations and sustained ERK1/2-MAPK activation, implying that ERK1/2 signalling is unlikely to be instrumental in the maintenance of GNAQQ209P-driven uveal tumors.

Le mélanome est une tumeur réputée radiorésistante. Ceci est conforté par ses caractéristiques radiobiologiques observées notamment in vitro. Le mélanocyte dont la transformation maligne engendre cette tumeur est le siège d’un métabolisme unique, la mélanogenèse. Celle-ci produit des pigments bien connus dans leur rôle de photoprotecteurs, mais leur éventuelle participation à une modulation de la sensibilité de ces cellules aux radiations ionisantes bien que suggérée dans la littérature, ne révèle que quelques résultats publiés criticables voire contradictoires. Notre travail s’est intéressé à préciser les rôles des pigments et du stress oxydant généré par les radiations ionisantes dans la modulation de la radiosensibilité du mélanocyte malin et d’en évaluer l’impact aussi bien sur la survie cellulaire, les lésions à l'ADN qu' aux processus de mort cellulaire. Nos résultats montrent que la nature du pigment, les eumélanines (pigment brun ou noir) en particulier ainsi que leur quantité influencent directement la radiosensibilité des cellules en terme de survie. Ceci a été démontré aussi bien en comparant des lignées cellulaires de pigmentation différentes qu’en stimulant cette dernière par son précurseur naturel, la tyrosine. D’autre part et d’une manière inattendue, l’altération de la barrière chimique cellulaire la plus importante que représentent les radioprotecteurs :Glutathion et son précurseur, Cystéine, semble favoriser la survie des mélanocytes malins au lieu d’en augmenter la radiosensibilité. Or, ces deux molécules sont aussi impliquées dans la mélanogenèse et entrent même dans la composition d’un type de pigments riches en soufre que sont les phaeomélanines. La mesure de la balance des deux types de pigments dans ces conditions nous a fourni un élément de réponse :en absence de GSH et surtout de Cys, l’eumélanogenèse a été favorisée en rejoignant ainsi nos premiers résultats concernant la manipulation des pigments. Nous avons également examiné les lésions immédiates à l’ADN occasionnées par l’irradiation dans les mêmes conditions que pour la survie cellulaire. Nos résultats montrent une protection significative de l’ADN lorsque la pigmentation est stimulée soit par la tyrosine, soit par déplétion de cystéine. Aussi une corrélation a pu être établie entre ces effets, l’aboutissement de l’apoptose radioinduite et la survie cellulaire. Enfin, nous nous sommes intéressés à la stimulation directe de la mélanogenèse par les radiations ionisantes. Nous avons observé un effet activateur dose-dépendant sur la tyrosinase, l’enzyme-clé de la pigmentation. Les mécanismes par lesquels les pigments, spécialement les eumélanines, agissent, pourraient être liés aux propriétés protectrices connues pour ces pigments comme pièges des radicaux libres. Cependant, une interaction directe des radiations avec le polymère solide, lui-même contenant des métaux lourds, n’est pas à écarter. En conclusion, les mélanines semblent fortement impliquées dans la modulation de la radiosensibilité du mélanocyte malin et peuvent compenser la perte des deux radioprotecteurs cellulaires les plus importants, le Glutathion et surtout la Cystéine. Est-ce qu’une stratégie consistant en l’inhibition de la formation de pigments trouverait sa place en radiothérapie du mélanome ?est une question ouverte par ce travail. / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La mélanomagenèse est un processus complexe sous-tendu par des mécanismes cellulaires et moléculaires variés. L’ensemble de ces mécanismes moléculaires est impliqué dans les réseaux moléculaires permettant une signalisation coordonnée au sein de la cellule. De nombreuses publications montrent que les voies de signalisation MAPK et PI3K/AKT ont un rôle important dans la mélanomagenèse. NRAS et BRAF sont des oncogènes de la voie MAPK mutés respectivement dans 20% et 50% des mélanomes. PTEN est un gène suppresseur de tumeur inhibant la voie PI3K/AKT, dont la perte est souvent associée aux mutations de BRAF. Le traitement récent des mélanomes métastatiques avec les inhibiteurs spécifiques de BRAFV600E donne des résultats exceptionnels, mais ces résultats sont limités aux patients dont le mélanome est porteur de la mutation BRAFV600E, et il existe naturellement des échappements thérapeutiques, parfois lié à l’apparition de mutations NRAS. Nous avons choisi d’étudier le rôle de NRAS et de PTEN, qui sont des protéines majeures des voies MAPK et PI3K. Le but de ce travail est d’évaluer la coopération de NRAS et PTEN au cours de la mélanomagenèse. L’expression de PTEN est fréquemment altérée au cours du mélanome, mais le rôle de PTEN est mal connu. Au cours de ce travail, nous décrivons pour la première fois une mutation de NRAS concomitante à une perte de PTEN dans des prélèvements humains de mélanome et dans des lignées cellulaires humaines. Afin de comprendre l’effet de cette double mutation sur la mélanomagenèse, nous avons étudié des souris transgéniques avec expression d’une forme oncogénique de NRAS et/ou inactivation de PTEN dans le lignage mélanocytaire. L’inactivation isolée de PTEN n’a aucun effet sur la mélanomagénèse. En revanche, en association avec la mutation oncogénique de NRAS, la perte de PTEN accélère le développement des mélanomes, en réduisant le temps de latence et en provoquant l’apparition de métastases plus nombreuses en comparaison aux mélanomes présentant uniquement la mutation oncogénique de NRAS. Nous avons également démontré que la perte de PTEN induit un échappement au phénomène de sénescence. En conclusion, l’inactivation de PTEN coopère avec les mutations de NRAS pour l’initiation et la progression des mélanomes. / Melanomagenesis is a multistep process involving various cellular and molecular changes. The phospho-inositide-3-kinase (PI3K) and mitogen-activated protein kinase (MAPK) pathways have important roles in melanoma development. Treatment with BRAF inhibitors can be highly effective against metastatic melanomas, but the effects are limited to BRAFV600E patients, and resistance often develops. PTEN and NRAS, both major components of the PI3K and MAPK pathways, are potential alternative targets for melanoma therapy. The aim of this study was to evaluate the cooperation between NRAS and PTEN during melanomagenesis. PTEN expression is frequently altered in melanoma, but the role of PTEN is not yet fully understood. We found concomitant NRAS mutation and loss of PTEN in human melanoma samples and cell lines. Then, we studied transgenic mice with inactivation of PTEN and/or expression of an oncogenic form of NRAS in the melanocyte lineage. PTEN inactivation alone had no discernible effect on melanomagenesis. However, in melanomas initiated by oncogenic NRAS, inactivation of PTEN caused more rapid melanoma development and higher metastatic rate. We demonstrate that PTEN loss induces a senescence bypass. Thus, PTEN inactivation cooperated with oncogenic NRAS to promote melanoma initiation and progression