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.

Carcinóides típicos são proliferações de células neuroendócrinas. Discute-se se são carcinomas ou adenomas, devido ao seu comportamento ambíguo. É imperativo conhecer seu potencial maligno para que se estabeleça o tratamento adequado. Os relatos de metástase exigem uma definição de quais são os critérios que podem ser utilizados para prever o fenômeno. Atualmente é utilizada a classificação proposta por Travis que estratifica os carcinóides em típicos e atípicos. Porém, todos os pacientes acometidos por carcinóide típico, pela classificação, são considerados como sendo de baixo risco para a ocorrência de metástase, o que torna a proposta insuficiente para se definir conduta terapêutica. O gênero, a idade, a localização central ou periférica, o diâmetro tumoral, e o estadiamento TNM, também já foram descritos como tendo correlação com malignidade em carcinóides. Busca-se descobrir outros critérios que possam ser utilizados para auxiliar na determinação do prognóstico, como os biomarcadores celulares e estromais. O estudo do comportamento celular através de marcadores correlacionados com o fenótipo maligno pode ser realizado utilizando-se a técnica de imunohistoquímica, assim como pelo estudo da matriz extracelular. A análise, para cada paciente, da interação destes fenômenos, permite melhor definição do verdadeiro risco de ocorrência de metástase. A exemplo de outras doenças, permite mesmo a confecção de índices de risco, ponderando-se a contribuição de cada um dos marcadores para a estratificação prognóstica. Com o objetivo de estudar a correlação entre variáveis clínicas (gênero, idade, dimensões e localização do tumor - central ou periférico -, margem de ressecção comprometida e estadiamento TNM) e biomarcadores teciduais, e o potencial metastático dos carcinóides típicos, procedeu-se à quantificação do nível de expressão imunohistoquímica das proteínas p53, Ki-67 e Bcl-2, mensurou-se as fibras colágenas e elásticas e a densidade de microvasos no estroma tumoral, e coletaram-se dados dos prontuários. Metástases linfonodais ocorreram em 9 dos 55 pacientes, e à distância em 6 (2 para o fígado, 1 para osso, 1 para pulmão, 1 para tireóide e 1 para gordura mediastinal). Dois doentes tiveram metástase linfonodal e hematogênica concomitantes. À análise estatística univariada, os 5 biomarcadores (p53, Ki-67 e densidade de microvasos elevados, Bcl-2 e densidade de fibras estromais reduzidos) e o gênero masculino foram relacionados à maior ocorrência de metástase. A faixa etária elevada apresentou tendência a relacionar-se com o fenômeno. À análise multivariada por regressão logística, a densidade de microvasos foi o único fator independentemente relacionado ao fenômeno. O aumento da população estudada poderia, talvez, implicar os outros marcadores como variáveis associadas ao fenômeno, mesmo à análise multivariada por regressão logística. Estabelecendo-se as correlações, à análise univariada, entre cada marcador, faixa etária e gênero com o fenômeno metastático, foi composto um painel utilizando-se a razão de riscos. Ponderou-se o odds ratio e propôs-se um modelo de índice com valores numéricos diretamente proporcionais ao risco de ocorrência de metástase, que apesar de não ter validade externa ao estudo, pode ser desenvolvido por meio do aumento da população estudada e pela adição de novos marcadores. A aplicação de um índice na prática clínica auxilia a determinação do prognóstico de um dado indivíduo. Conclui-se que há correlação entre os níveis de expressão dos 5 marcadores e do gênero com o potencial metastático. E que é possível o desenvolvimento de um índice numérico que se relacione com o risco de ocorrer metástase. / Typical carcinoid tumors are neuroendocrine cell\'s proliferations. If they are carcinomas or adenomas is still under discussion, due to their ambiguous behavior. It is imperative to define their malignant potential, intending to establish the adequate treatment. Metastasis reports demand a definition of which are the criteria that can be used to foresee the phenomenon. Nowadays it is used the classification proposed by Travis who stratifies the carcinoid tumors in typical and atypical. However, all typical carcinoid tumors, by this classification, are considered as being of low risk for metastatic spread, what turns insufficient this proposal to define therapeutic approach for all patients. Gender, age, the central or peripheral location, tumoral diameter and TNM stage, also have already been described as predictors of malignancy in carcinoid tumors. It looks for discovering other criteria that can be used to assist in the determination of the prognosis, like cellular and stromal biomarkers. The study of the cellular behavior based on biomarkers related to the malignant phenotype can be carried out using the immunohistochemical technique, as well as by the study of the extra cellular matrix. The analysis, for each patient, of the interaction between these phenomena, allows better definition of real metastasis risk. Like in otherillness, it allows an index risk construction, pondering the contribution of each biomarker for the prognostic bedding. In spite to study the correlation between clinical features (gender, age, diameter and tumor localization - central or peripheral -, residual neoplasm in operative margins and TNM stage), iomarkers and the malignant potential of typical carcinoids, it was proceeded to the quantification of the immunohistochemical expression level of the proteins p53, ki-67 and Bcl-2, it was also measured the collagens fibers and elastic and microvessels density in tumoral stoma, and it was collected data from the medical charters. Nodal metastasis has been diagnosed in 9 of 55 patients, and haematogenic in 6 (liver: 2, bone:1, lung: 1, thyroid: 1, pericardial fat: 1). In 2 patients it was diagnosed both nodal and haematogenic metastasis. Univariate statistical analysis showed that all the 5 biomarkers (over expression of p53, Ki-67 and microvessels density and under expression of Bcl-2 and matrix fibers) and male gender are related to increased risk for metastasis. Age (older patients) was borderline only related to metastatic increased risk. Under multivariate analysis by multiple steps logistic regression, only microvessel density was independently related to metastasis. Perhaps, if it has been studied in a larger group of patients, other biomarkers could be implied in multivariate analysis in the equation for increased risk for metastatic disease. Based on univariate analysis for defining correlation between each biomarker, age group and gender with the metastatic phenomenon, it was composed a panel using the odds ratio for each factor. It was proposed a practical model (to be developed by future research) for a numeric risk index directly proportional to the metastatic risk. The application of an index in the clinical practice assists the determination of the prognosis for each patient. It was concluded that there is a correlation between the expression levels of the 5 studied biomarkers and gender with the metastatic potential, and that is possible the development of a practical numeric risk index related to the metastatic risk.

Os tumores carcinóides típicos broncopulmonares são proliferações de células neuroendócrinas. Foram consideradas como adenomas e acreditava-se que não tinham potencial para disseminação hematogênica e linfática. Porém, a ocorrência de metástase linfática e hematogênica acontece em um quinto dos indivíduos acometidos por essa patologia. A variação no comportamento clínico dos carcinóides broncopulmonares torna imperativa a realização de pesquisas que visem à melhor compreensão dessa doença. É fundamental determinar a agressividade e o risco individual da ocorrência de metástase linfática e hematogênica para que se possa oferecer um tratamento individualizado para cada binômio doente-doença. A classificação atual divide os tumores carcinóides, conforme o grau histológico de malignidade em típico e atípico, agrupando as neoplasias de acordo com o índice mitótico, relação volumétrica núcleo/citoplasma, presença ou ausência de necrose, pleomorfismo nuclear e invasão vascular. Esta análise, porém, é realizada em espécimes histológicos corados pela hematoxilina-eosina, técnica tradicional consagrada, mas que não permite avaliar processos biomoleculares relacionados ao potencial maligno das células que já podem estar presentes e não serem detectados pelo método. Em tumores carcinóides vários estudos já foram realizados na tentativa de identificar o potencial proliferativo de células que ainda não apresentam figuras de mitose, como PCNA, p53, Ki-67, o processo apoptótico (Bcl-2, Bax e Bak), fibras do sistema colágeno e elástico e angiogênese. Entretanto, a linfangiogênese nunca foi estudada. Na última década várias moléculas funcionais e constitucionais que são expressas especificamente nas células do endotélio ou nos podócitos dos vasos linfáticos foram identificadas, como o VEGF-C, VEGFR-3 e o LYVE-1, possibilitando a melhor compreensão da linfangiogênese. Estudamos a imunomarcação dessas estruturas no carcinóide típico. Pela primeira vez no Brasil, a quantificação de vasos linfáticos foi realizada usando o LYVE1 como marcador. Apesar do uso de vários bloqueios de sítios inespecíficos não foi possível quantificar a expressão do VEGF-C e VEGFR-3 em carcinóides típicos, pois não encontramos controle interno negativo. Houve diferença significante entre as médias da idade em relação ao gênero. Não houve diferença significante entre as médias do diâmetro e número de linfonodos acometidos em relação ao gênero. Em relação ao grupo com e sem metástase encontramos difenca significante em relação ao diâmetro e ao comprometimento da margem. Não houve diferença da mediana do número de vasos linfáticos corados por mil células entre os grupos sem e com metástase linfática. Por regressão logística identificamos o diâmetro do tumor primário como uma variável independente preditiva do risco de metástase hematogênica e o diâmetro do tumor primário e a localização central ou periférica como variáveis independentes preditivas do risco de qualquer metástase (linfática ou hematogênica). O número de vasos linfáticos corados por mil células não foi identificado pelo modelo de regressão logistica como uma variável independente preditiva do risco individual de metástase linfática. Conclui-se que há correlação do diâmetro do tumor com o potencial de metástase hematogênica e há correlação entre diâmetro e localização do tumor primário e a ocorrência de metástase linfática ou hematogênica. A quantificação da imunoexpressão do LYVE-1 não demonstrou correlação. Outras técnicas devem ser estudadas e empregadas para identificar a importância da linfangiogênese no carcinóide típico. / Typical pulmonary carcinoids are neuroendocrine cells proliferations and they were former considered lung adenomas with no hematogenic or lymphatic metastatic potential. However, it is known that up to 20% of patients develop metastatic disease. It is mandatory that new studies be developed due to the variation in clinical presentation of these patients. It is also required that the individual risk of lymphatic and hematogenic metastasis be determined in order to individualize the patients treatment. Pulmonary carcinoids are classified according to hystologic grade. The current classification includes hystologic grade, presence or absence of necrosis, nuclear pleomorphism, and vascular invasion. This classification is based on Hematoxylin and Eosin stain and this technique can not assess biomolecular processes related to malignant potential. Trying to identify the malignant potential of the carcinoid tumors some studies have already been designed to identify some proteins as PCNA, p53, Ki-67, apoptosis proteins (Bcl-2, Bax and Bak), collagen and elastic fibers as well as angiogenic process. However, the lymphangiogenic mechanism has never been evaluated in typical pulmonary carcinoid tumors. Recently some molecules (VEGF-C, VEGFR-3 and LYVE-1) that are specifically expressed in the endothelium of the lymphatic vessels have been identified. These findings have improved the lymphangiogenic mechanism comprehension. This study used the immunohistochemical technique to identify VEGF-C, VEGFR-3 and LYVE-1 in 182 patients submitted to surgical procedures to treat Typical pulmonary carcinoid tumors. Lymphatic metastasis were diagnosed in 23 of 182 patients and 17 of 182 patients were identified with hematogenic metastasis. Futhermore, this study was the first reported one which has tried to quantify the lymphatic vessels using the LYVE-1 as an immunohistochemical marker. This study could not assess VEGF-C and VEGFR-e expression in Typical pulmonary carcinoids since an internal negative control could not be determined. There was a statistical difference between the median age and gender. There was no statistical difference between the median diameter and the number of positive lymph nodes related to the gender. This study demonstrated a statistical difference between the diameter and positive margins related to the group of patients that have developed metastatic disease and the group of patients with no metatastatic disease. There was no difference between the group of patients that have developed metastatic disease and the group of patients with no metatastatic disease according to the median number of lymphatic vessels stained. Based on logistic regression this study demonstrated that there is a predictive risk of developing hematogenic metastasis related to the diameter of the tumor. The predictive risk of the lymphatic metastasis was not improved by the number of the immunohistochemical stained lymphatic vessels, according to the logistic regression model. The immunohistochemical expression of LYVE-1 has not demonstrated statistical correlation between the parameters studied. Other than immnuhistochemical techniques are required to improve the comprehension of the lymphangiogenic mechanism involved in the Typical pulmonary carcinoid tumor

Introdução: Apesar dos avanços nas técnicas de diagnóstico e tratamento, o câncer de próstata avançado ainda é uma condição letal. Terapêuticas mais eficazes são necessárias para reduzir as taxas de morbi-mortalidade associadas à doença. A Proteína-78 regulada pela glicose (GRP78), uma proteína de choque térmico envolvida na apresentação de antígenos, foi recentemente descrita como sendo um possível marcador molecular para o câncer de próstata. Ainda mais, a resposta imune a essa proteína mostrou correlação com o desenvolvimento de doença hormônio-independente e com pior sobrevida para a doença. Objetivos: Neste estudo, avaliou-se a hipótese de que a GRP78 poderia ser usada como marcador molecular em câncer de próstata no desenvolvimento de um sistema de receptor-ligante, através do uso da tecnologia de apresentação de fagos. Casuística e métodos: Inicialmente, foram clonados dois peptídeos que apresentam afinidade à proteína regulada pela GRP78 (os peptídeos WIFPWIQL e WDLAWMFRLPVG) no vetor fUSE5, criando-se fagos com capacidade teórica de ligação à mesma proteína. Posteriormente foi testada a capacidade de ligação desses fagos à GRP78 na membrana de células prostáticas malignas em solução, em xeno-tumores in vivo e em metástases ósseas de câncer de próstata humano. Resultados: Demonstrou-se que ambos os fagos se ligam especificamente à GRP78 in vitro, em comparação à proteínas com seqüência semelhante (proteínas de choque térmico 70 e 90) e não semelhante (albumina sérica bovina). Em seguida, mostrou-se que esses fagos se ligam com afinidade pelo menos 30 vezes maior à células de câncer de próstata que o fago controle, e que os fagos são internalizados por essas células. Posteriormente, mostrou-se que os fagos rastrearam xeno-tumores prostáticos quando injetados in vivo num modelo animal de câncer de próstata. Finalmente, mostrou-se que os fagos ligam-se especificamente à GRP78 expressa em metástases ósseas de adenocarcinoma prostático humano. Conclusões: Os fagos criados apresentam capacidade de ligação específica à GRP78 in vitro, em células em suspensão e in vivo. A estratégia e o sistema de receptor-ligante definidos no presente estudo podem ter implicacões relevantes no desenvolvimento de terapias dirigidas para o tratamento do câncer de próstata. / Introduction: Despite the advances in diagnosis and treatment, advanced prostate cancer remains a lethal condition. Improved methods of therapy are needed to reduce the morbidity and mortality rates associated with this disease. The Glucose-regulated protein-78 (GRP78), a stress-responsive heat-shock protein involved in antigen presentation, was recently described as a possible molecular marker for prostate cancer. Moreover, immune response against this protein was shown to have correlation with the development of androgen-independent prostate cancer and shorter overall survival. Objectives: We hipothesized that GRP78 could be used as a molecular marker for prostate cancer in the development of a receptor-ligand system, by using phage display technology. Patients and methods: We initially cloned two GRP78-targeting peptides (WIFPWIQL and WDLAWMFRLPVG) into a fUSE5-based phage. We then tested binding capacity of the phage to GRP78 in vitro, to GRP78 expressed in intact prostate cancer cell membranes, to a prostate cancer xenograft and to human bone metastases. Results: We showed that both phage created bound specifically to GRP78 in vitro, in comparison to related (Heat-shock proteins 70 and 90) and unrelated control proteins (bovine serum albumin). Next, we showed that these phage bound at least 30 times more to prostate cancer cells than the control phage, and were also internalized into these cells. Both GRP78-binding phage showed a strong homing in vivo to a human prostate cancer xenograft in a mouse model. Finally, we showed that both phage bound specifically to GRP78 expressed in human prostate cancer bone metastases. Conclusions: Both phage are capable of binding specifically to GRP78 in vitro, in the context of intact prostate cancer cells and in vivo. The strategy and the ligand-receptor system we have defined in this study may have relevant implications in the development of targeted therapies for the treatment of prostate cancer.

Introdução: Apesar dos avanços nas técnicas de diagnóstico e tratamento, o câncer de próstata avançado ainda é uma condição letal. Terapêuticas mais eficazes são necessárias para reduzir as taxas de morbi-mortalidade associadas à doença. A Proteína-78 regulada pela glicose (GRP78), uma proteína de choque térmico envolvida na apresentação de antígenos, foi recentemente descrita como sendo um possível marcador molecular para o câncer de próstata. Ainda mais, a resposta imune a essa proteína mostrou correlação com o desenvolvimento de doença hormônio-independente e com pior sobrevida para a doença. Objetivos: Neste estudo, avaliou-se a hipótese de que a GRP78 poderia ser usada como marcador molecular em câncer de próstata no desenvolvimento de um sistema de receptor-ligante, através do uso da tecnologia de apresentação de fagos. Casuística e métodos: Inicialmente, foram clonados dois peptídeos que apresentam afinidade à proteína regulada pela GRP78 (os peptídeos WIFPWIQL e WDLAWMFRLPVG) no vetor fUSE5, criando-se fagos com capacidade teórica de ligação à mesma proteína. Posteriormente foi testada a capacidade de ligação desses fagos à GRP78 na membrana de células prostáticas malignas em solução, em xeno-tumores in vivo e em metástases ósseas de câncer de próstata humano. Resultados: Demonstrou-se que ambos os fagos se ligam especificamente à GRP78 in vitro, em comparação à proteínas com seqüência semelhante (proteínas de choque térmico 70 e 90) e não semelhante (albumina sérica bovina). Em seguida, mostrou-se que esses fagos se ligam com afinidade pelo menos 30 vezes maior à células de câncer de próstata que o fago controle, e que os fagos são internalizados por essas células. Posteriormente, mostrou-se que os fagos rastrearam xeno-tumores prostáticos quando injetados in vivo num modelo animal de câncer de próstata. Finalmente, mostrou-se que os fagos ligam-se especificamente à GRP78 expressa em metástases ósseas de adenocarcinoma prostático humano. Conclusões: Os fagos criados apresentam capacidade de ligação específica à GRP78 in vitro, em células em suspensão e in vivo. A estratégia e o sistema de receptor-ligante definidos no presente estudo podem ter implicacões relevantes no desenvolvimento de terapias dirigidas para o tratamento do câncer de próstata. / Introduction: Despite the advances in diagnosis and treatment, advanced prostate cancer remains a lethal condition. Improved methods of therapy are needed to reduce the morbidity and mortality rates associated with this disease. The Glucose-regulated protein-78 (GRP78), a stress-responsive heat-shock protein involved in antigen presentation, was recently described as a possible molecular marker for prostate cancer. Moreover, immune response against this protein was shown to have correlation with the development of androgen-independent prostate cancer and shorter overall survival. Objectives: We hipothesized that GRP78 could be used as a molecular marker for prostate cancer in the development of a receptor-ligand system, by using phage display technology. Patients and methods: We initially cloned two GRP78-targeting peptides (WIFPWIQL and WDLAWMFRLPVG) into a fUSE5-based phage. We then tested binding capacity of the phage to GRP78 in vitro, to GRP78 expressed in intact prostate cancer cell membranes, to a prostate cancer xenograft and to human bone metastases. Results: We showed that both phage created bound specifically to GRP78 in vitro, in comparison to related (Heat-shock proteins 70 and 90) and unrelated control proteins (bovine serum albumin). Next, we showed that these phage bound at least 30 times more to prostate cancer cells than the control phage, and were also internalized into these cells. Both GRP78-binding phage showed a strong homing in vivo to a human prostate cancer xenograft in a mouse model. Finally, we showed that both phage bound specifically to GRP78 expressed in human prostate cancer bone metastases. Conclusions: Both phage are capable of binding specifically to GRP78 in vitro, in the context of intact prostate cancer cells and in vivo. The strategy and the ligand-receptor system we have defined in this study may have relevant implications in the development of targeted therapies for the treatment of prostate cancer.