Macrophage activation plays a crucial role in regulating adipose tissue inflammation and is a major contributor to the pathogenesis of obesity-associated cardiovascular diseases. On various types of stimuli, macrophages respond with either classic (M1) or alternative (M2) activation. M1- and M2-mediated signaling pathways and corresponding cytokine production profiles are not completely understood. The discovery of microRNAs provides a new opportunity to understand this complicated but crucial network for macrophage activation and adipose tissue function. We have examined the activity of microRNA-223 (miR-223) and its role in controlling macrophage functions in adipose tissue inflammation and systemic insulinresistance. miR-223-/- mice on a high-fat diet exhibited an increased severity of systemic insulin resistance compared with wild-type mice that was accompanied by a marked increase in adipose tissue inflammation. The specific regulatory effects of miR-223 in myeloid cell-mediated regulation of adipose tissue inflammation and insulin resistance were then confirmed by transplantation analysis. Moreover, using bone marrow-derived macrophages, we demonstrated that miR-223 is a novel regulator of macrophage polarization, which suppresses classic pro-inflammatory pathways and enhances the alternative anti-inflammatory responses. In addition, we identified Pknox1 as a genuine miR-223 target gene and an essential regulator for macrophage polarization. For the first time, this study demonstrates that miR-223 acts to inhibit Pknox 1,suppressing pro-inflammatory activation of macrophages; thus, it is a crucial regulator of macrophage polarization and protects against diet-induced adipose tissue inflammatory response and systemic insulin resistance.

Orientador: Robson Francisco Carvalho / Resumo: Os exossomos constituem uma classe de pequenas vesículas extracelulares de aproximadamente 40-150 nm originadas pelo sistema endossomal. Essas vesículas são produzidas constitutivamente por praticamente todos os tipos celulares, e são responsáveis por transportar distintas classes de moléculas, em resposta a diferentes estímulos. O TNF-α é uma citocina pró-inflamatória que em condições tais como AIDS, septicemia, diabetes, insuficiência cardíaca, doença pulmonar obstrutiva crônica, diabetes e câncer, contribui para a atrofia de fibras musculares esqueléticas. Nesse sentido, o objetivo do presente estudo foi caracterizar os RNAs transportados por exossomos de miotubos C2C12 com atrofia induzida por TNF-α e avaliar a ação desses exossomos no fenótipo de mioblastos e miotubos C2C12. Exossomos liberados no meio de cultura de miotubos C2C12 tratados com TNF-α, e de seus respectivos controles, foram isolados por ultracentrifugação e analisados quanto ao seu conteúdo de RNA por RT-qPCR (microRNAs) e sequenciamento de nova geração (RNA total). Além disso, mioblastos e miotubos C2C12 foram tratados com esses mesmos exossomos para analisar a expressão de genes envolvidos com ciclo celular e a capacidade de migração/proliferação (mioblastos), bem como na atrofia celular (miotubos). Nossos resultados demonstraram que exossomos provenientes de miotubos são capazes de alterar os níveis de transcritos de genes envolvidos na proliferação, motilidade e diferenciação de mioblastos em miotubos.... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Exosomes constitute a class of small extracellular vesicles of approximately 40-150 nm originated by the endosomal system. These vesicles are constitutively produced by virtually all cell types and are responsible for carrying distinct classes of molecules in response to different stimuli. TNF-α is a proinflammatory cytokine that in conditions such as AIDS, septicemia, diabetes, heart failure, chronic obstructive pulmonary disease, diabetes and cancer, contributes to atrophy of skeletal muscle fibers. In this sense, the objective of the present study was to evaluate the expression and action of RNAs transported by exosomes from C2C12 myotubes with TNF-α-induced atrophy in the phenotype of myoblasts and myotubes. Exosomes released in the culture medium from TNF-α treated C2C12 myotubes and from their respective controls were isolated by ultracentrifugation and analyzed for their RNA content by RT-qPCR (microRNAs) and new generation sequencing (total RNA). In addition, myoblasts and C2C12 myotubes were treated with these same exosomes to analyze the expression of genes involved in cell cycle and migration / proliferation capacity (myoblasts), as well as cell atrophy (myotubes). Our results demonstrated that exosomes from myotubes alter the expression genes involved in the proliferation, motility and differentiation of myoblasts into myotubes. We also verified that exosomes from TNFα-treated myotubes decreased migration / proliferation capacity of myoblasts. In addition, we iden... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

O adenocarcinoma ductal pancreático é uma neoplasia cuja incidência é quase igual à mortalidade. Os principais fatores que contribuem para a baixa sobrevida no câncer de pâncreas incluem a sua biologia tumoral agressiva, o diagnóstico tardio e a baixa eficácia dos tratamentos atualmente disponíveis. Com o presente estudo, objetivamos identificar biomarcadores com potencial diagnóstico, bem como novas terapias que possam contribuir para o controle do câncer de pâncreas. Para isso, foram propostas duas diferentes linhas de investigação: o estudo de biomarcadores salivares como possíveis ferramentas para a detecção do câncer de pâncreas e a avaliação de novas drogas (isoladas e em combinação) em linhagens de adenocarcinoma ductal pancreático. Dessa forma, os objetivos específicos desse trabalho foram: 1) estudar a expressão dos genes KRAS e DPM1 na saliva de pacientes com adenocarcinoma ductal pancreático, pancreatite crônica e controles sem doença pancreática; 2) avaliar a reativação farmacológica da proteína p53 mutante pelo composto PRIMA-1 em linhagens tumorais de adenocarcinoma ductal pancreático e 3) investigar o efeito da combinação do composto PRIMA-1 com o inibidor de desacetilase de histonas butirato de sódio. Para os estudos de expressão gênica, foram conduzidas análises por PCR quantitativo em tempo real (qRT-PCR) para determinar a expressão dos genes KRAS e DPM1 em amostras de saliva. Em relação aos estudos com linhagens celulares de adenocarcinoma ductal pancreático, foram selecionadas três tipos com diferentes padrões de expressão da proteína p53: PANC-1 (TP53 p.R273H), CAPAN-2 (TP53 wild-type) e BxPC-3 (TP53 p.Y220C) foram utilizadas como modelos in vitro. Para avaliar a resposta celular às drogas, foram realizados estudos de viabilidade celular (MTT), apoptose (AnexinaV/FITC), ciclo celular (BrDU), western-blot e transfecção por siRNAs. Em relação às análises de expressão gênica em saliva, encontramos uma diferença significativa na expressão de KRAS em amostras de câncer de pâncreas, quando comparado aos níveis de expressão em amostras de indivíduos controles. No entanto, uma alta expressão foi detectada também em amostras de pacientes com pancreatite crônica, sugerindo uma baixa especificidade para esse marcador. Nos estudos com novas terapias, observamos que o emprego do composto PRIMA-1 induziu a apoptose de forma seletiva nas células com p53 mutante (PANC-1), redução na síntese de DNA e parada no ciclo celular (G2/M) 12h após o tratamento na dose de 75 μM, efeito que foi intensificado pela associação com o inibidor de desacetilase de histonas butirato de sódio. Os resultados encontrados indicam que o gene KRAS pode ser um potencial biomarcador para o diagnóstico não invasivo de doenças pancreáticas, merecendo estudos complementares e com um número maior de amostra. Também indicam que o composto PRIMA-1 é capaz de controlar a proliferação e induzir apoptose de forma sustentada em células de câncer de pâncreas com mutações no gene TP53, sugerindo um novo alvo potencial para o tratamento dessa neoplasia, especialmente em combinação com outros compostos como os inibidores de desacetilases de histonas. / Pancreatic ductal adenocarcinoma is a cancer for which incidence rates are almost equal to mortality. The main factors that contribute to the poor survival in pancreatic cancer include its aggressive tumor biology, its late diagnosis and low efficacy of currently available treatments. In this study, we aimed to identify biomarkers with diagnostic and prognostic potential as well as new therapies for pancreatic cancer control. In order to achieve this goal, two different strategies were proposed: the evaluation of salivary biomarkers as potential tools for the detection of pancreatic cancer and the evaluation of new drugs - alone and in combination - in pancreatic ductal adenocarcinoma cell lines. Thus, the specific aims of this study were: 1) to study the expression of KRAS, DPM1, MBD3L2 and ACRV1 mRNAs in salivary samples from patients with pancreatic ductal adenocarcinoma, chronic pancreatitis and controls without pancreatic lesions; 2) to evaluate pharmacological reactivation of mutant p53 by PRIMA-1 in pancreatic cancer cell lines and 3) to investigate the effect of combining PRIMA-1 with the histone deacetylase inhibitor Sodium Butyrate. For gene expression studies, quantitative real-time PCR (qRT-PCR) analyses were performed to determine the expression of KRAS, DPM1, MBD3L2 and ACRV1 mRNAs in salivary samples. The in vitro studies were conducted in three different types of cell lines: PANC-1 (TP53 p.R273H), Capan-2 (wild-type TP53) and BxPC-3 (TP53 p.Y220C). Studies of cell viability (MTT), apoptosis (Annexin-V / FITC), cell cycle (BrDU), western blot and transfection by siRNAs were performed in order to evaluate the cell lines response to PRIMA-1. A significant difference in KRAS expression was found when comparing samples of pancreatic cancer with those from subject controls. However, a high expression was also detected in samples from chronic pancreatitis patients, suggesting a low specificity for this marker. In the study with new therapies, we observed that PRIMA-1 induced apoptosis selectively in cells with mutant p53 (PANC -1), as well as reduction in DNA synthesis and cell cycle arrest (G2/M) after 12h treatment at the dose of 75 μM. Furthermore, PRIMA-1 effects were enhanced by combination with the MDM2/p53 interaction inihibitor Nutlin-3, with several chemotherapic compounds and with the histone deacetylase inhibitor sodium butyrate. Our results indicate that the KRAS gene may be a potential biomarker for the non-invasive diagnosis of pancreatic disease, deserving further studies in larger series. They also indicate that PRIMA-1 is able to control the proliferation and to induce apoptosis in a sustained manner in pancreatic cancer cells with TP53 mutations, suggesting a potential new target for the treatment of this tumor, especially in combination with different compounds such as histone deacetylase inhibitors.

Com base na interação especifica entre o fator de iniciação eucariótico 4E (eIF4E) e o 5’ CAP monometilguanosina (MMGcap) do mRNA foi desenvolvido um eficiente sistema para purificação de mRNA usando um mutante da proteína humana eIF4E. Apesar de o MMGcap ser o mais comum nos mRNAs eucarióticos, em nematoides e platelmintos devido ao processo de trans-splicing há também a presença do 5’ CAP trimetilguanosina (TMGcap). Tendo em vista a capacidade única da eIF4E de helmintos em interagir com ambos MMGcap e TMGcap, nesse trabalho foram analisadas as sequências peptídicas das eIF4E de platelmintos e a aplicação da proteína recombinante eIF4E de Echinococcus granulosus como uma ferramenta para o enriquecimento de amostras com mRNAs a partir de RNA total do parasito. As sequências preditas das eIF4E de platelmintos foram obtidas para 18 platelmintos parasitos e apenas uma isoforma da proteína foi encontrada em cada organismo. Na análise filogenética, essas proteínas formaram um ramo único e divergente, inclusive dos platelmintos de vida livre. A sequência codificante da proteína eIF4E de E. granulosus foi clonada por recombinação in vivo e a proteína recombinante (EgReIF4E) em fusão com a glutationa S-transferase (GST) foi expressa em Escherichia coli. A proteína em fusão foi recuperada a partir da fração solúvel por cromatografia de afinidade, sendo obtido o rendimento de 12,8 mg de proteína por 1 L de cultura. No ensaio de captura de mRNAs através do 5’ CAP pela GST-EgReIF4E foi usado RNA total de E. granulosus e de E. ortleppi. A capacidade da EgReIF4E em capturar mRNAs foi avaliada por RT-qPCR de forma comparativa ao RNA total e aos resultados obtidos de um kit comercial de Oligo-dT. Foram avaliados tanto os genes relacionados ao processo de trans-splicing como os genes que não passam por este processo. Também foi avaliado a presença dos rRNAs nas amostras. Nossos dados preliminares indicam que a EgReIF4E foi capaz de purificar os mRNAs e reduzir os níveis dos rRNAs. Porém, houve perdas significativas de mRNAs, que precisam ser corrigidas. Apesar de promissora para platelmintos, a aplicação dessa metodologia precisa ser melhor padronizada visando o aumento do rendimento global do sistema. / Based on the specific interaction between the eukaryotic initiation factor 4E (eIF4E) and the mRNA 5 'CAP monometilguanosina (MMGcap), an efficient system for mRNA purification using a mutant of the human protein eIF4E has been developed. Despite of the MMGcap be the most common in eukaryotic mRNAs, in in parasitic nematodes and flatworms due to the trans-splicing process there is also the 5 'CAP trimetilguanosina (TMGcap). Due to this peculiarity and unique ability of the helminthes eIF4E in interacting with both MMGcap and TMGcap, in this work was analyzed the sequences of eIF4E from flatworms and evaluated the using of eIF4E from E. granulosus (Eg-eIF4E) be used as a tool for purification of mRNA derived from total RNA of the parasite. The predicted sequence of the eIF4E flatworms was obtained for 18 parasitic flatworms and only one protein isoform was found for each species. In phylogenetic analysis of these proteins was formed a unique and divergent branch, even when compared with the free-living flatworms. The coding sequence of the E. granulosus eIF4E protein was cloned by in vivo recombination and the recombinant protein (EgReIF4E) fused to glutathione S-transferase (GST) was expressed using Escherichia coli. The fusion protein was recovered from the soluble fraction by affinity chromatography and the yield was 12.8 mg of protein per 1 L of culture. For the mRNAs capture assay using the 5 'CAP by GST-EgReIF4E were used total RNA from E. granulosus and E. ortleppi. The ability of EgReIF4E to capture mRNAs was evaluated by RT-qPCR compared with the total RNA and the results obtained with the commercial Oligo-dT kit. For comparison and analyzed were selected both genes related to trans-splice process as genes that do not undergo this process. The levels of rRNAs in the samples were also assessed. Our preliminary data indicate that EgReIF4E was able to purify the mRNAs and reduce the levels of rRNA. However, there was a significant loss in the level of mRNAs and it need to be adjusted. Despite of being a promising for flatworms, the implementation of this alternative methodology should be further standardized to increase the overall efficiency of the system.

O genoma humano tem um tamano aproximado de 3,2 Gb e aproximadamente 74% das suas sequências são transcritas em RNAs. Destes transcritos, cerca de 33 mil não são traduzidos em proteínas, desempenhando seu papel funcional na célula na forma de RNAs. Dentre os trancritos que não codificam proteínas estão os lncRNAs, os pseudogenes e os circRNAs. Inicialmente considerados como ruídos transcricionais, esses RNAs têm chamado cada vez mais a atenção da comunidade científica e têm sido atribuídos a um série de funções celulares. Apesar do crescente número de trabalhos enfocando estes RNAs, pouco se sabe sobre essas moléculas em células-tronco embrionárias (CTEs) humanas, tanto no que se refere ao conjunto de moléculas expressas quanto sobre a função por elas desempenhada. Nesse sentido, este trabalho teve como objetivo identificar os lncRNAs, pseudogenes e circRNAs expressos em células-tronco embrionárias humanas a partir de dados de RNA-seq depositados no banco de dados GEO e inferir, através de ferramentas de bioinformática, as possíveis funções desempenhadas por estas moléculas no estado tronco. As análises revelaram, ao todo 1182 ncRNAs pertencentes as três classes em estudo (lncRNA, n=317; pseudogene, n=585; e circRNA, n=280) no conjunto de dados principal. Quando este foi comparado a outros conjuntos de dados, 87 lncRNAs, 51 pseudogenes e 10 circRNAs foram detectados como transcritos comuns. Dentre os lncRNAs e os pseudogenes, 15 foram selecionados para inferência de função pela abordagem de guilty by association. Foi possível associar RNA selecionados a processos como splicing, organização de cromatina, mitose, ciclo celular, biogênese de ribossomos, reparo de DNA e resposta ao dano, apoptose, organização do citoesqueleto, desenvolvimento embrionário e regulação da diferenciação celular. Além disso, alguns dos RNAs em estudo mostraram-se fortes candidatos a atuarem como competidores endógenos de mRNAs expressos em CTEs. Análises de correlação, de força de ligação ao miRNA e do tipo de seed do sítio de ligação apontaram os pares de mRNAs e ncRNAs AHCY-RP11-253E3.3, F2RL1-EEF1A1P6, HSPD1-SNHG5, INO80-RP11-20D14.6, PARP1-RP11-20D14.6 e PRIM2-GAS5, juntamente com o RNA circular circ-HIPK3, como os RNAs com maior potencial para competirem pelos miRNAs expressos em CTEs. Estes resultados voltam a atenção da pesquisa básica para uma parte pouco conhecida da biologia das CTEs e direcionam futuros experimentos visando a elucidação da função de ncRNAs nesse contexto celular. Ensaios de modulação da expressão dos ncRNAs e a observação concomitante da respostas dos RNAs e proteínas a eles relacionados são o próximo passo para desvendar os mecanismos moleculares através dos quais estes RNAs desempenham seus papeis em CTEs. / The human genome has an average size of 3.2 Gb and approximately 74% of its sequences are transcribed into RNAs. From this transcripts, around 33 thousand are not translated into proteins, performing their cellular roles as RNAs molecules. Among the non-protein coding transcripts are the lncRNAs, the pseudogenes and the circRNAs. Inicially thought to be transcription noise, these molecules have been drawing attention of the scientific comunity and several cellular functions have been attributed to them. Although the rising number of studies focusing on these RNAs, little is known about them in human embryonic stem cells (ESCs), includind the set of expressed non-coding RNAs (ncRNA) and their functions. In this sense, this study aimed to identify lncRNAs, pseudogenes and circRNAs expressed in human ESCs from RNA-seq data deposited in GEO public database and infer, through bioinformatic tools, the possible functions played by these molecules in the stem state. The analyzis revealed 1182 ncRNAs belonging to the three classes (lncRNA, n=317; pseudogene, n=585; and circRNA, n=280) studied in the main dataset. When compared to other datasets, 87 lncRNAs, 51 pseudogenes and 10 circRNAs were detected as common to all datasets. Among the lncRNAs and the pseudogenes, 15 were selected for function inference through the guilty by association method. It was possible to associate the selected RNAs to cellular processes as RNA splicing, chromatin organization, mitosis, cell cycle, ribosome biogenesis, DNA repair and DNA damage response, apoptosis, cytoskeletton organization, embryonic development and regulation of cell differentiation. Moreover, some of the RNAs showed to be strong candidates to act as endogenous competitors of the ESCs-expressed mRNAs. Pearson correlation analysis and investigation of the miRNA seed type and binding strenght indicate the following ncRNA-mRNA pairs AHCY-RP11-253E3.3, F2RL1-EEF1A1P6, HSPD1-SNHG5, INO80-RP11-20D14.6, PARP1-RP11-20D14.6 e PRIM2-GAS5, together with the circular RNA circ-HIPK3, as the RNAs with major potential to act as competing endogenous RNAs in ESCs. These results shift the attentions to a poorly known part of ESCs biology and give directions to future experiments aiming to elucidate the ncRNAs function in this cellular context. ncRNAs expression modulation assays and the concomitant observation of the positively correlated mRNAs response to these alterations are the next step in the unraveling of the specific molecular mechanisms through which ncRNAs exert their roles in ESCs.

O genoma humano tem um tamano aproximado de 3,2 Gb e aproximadamente 74% das suas sequências são transcritas em RNAs. Destes transcritos, cerca de 33 mil não são traduzidos em proteínas, desempenhando seu papel funcional na célula na forma de RNAs. Dentre os trancritos que não codificam proteínas estão os lncRNAs, os pseudogenes e os circRNAs. Inicialmente considerados como ruídos transcricionais, esses RNAs têm chamado cada vez mais a atenção da comunidade científica e têm sido atribuídos a um série de funções celulares. Apesar do crescente número de trabalhos enfocando estes RNAs, pouco se sabe sobre essas moléculas em células-tronco embrionárias (CTEs) humanas, tanto no que se refere ao conjunto de moléculas expressas quanto sobre a função por elas desempenhada. Nesse sentido, este trabalho teve como objetivo identificar os lncRNAs, pseudogenes e circRNAs expressos em células-tronco embrionárias humanas a partir de dados de RNA-seq depositados no banco de dados GEO e inferir, através de ferramentas de bioinformática, as possíveis funções desempenhadas por estas moléculas no estado tronco. As análises revelaram, ao todo 1182 ncRNAs pertencentes as três classes em estudo (lncRNA, n=317; pseudogene, n=585; e circRNA, n=280) no conjunto de dados principal. Quando este foi comparado a outros conjuntos de dados, 87 lncRNAs, 51 pseudogenes e 10 circRNAs foram detectados como transcritos comuns. Dentre os lncRNAs e os pseudogenes, 15 foram selecionados para inferência de função pela abordagem de guilty by association. Foi possível associar RNA selecionados a processos como splicing, organização de cromatina, mitose, ciclo celular, biogênese de ribossomos, reparo de DNA e resposta ao dano, apoptose, organização do citoesqueleto, desenvolvimento embrionário e regulação da diferenciação celular. Além disso, alguns dos RNAs em estudo mostraram-se fortes candidatos a atuarem como competidores endógenos de mRNAs expressos em CTEs. Análises de correlação, de força de ligação ao miRNA e do tipo de seed do sítio de ligação apontaram os pares de mRNAs e ncRNAs AHCY-RP11-253E3.3, F2RL1-EEF1A1P6, HSPD1-SNHG5, INO80-RP11-20D14.6, PARP1-RP11-20D14.6 e PRIM2-GAS5, juntamente com o RNA circular circ-HIPK3, como os RNAs com maior potencial para competirem pelos miRNAs expressos em CTEs. Estes resultados voltam a atenção da pesquisa básica para uma parte pouco conhecida da biologia das CTEs e direcionam futuros experimentos visando a elucidação da função de ncRNAs nesse contexto celular. Ensaios de modulação da expressão dos ncRNAs e a observação concomitante da respostas dos RNAs e proteínas a eles relacionados são o próximo passo para desvendar os mecanismos moleculares através dos quais estes RNAs desempenham seus papeis em CTEs. / The human genome has an average size of 3.2 Gb and approximately 74% of its sequences are transcribed into RNAs. From this transcripts, around 33 thousand are not translated into proteins, performing their cellular roles as RNAs molecules. Among the non-protein coding transcripts are the lncRNAs, the pseudogenes and the circRNAs. Inicially thought to be transcription noise, these molecules have been drawing attention of the scientific comunity and several cellular functions have been attributed to them. Although the rising number of studies focusing on these RNAs, little is known about them in human embryonic stem cells (ESCs), includind the set of expressed non-coding RNAs (ncRNA) and their functions. In this sense, this study aimed to identify lncRNAs, pseudogenes and circRNAs expressed in human ESCs from RNA-seq data deposited in GEO public database and infer, through bioinformatic tools, the possible functions played by these molecules in the stem state. The analyzis revealed 1182 ncRNAs belonging to the three classes (lncRNA, n=317; pseudogene, n=585; and circRNA, n=280) studied in the main dataset. When compared to other datasets, 87 lncRNAs, 51 pseudogenes and 10 circRNAs were detected as common to all datasets. Among the lncRNAs and the pseudogenes, 15 were selected for function inference through the guilty by association method. It was possible to associate the selected RNAs to cellular processes as RNA splicing, chromatin organization, mitosis, cell cycle, ribosome biogenesis, DNA repair and DNA damage response, apoptosis, cytoskeletton organization, embryonic development and regulation of cell differentiation. Moreover, some of the RNAs showed to be strong candidates to act as endogenous competitors of the ESCs-expressed mRNAs. Pearson correlation analysis and investigation of the miRNA seed type and binding strenght indicate the following ncRNA-mRNA pairs AHCY-RP11-253E3.3, F2RL1-EEF1A1P6, HSPD1-SNHG5, INO80-RP11-20D14.6, PARP1-RP11-20D14.6 e PRIM2-GAS5, together with the circular RNA circ-HIPK3, as the RNAs with major potential to act as competing endogenous RNAs in ESCs. These results shift the attentions to a poorly known part of ESCs biology and give directions to future experiments aiming to elucidate the ncRNAs function in this cellular context. ncRNAs expression modulation assays and the concomitant observation of the positively correlated mRNAs response to these alterations are the next step in the unraveling of the specific molecular mechanisms through which ncRNAs exert their roles in ESCs.

Resumo não disponível

Com base na interação especifica entre o fator de iniciação eucariótico 4E (eIF4E) e o 5’ CAP monometilguanosina (MMGcap) do mRNA foi desenvolvido um eficiente sistema para purificação de mRNA usando um mutante da proteína humana eIF4E. Apesar de o MMGcap ser o mais comum nos mRNAs eucarióticos, em nematoides e platelmintos devido ao processo de trans-splicing há também a presença do 5’ CAP trimetilguanosina (TMGcap). Tendo em vista a capacidade única da eIF4E de helmintos em interagir com ambos MMGcap e TMGcap, nesse trabalho foram analisadas as sequências peptídicas das eIF4E de platelmintos e a aplicação da proteína recombinante eIF4E de Echinococcus granulosus como uma ferramenta para o enriquecimento de amostras com mRNAs a partir de RNA total do parasito. As sequências preditas das eIF4E de platelmintos foram obtidas para 18 platelmintos parasitos e apenas uma isoforma da proteína foi encontrada em cada organismo. Na análise filogenética, essas proteínas formaram um ramo único e divergente, inclusive dos platelmintos de vida livre. A sequência codificante da proteína eIF4E de E. granulosus foi clonada por recombinação in vivo e a proteína recombinante (EgReIF4E) em fusão com a glutationa S-transferase (GST) foi expressa em Escherichia coli. A proteína em fusão foi recuperada a partir da fração solúvel por cromatografia de afinidade, sendo obtido o rendimento de 12,8 mg de proteína por 1 L de cultura. No ensaio de captura de mRNAs através do 5’ CAP pela GST-EgReIF4E foi usado RNA total de E. granulosus e de E. ortleppi. A capacidade da EgReIF4E em capturar mRNAs foi avaliada por RT-qPCR de forma comparativa ao RNA total e aos resultados obtidos de um kit comercial de Oligo-dT. Foram avaliados tanto os genes relacionados ao processo de trans-splicing como os genes que não passam por este processo. Também foi avaliado a presença dos rRNAs nas amostras. Nossos dados preliminares indicam que a EgReIF4E foi capaz de purificar os mRNAs e reduzir os níveis dos rRNAs. Porém, houve perdas significativas de mRNAs, que precisam ser corrigidas. Apesar de promissora para platelmintos, a aplicação dessa metodologia precisa ser melhor padronizada visando o aumento do rendimento global do sistema. / Based on the specific interaction between the eukaryotic initiation factor 4E (eIF4E) and the mRNA 5 'CAP monometilguanosina (MMGcap), an efficient system for mRNA purification using a mutant of the human protein eIF4E has been developed. Despite of the MMGcap be the most common in eukaryotic mRNAs, in in parasitic nematodes and flatworms due to the trans-splicing process there is also the 5 'CAP trimetilguanosina (TMGcap). Due to this peculiarity and unique ability of the helminthes eIF4E in interacting with both MMGcap and TMGcap, in this work was analyzed the sequences of eIF4E from flatworms and evaluated the using of eIF4E from E. granulosus (Eg-eIF4E) be used as a tool for purification of mRNA derived from total RNA of the parasite. The predicted sequence of the eIF4E flatworms was obtained for 18 parasitic flatworms and only one protein isoform was found for each species. In phylogenetic analysis of these proteins was formed a unique and divergent branch, even when compared with the free-living flatworms. The coding sequence of the E. granulosus eIF4E protein was cloned by in vivo recombination and the recombinant protein (EgReIF4E) fused to glutathione S-transferase (GST) was expressed using Escherichia coli. The fusion protein was recovered from the soluble fraction by affinity chromatography and the yield was 12.8 mg of protein per 1 L of culture. For the mRNAs capture assay using the 5 'CAP by GST-EgReIF4E were used total RNA from E. granulosus and E. ortleppi. The ability of EgReIF4E to capture mRNAs was evaluated by RT-qPCR compared with the total RNA and the results obtained with the commercial Oligo-dT kit. For comparison and analyzed were selected both genes related to trans-splice process as genes that do not undergo this process. The levels of rRNAs in the samples were also assessed. Our preliminary data indicate that EgReIF4E was able to purify the mRNAs and reduce the levels of rRNA. However, there was a significant loss in the level of mRNAs and it need to be adjusted. Despite of being a promising for flatworms, the implementation of this alternative methodology should be further standardized to increase the overall efficiency of the system.

O adenocarcinoma ductal pancreático é uma neoplasia cuja incidência é quase igual à mortalidade. Os principais fatores que contribuem para a baixa sobrevida no câncer de pâncreas incluem a sua biologia tumoral agressiva, o diagnóstico tardio e a baixa eficácia dos tratamentos atualmente disponíveis. Com o presente estudo, objetivamos identificar biomarcadores com potencial diagnóstico, bem como novas terapias que possam contribuir para o controle do câncer de pâncreas. Para isso, foram propostas duas diferentes linhas de investigação: o estudo de biomarcadores salivares como possíveis ferramentas para a detecção do câncer de pâncreas e a avaliação de novas drogas (isoladas e em combinação) em linhagens de adenocarcinoma ductal pancreático. Dessa forma, os objetivos específicos desse trabalho foram: 1) estudar a expressão dos genes KRAS e DPM1 na saliva de pacientes com adenocarcinoma ductal pancreático, pancreatite crônica e controles sem doença pancreática; 2) avaliar a reativação farmacológica da proteína p53 mutante pelo composto PRIMA-1 em linhagens tumorais de adenocarcinoma ductal pancreático e 3) investigar o efeito da combinação do composto PRIMA-1 com o inibidor de desacetilase de histonas butirato de sódio. Para os estudos de expressão gênica, foram conduzidas análises por PCR quantitativo em tempo real (qRT-PCR) para determinar a expressão dos genes KRAS e DPM1 em amostras de saliva. Em relação aos estudos com linhagens celulares de adenocarcinoma ductal pancreático, foram selecionadas três tipos com diferentes padrões de expressão da proteína p53: PANC-1 (TP53 p.R273H), CAPAN-2 (TP53 wild-type) e BxPC-3 (TP53 p.Y220C) foram utilizadas como modelos in vitro. Para avaliar a resposta celular às drogas, foram realizados estudos de viabilidade celular (MTT), apoptose (AnexinaV/FITC), ciclo celular (BrDU), western-blot e transfecção por siRNAs. Em relação às análises de expressão gênica em saliva, encontramos uma diferença significativa na expressão de KRAS em amostras de câncer de pâncreas, quando comparado aos níveis de expressão em amostras de indivíduos controles. No entanto, uma alta expressão foi detectada também em amostras de pacientes com pancreatite crônica, sugerindo uma baixa especificidade para esse marcador. Nos estudos com novas terapias, observamos que o emprego do composto PRIMA-1 induziu a apoptose de forma seletiva nas células com p53 mutante (PANC-1), redução na síntese de DNA e parada no ciclo celular (G2/M) 12h após o tratamento na dose de 75 μM, efeito que foi intensificado pela associação com o inibidor de desacetilase de histonas butirato de sódio. Os resultados encontrados indicam que o gene KRAS pode ser um potencial biomarcador para o diagnóstico não invasivo de doenças pancreáticas, merecendo estudos complementares e com um número maior de amostra. Também indicam que o composto PRIMA-1 é capaz de controlar a proliferação e induzir apoptose de forma sustentada em células de câncer de pâncreas com mutações no gene TP53, sugerindo um novo alvo potencial para o tratamento dessa neoplasia, especialmente em combinação com outros compostos como os inibidores de desacetilases de histonas. / Pancreatic ductal adenocarcinoma is a cancer for which incidence rates are almost equal to mortality. The main factors that contribute to the poor survival in pancreatic cancer include its aggressive tumor biology, its late diagnosis and low efficacy of currently available treatments. In this study, we aimed to identify biomarkers with diagnostic and prognostic potential as well as new therapies for pancreatic cancer control. In order to achieve this goal, two different strategies were proposed: the evaluation of salivary biomarkers as potential tools for the detection of pancreatic cancer and the evaluation of new drugs - alone and in combination - in pancreatic ductal adenocarcinoma cell lines. Thus, the specific aims of this study were: 1) to study the expression of KRAS, DPM1, MBD3L2 and ACRV1 mRNAs in salivary samples from patients with pancreatic ductal adenocarcinoma, chronic pancreatitis and controls without pancreatic lesions; 2) to evaluate pharmacological reactivation of mutant p53 by PRIMA-1 in pancreatic cancer cell lines and 3) to investigate the effect of combining PRIMA-1 with the histone deacetylase inhibitor Sodium Butyrate. For gene expression studies, quantitative real-time PCR (qRT-PCR) analyses were performed to determine the expression of KRAS, DPM1, MBD3L2 and ACRV1 mRNAs in salivary samples. The in vitro studies were conducted in three different types of cell lines: PANC-1 (TP53 p.R273H), Capan-2 (wild-type TP53) and BxPC-3 (TP53 p.Y220C). Studies of cell viability (MTT), apoptosis (Annexin-V / FITC), cell cycle (BrDU), western blot and transfection by siRNAs were performed in order to evaluate the cell lines response to PRIMA-1. A significant difference in KRAS expression was found when comparing samples of pancreatic cancer with those from subject controls. However, a high expression was also detected in samples from chronic pancreatitis patients, suggesting a low specificity for this marker. In the study with new therapies, we observed that PRIMA-1 induced apoptosis selectively in cells with mutant p53 (PANC -1), as well as reduction in DNA synthesis and cell cycle arrest (G2/M) after 12h treatment at the dose of 75 μM. Furthermore, PRIMA-1 effects were enhanced by combination with the MDM2/p53 interaction inihibitor Nutlin-3, with several chemotherapic compounds and with the histone deacetylase inhibitor sodium butyrate. Our results indicate that the KRAS gene may be a potential biomarker for the non-invasive diagnosis of pancreatic disease, deserving further studies in larger series. They also indicate that PRIMA-1 is able to control the proliferation and to induce apoptosis in a sustained manner in pancreatic cancer cells with TP53 mutations, suggesting a potential new target for the treatment of this tumor, especially in combination with different compounds such as histone deacetylase inhibitors.

O adenocarcinoma ductal pancreático é uma neoplasia cuja incidência é quase igual à mortalidade. Os principais fatores que contribuem para a baixa sobrevida no câncer de pâncreas incluem a sua biologia tumoral agressiva, o diagnóstico tardio e a baixa eficácia dos tratamentos atualmente disponíveis. Com o presente estudo, objetivamos identificar biomarcadores com potencial diagnóstico, bem como novas terapias que possam contribuir para o controle do câncer de pâncreas. Para isso, foram propostas duas diferentes linhas de investigação: o estudo de biomarcadores salivares como possíveis ferramentas para a detecção do câncer de pâncreas e a avaliação de novas drogas (isoladas e em combinação) em linhagens de adenocarcinoma ductal pancreático. Dessa forma, os objetivos específicos desse trabalho foram: 1) estudar a expressão dos genes KRAS e DPM1 na saliva de pacientes com adenocarcinoma ductal pancreático, pancreatite crônica e controles sem doença pancreática; 2) avaliar a reativação farmacológica da proteína p53 mutante pelo composto PRIMA-1 em linhagens tumorais de adenocarcinoma ductal pancreático e 3) investigar o efeito da combinação do composto PRIMA-1 com o inibidor de desacetilase de histonas butirato de sódio. Para os estudos de expressão gênica, foram conduzidas análises por PCR quantitativo em tempo real (qRT-PCR) para determinar a expressão dos genes KRAS e DPM1 em amostras de saliva. Em relação aos estudos com linhagens celulares de adenocarcinoma ductal pancreático, foram selecionadas três tipos com diferentes padrões de expressão da proteína p53: PANC-1 (TP53 p.R273H), CAPAN-2 (TP53 wild-type) e BxPC-3 (TP53 p.Y220C) foram utilizadas como modelos in vitro. Para avaliar a resposta celular às drogas, foram realizados estudos de viabilidade celular (MTT), apoptose (AnexinaV/FITC), ciclo celular (BrDU), western-blot e transfecção por siRNAs. Em relação às análises de expressão gênica em saliva, encontramos uma diferença significativa na expressão de KRAS em amostras de câncer de pâncreas, quando comparado aos níveis de expressão em amostras de indivíduos controles. No entanto, uma alta expressão foi detectada também em amostras de pacientes com pancreatite crônica, sugerindo uma baixa especificidade para esse marcador. Nos estudos com novas terapias, observamos que o emprego do composto PRIMA-1 induziu a apoptose de forma seletiva nas células com p53 mutante (PANC-1), redução na síntese de DNA e parada no ciclo celular (G2/M) 12h após o tratamento na dose de 75 μM, efeito que foi intensificado pela associação com o inibidor de desacetilase de histonas butirato de sódio. Os resultados encontrados indicam que o gene KRAS pode ser um potencial biomarcador para o diagnóstico não invasivo de doenças pancreáticas, merecendo estudos complementares e com um número maior de amostra. Também indicam que o composto PRIMA-1 é capaz de controlar a proliferação e induzir apoptose de forma sustentada em células de câncer de pâncreas com mutações no gene TP53, sugerindo um novo alvo potencial para o tratamento dessa neoplasia, especialmente em combinação com outros compostos como os inibidores de desacetilases de histonas. / Pancreatic ductal adenocarcinoma is a cancer for which incidence rates are almost equal to mortality. The main factors that contribute to the poor survival in pancreatic cancer include its aggressive tumor biology, its late diagnosis and low efficacy of currently available treatments. In this study, we aimed to identify biomarkers with diagnostic and prognostic potential as well as new therapies for pancreatic cancer control. In order to achieve this goal, two different strategies were proposed: the evaluation of salivary biomarkers as potential tools for the detection of pancreatic cancer and the evaluation of new drugs - alone and in combination - in pancreatic ductal adenocarcinoma cell lines. Thus, the specific aims of this study were: 1) to study the expression of KRAS, DPM1, MBD3L2 and ACRV1 mRNAs in salivary samples from patients with pancreatic ductal adenocarcinoma, chronic pancreatitis and controls without pancreatic lesions; 2) to evaluate pharmacological reactivation of mutant p53 by PRIMA-1 in pancreatic cancer cell lines and 3) to investigate the effect of combining PRIMA-1 with the histone deacetylase inhibitor Sodium Butyrate. For gene expression studies, quantitative real-time PCR (qRT-PCR) analyses were performed to determine the expression of KRAS, DPM1, MBD3L2 and ACRV1 mRNAs in salivary samples. The in vitro studies were conducted in three different types of cell lines: PANC-1 (TP53 p.R273H), Capan-2 (wild-type TP53) and BxPC-3 (TP53 p.Y220C). Studies of cell viability (MTT), apoptosis (Annexin-V / FITC), cell cycle (BrDU), western blot and transfection by siRNAs were performed in order to evaluate the cell lines response to PRIMA-1. A significant difference in KRAS expression was found when comparing samples of pancreatic cancer with those from subject controls. However, a high expression was also detected in samples from chronic pancreatitis patients, suggesting a low specificity for this marker. In the study with new therapies, we observed that PRIMA-1 induced apoptosis selectively in cells with mutant p53 (PANC -1), as well as reduction in DNA synthesis and cell cycle arrest (G2/M) after 12h treatment at the dose of 75 μM. Furthermore, PRIMA-1 effects were enhanced by combination with the MDM2/p53 interaction inihibitor Nutlin-3, with several chemotherapic compounds and with the histone deacetylase inhibitor sodium butyrate. Our results indicate that the KRAS gene may be a potential biomarker for the non-invasive diagnosis of pancreatic disease, deserving further studies in larger series. They also indicate that PRIMA-1 is able to control the proliferation and to induce apoptosis in a sustained manner in pancreatic cancer cells with TP53 mutations, suggesting a potential new target for the treatment of this tumor, especially in combination with different compounds such as histone deacetylase inhibitors.