Le métabolisme lipidique affecte la maturation et la différenciation des cellules osseuses. L'objectif de ma thèse est d'approfondir deux aspects du métabolisme lipidique mal connus, soit les actions de la phospholipase D (PLD) et celles des récepteurs de prostaglandine PGE2 pendant la différenciation des cellules. Une lignée humaine, les Saos-2 et les ostéoblastes primaires issus de calvaria de souriceaux ont servi de modèles cellulaires de la minéralisation physiologique. La culture d'aorte ex vivo sous des conditions d'hyperphosphatémie a été utilisée pour reproduire la calcification de l'aorte qui est un modèle ex vivo de calcification cardiovasculaire (CCV). Nous avons montré que l'expression et l'activité de la PLD augmentent dans les Saos-2 et les ostéoblastes primaires au bout du 5ème jour de la différenciation tandis qu'elles s'accroissent au bout du 6ème jour de traitement de l'aorte dans un milieu d'hyperphosphatémie. Les inhibiteurs de PLD diminuent l'activité de phosphatase alcaline (TNAP) dans les ostéoblastes et dans l'aorte calcifiée tandis que la surexpression de la PLD1 dans les Saos-2 l'augmente. Dans une deuxième partie de ce travail, nous avons suivi la variation d'expression des récepteurs de PGE2 au cours de la maturation des Saos-2. L'expression du gène EP3 augmente au stade tardif de la minéralisation tandis que celle d'EP4 diminue. Pour conclure, ces résultats indiquent que l'activité de la PLD en affectant l'activité de la TNAP pourrait moduler finement la minéralisation physiologique et la CCV et que la minéralisation s'accompagne d'un changement d'expression des récepteurs de PGE2, dans les Saos-2 / Lipid metabolism affects the maturation and the differentiation of bone cells. The aim of my PhD thesis is to explore two unknown sides of lipid metabolism which are the actions of phospholipase D (PLD) and those of prostaglandin PGE2 receptors during cell differentiation. Human lineage, Saos-2 cells and primary osteoblasts from calvaria of mice were used as cellular models of physiological mineralization. The ex vivo aorta culture under hyperphosphatemia conditions has been used to reproduce the calcification of the aorta, which is an ex vivo model of cardiovascular calcification (CVC). We showed that the expression and the activity of PLD increased in Saos-2 and primary osteoblasts after the fifth day of differentiation while in the aorta under hyperphosphatemia condition, PLD activity increased at the end of the sixth day. PLD inhibitors decreased the activity of alkaline phosphatase (TNAP) in osteoblasts and in calcified aorta while the overexpression of PLD1 in the Saos-2 increased it. In the second part of this work, we monitored the variation of the expression of PGE2 receptors during the maturation of Saos-2 cells. The EP3 gene expression increased in the late stage of the mineralization while that of EP4 decreased. In conclusion, these results indicated that the PLD activity by affecting the activity of TNAP could modulate the physiological mineralization and CVC. We showed that the mineralization is dependent of the change of the expression of PGE2 receptors in Saos-2 cells

O carcinoma epidermóide de cabeça e pescoço (CECP) representa 6ª malignidade mais comum no mundo. Para melhor entender os mecanismos envolvidos na iniciação tumoral, progressão e metástase, é necessária a elucidação dos eventos moleculares que guiam esses processos. É também importante a investigação da interação e modulação das células tumorais e seu microambiente. A participação de agentes inflamatórios no desenvolvimento e manutenção do CECP pode ser resumida na superexpressão da cicloxigenase 2 (COX-2) e na secreção de prostaglandina E2 (PGE2) pelas células tumorais. A PGE2 ativa seus receptores EP1-4 que são ligados a proteínas G. As proteínas G ativam outras vias de sinalização responsáveis por processos celulares como proliferação e angiogênese. Embora a participação do EP2 no câncer de cólon seja bem estabelecida, o papel dos receptores de PGE2 no CECP ainda permanece incerto. Este trabalho teve como objetivo avaliar o papel da PGE2 e de seus receptores na proliferação celular em linhagens celulares de CECP, bem como a expressão dos receptores em tissue microarrays de CECP. Inicialmente as linhagens de CECP foram utilizadas para analisar o padrão de expressão da COX-2 e dos receptores EP1-4 por meio da técnica de western blotting. A inibição da secreção da PGE2 pelos inibidores de COX-2 foi mensurada por meio da técnica de ELISA. A expressão dos receptores EP1-3 e da COX-2 foi também avaliada por meio da imuno-histoquímica em dois diferentes tissue microarray. A fim de esclarecer a indução da proliferação celular pela PGE2 e de apontar um de seus receptores como responsável pelo processo, duas PGE2 sintéticas, um antagonista do EP2 e um antagonista do EP3 foram utilizados para estimular a proliferação celular. Foi realizado o bloqueio do receptor EP2 por meio da interferência de RNA. Seus efeitos sobre a proliferação foram avaliados por meio do ensaio de incorporação de timidina. Os resultados mostraram que o CECP expressa constitutivamente a COX-2, o EP1, o EP2 e o EP3; e que é capaz de secretar PGE2. Os inibidores de COX-2 inibiram a secreção de PGE2 em baixas concentrações, mas não foram capazes de inibir a proliferação. A COX-2 e os receptores EP1-3 foram amplamente expressos nos tissue microarrays. Foi observada correlação entre EP1 e EP2; EP1 e EP3; e EP2 e EP3 (p<0,05). Somente o EP1 mostrou correlação com a COX-2 (p<0,05). A PGE2 induziu a proliferação por meio da indução da síntese de DNA nas linhagens celulares de CECP. O agonista de EP3 também induziu a síntese de DNA, sugerindo sua participação na proliferação dos CECPs. Os efeitos do siRNA para EP2 sobre a síntese de DNA não foram conclusivos. As proteínas ativadas por segundos mensageiros do EP2 também não foram afetadas pelo bloqueio do mesmo. Este estudo indica três importantes achados: 1. a PGE2 é secretada por linhagens de CECP; 2. a COX-2 é superexpressa nos CECPs; 3. os receptores de PGE2 são constitutivamente expressos nos CECPs. No entanto, esse trabalho mostra que esta via inflamatória parece ser independente aos mecanismos indutores da proliferação nos CECPs. / Head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) is the 6th most common malignant lesion worldwide. To better understand the mechanisms of tumor initiation, progression, and metastasis a better understanding of the molecular networks that guides these process is needed. Towards this goal, it is important to investigate the interaction and modulation of cancer cells over its surrounding microenvironment. The involvement of inflammatory agents in HNSCC development and maintenance can be resumed in the overexpression of cycloxygenase 2 (COX-2) and secretion of prostaglandin E2 (PGE2) by tumor cells. Prostaglandin E2 activates its receptors EP1-4 which are coupled to G proteins. G protein activates other pathways responsible for cellular processes such as proliferation and angiogenesis. The participation of EP2 in colon cancer is well established however the role of PGE2 receptors in HNSCC is still poorly understood. This work aims to investigate the role of PGE2 and its receptors in cellular proliferation in HNSCC cell lines and the clinical relevant expression pattern in HNSCC tissue microarrays. HNSCC cell lines were initially used to access the expression pattern of COX-2 and EP1-4 by using western blotting technique. The ability of selective COX-2 inhibition to block PGE2 secretion was measured by ELISA antibody specific assay. Also, EP1, EP2, EP3 and COX-2 expression were evaluated by immuno-histochemistry in two different sets of HNSCC tissue microarrays. To address the question about PGE2 inducted cell proliferation and which PGE2 receptor are involved in the process, two synthetic PGE2, an EP2 agonist and an EP3 agonist were used to stimulate cell proliferation. Finally, the knockdown of EP2 receptor was performed by siRNA transfection assay and its effect was evaluated in cell proliferation by radioactive thymidine incorporation assay. The results presented here shows that HNSCC constitutively express COX-2, EP1, EP2 and EP3 and that they are able to secret PGE2. COX-2 selective inhibitors are able to suppress PGE2 secretion in lower concentrations but not to inhibit cell proliferation. Also, COX-2, EP1, E2 and EP3 are widely expressed in HNSCC tissue microarrays. A correlation between EP1 and EP2; EP1 and EP3; and EP2 and EP3 (p<0.05) was observed. Only EP1 showed correlation with COX-2 in tissue microarrays (p<0,05). PGE2 was able to induce cell proliferation as it induces DNA synthesis in HNSCC cell lines. EP3 agonist also induced DNA synthesis addressing its role in cell proliferation induction in HNSCC. The siRNA for EP2 effects in DNA synthesis was not conclusive and the downstream proteins activated by EP2 second messenger were not affected following its expression knockdown. This study indicates three important findings. First, PGE2 is secreted by HNSCC. Second, COX-2 is found to be overexpressed in HNSCC; and third, PGE2 receptors are found to be constitutively expressed in HNSCC. Most interesting, we show here that this inflammatory pathway seems to be independent of the mechanisms that induce HNSCC proliferation.

O carcinoma epidermóide de cabeça e pescoço (CECP) representa 6ª malignidade mais comum no mundo. Para melhor entender os mecanismos envolvidos na iniciação tumoral, progressão e metástase, é necessária a elucidação dos eventos moleculares que guiam esses processos. É também importante a investigação da interação e modulação das células tumorais e seu microambiente. A participação de agentes inflamatórios no desenvolvimento e manutenção do CECP pode ser resumida na superexpressão da cicloxigenase 2 (COX-2) e na secreção de prostaglandina E2 (PGE2) pelas células tumorais. A PGE2 ativa seus receptores EP1-4 que são ligados a proteínas G. As proteínas G ativam outras vias de sinalização responsáveis por processos celulares como proliferação e angiogênese. Embora a participação do EP2 no câncer de cólon seja bem estabelecida, o papel dos receptores de PGE2 no CECP ainda permanece incerto. Este trabalho teve como objetivo avaliar o papel da PGE2 e de seus receptores na proliferação celular em linhagens celulares de CECP, bem como a expressão dos receptores em tissue microarrays de CECP. Inicialmente as linhagens de CECP foram utilizadas para analisar o padrão de expressão da COX-2 e dos receptores EP1-4 por meio da técnica de western blotting. A inibição da secreção da PGE2 pelos inibidores de COX-2 foi mensurada por meio da técnica de ELISA. A expressão dos receptores EP1-3 e da COX-2 foi também avaliada por meio da imuno-histoquímica em dois diferentes tissue microarray. A fim de esclarecer a indução da proliferação celular pela PGE2 e de apontar um de seus receptores como responsável pelo processo, duas PGE2 sintéticas, um antagonista do EP2 e um antagonista do EP3 foram utilizados para estimular a proliferação celular. Foi realizado o bloqueio do receptor EP2 por meio da interferência de RNA. Seus efeitos sobre a proliferação foram avaliados por meio do ensaio de incorporação de timidina. Os resultados mostraram que o CECP expressa constitutivamente a COX-2, o EP1, o EP2 e o EP3; e que é capaz de secretar PGE2. Os inibidores de COX-2 inibiram a secreção de PGE2 em baixas concentrações, mas não foram capazes de inibir a proliferação. A COX-2 e os receptores EP1-3 foram amplamente expressos nos tissue microarrays. Foi observada correlação entre EP1 e EP2; EP1 e EP3; e EP2 e EP3 (p<0,05). Somente o EP1 mostrou correlação com a COX-2 (p<0,05). A PGE2 induziu a proliferação por meio da indução da síntese de DNA nas linhagens celulares de CECP. O agonista de EP3 também induziu a síntese de DNA, sugerindo sua participação na proliferação dos CECPs. Os efeitos do siRNA para EP2 sobre a síntese de DNA não foram conclusivos. As proteínas ativadas por segundos mensageiros do EP2 também não foram afetadas pelo bloqueio do mesmo. Este estudo indica três importantes achados: 1. a PGE2 é secretada por linhagens de CECP; 2. a COX-2 é superexpressa nos CECPs; 3. os receptores de PGE2 são constitutivamente expressos nos CECPs. No entanto, esse trabalho mostra que esta via inflamatória parece ser independente aos mecanismos indutores da proliferação nos CECPs. / Head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) is the 6th most common malignant lesion worldwide. To better understand the mechanisms of tumor initiation, progression, and metastasis a better understanding of the molecular networks that guides these process is needed. Towards this goal, it is important to investigate the interaction and modulation of cancer cells over its surrounding microenvironment. The involvement of inflammatory agents in HNSCC development and maintenance can be resumed in the overexpression of cycloxygenase 2 (COX-2) and secretion of prostaglandin E2 (PGE2) by tumor cells. Prostaglandin E2 activates its receptors EP1-4 which are coupled to G proteins. G protein activates other pathways responsible for cellular processes such as proliferation and angiogenesis. The participation of EP2 in colon cancer is well established however the role of PGE2 receptors in HNSCC is still poorly understood. This work aims to investigate the role of PGE2 and its receptors in cellular proliferation in HNSCC cell lines and the clinical relevant expression pattern in HNSCC tissue microarrays. HNSCC cell lines were initially used to access the expression pattern of COX-2 and EP1-4 by using western blotting technique. The ability of selective COX-2 inhibition to block PGE2 secretion was measured by ELISA antibody specific assay. Also, EP1, EP2, EP3 and COX-2 expression were evaluated by immuno-histochemistry in two different sets of HNSCC tissue microarrays. To address the question about PGE2 inducted cell proliferation and which PGE2 receptor are involved in the process, two synthetic PGE2, an EP2 agonist and an EP3 agonist were used to stimulate cell proliferation. Finally, the knockdown of EP2 receptor was performed by siRNA transfection assay and its effect was evaluated in cell proliferation by radioactive thymidine incorporation assay. The results presented here shows that HNSCC constitutively express COX-2, EP1, EP2 and EP3 and that they are able to secret PGE2. COX-2 selective inhibitors are able to suppress PGE2 secretion in lower concentrations but not to inhibit cell proliferation. Also, COX-2, EP1, E2 and EP3 are widely expressed in HNSCC tissue microarrays. A correlation between EP1 and EP2; EP1 and EP3; and EP2 and EP3 (p<0.05) was observed. Only EP1 showed correlation with COX-2 in tissue microarrays (p<0,05). PGE2 was able to induce cell proliferation as it induces DNA synthesis in HNSCC cell lines. EP3 agonist also induced DNA synthesis addressing its role in cell proliferation induction in HNSCC. The siRNA for EP2 effects in DNA synthesis was not conclusive and the downstream proteins activated by EP2 second messenger were not affected following its expression knockdown. This study indicates three important findings. First, PGE2 is secreted by HNSCC. Second, COX-2 is found to be overexpressed in HNSCC; and third, PGE2 receptors are found to be constitutively expressed in HNSCC. Most interesting, we show here that this inflammatory pathway seems to be independent of the mechanisms that induce HNSCC proliferation.