O objetivo deste trabalho foi estudar o processo pelo qual hormônios e fatores de crescimento controlam a proliferação celular em mamíferos. O modelo experimental utilizado foi linhagens de células estabelecidas em cultura. Os estudos centraram-se em dois tipos básicos de células: fibroblastos e células adrenais e o ataque experimental foi feito sob dois pontos de vista: bioquímico e genético. O ataque bioquímico envolveu desenvolver estudos cinéticos da síntese de DNA não só durante o carenciamento de células para soro, como também durante a reestimulação de células carenciadas por:soro, hormônios e fatores de crescimento. Medidas do conteúdo intracelular de cAMP foram efetuadas com o intuito de adquirir informações à respeito do mecanismo de ação destes fatores. Um modelo de ciclo celular foi proposto no qual o controle do crescimento seria exercido através de reguladores positivos e negativos que agiriam estimulando ou inibindo a passagem de células do estado de repouso (Go) para a fase proliferativa. Entre os reguladores positivos (estimuladores) do sistema fibroblasto, encontra-se hormônios clássicos, como esteróides e insulina, e fatores de crescimento de natureza hormonal como EGF, PF (fator proteico extraído de glândulas pituitárias) e prostaglandina F2α. O esteróide hidrocortisona pode agir como regulador negativo, inibindo o crescimento de fibroblastos. Medidas do período de tempo transcorrido desde a estimulação de células carenciadas (Go), até o aparecimento da onda de síntese de DNA (período definido operacionalmente como Gl) foram feitas. Em fibroblastos 3T3 este período foi de 12 a 13 horas tanto para células estimuladas com soro como com hormônios clássicos (hidrocortisona, insulina) ou fatores de crescimento (EGF, PF) ou ainda com combinações deles (EGF + PF + insulina; PF + hidrocortisona; PF + hidrocortisona + insulina). No sistema células adrenais, adrenocorticotropina (ACTH) foi o único hormônio clássico que apresentou atividade sobre o crescimento destas células e também o único efetuador negativo encontrado. Neste sistema PF mostrou-se como o único fator com atividade estimulatória sobre o crescimento. Gl aqui foi de 11 horas tanto para células estimuladas com soro como com PF. Além disso os hormônios clássicos hidrocortisona e insulina não apresentaram atividade estimulatória por si só ou em combinação com PF. A análise da ação de hidrocortisona no sistema fibroblasto e de ACTH no sistema células adrenais estimuladas, forneceu evidências de que após deixar Go, em direção a S, numa certa altura de Gl as células tornam-se irreversivelmente comprometidas com o processo replicativo. Este comprometimento parece ocorrer 5 horas antes de S, sendo referido como Glc. Em face destes resultados foi proposto que os reguladores agem estimulando ou inibindo a transição Go → Glc. Na tentativa de obter maior definição do sistema de controle do crescimento, aproveitamo-nos das vantagens oferecidas pelo modelo experimental usado, para a busca de mutantes do tipo regulatório. Esta busca resultou no isolamento das linhagens ST1 e AR-1, derivadas, respectivamente, de fibroblastos 3T3 e células adrenais Y-l. Entre os vários aspectos interessantes da linhagem ST1 destaca-se: a) o dramático efeito de hidrocortisona causando mudança nas características das células as quais passam de um fenótipo tipicamente transformado para normal. Este fenômeno foi observado tanto \"in vitro\" (através de medidas de parâmetros de crescimento) como \"in vivo\" (através de ensaios de tumorogenicidade); b) as alterações morfológicas de caráter antagônico provocadas, por um lado, pela adição de hidrocortisona (causando achatamento) e, por outro, pela retirada do soro ou adição de cAMP ao meio de cultura (arredondamento). Através do estudo da ação de inibidores, obteve-se evidências do envolvimento de microtúbulos nestas alterações morfológicas. A análise do conteúdo intracelular de cAMP indicou que este nucleotídeo não atua como mediador da ação de hidrocortisona. Sua ação parece ser devida à indução de alterações no sistema superfície celular - membrana -citoesqueleto. Ao contrário de outros variantes de células Y-l resistentes à ACTH, células AR-1 mostraram-se também resistentes a cAMP. A utilidade destas células nos estudos da postulada mediação deste nucleotídeo na ação de ACTH, é óbvia. / The aim of this work was to study the process by which hormones and growth factors control proliferation of mammalian cells. Cell lines established in culture were used as the experimental model. The studies were centered on two basic types of cells: fibroblasts and adrenal cells and the experimental approach was made from two viewpoints: biochemical and genetic. The biochemical approach involved kinetic studies of the DNA synthesis process not only during serum starvation but also during restimulation of serum starved cells by serum, hormones and growth factors. Intracellular cyclic AMP determinations were made in order to gain informations on the mechanism of action of these factors. A cell cycle model was proposed in which cell growth control would be exerted by positive and negative regulators that would act by stimulating or inhibiting the flow of cells from a resting state (Go) to the proliferative phase. Among the positive regulators (stimulators) found for the fibroblast system are: classical hormones, like steroids and insulin, and growth factors of homonal nature, like EGF, PF (protein factor extracted from pituitary glands) and prostaglandin F2α. The steroid hydrocortisone can also act as a negative regulator, inhibiting fibroblast growth. Measurements of the time interval between stimulation of serum starved (Go) cells and the onset of DNA synthesis (period that is operationally defined as Gl) were made. In 3T3 fibroblasts this period was 12 to 13 hours for cells stimulated not only by serum but also by classical hormones (hydrocortisone, insulin) or growth factors (EGF, PF) or even by combinations of these factors (EGF + PF + insulin; PF + hydrocortisone; PF + hydrocortisone + insulin). In the adrenal system, adrenocorticotropin (ACTH) was the only classical hormone to present activity on the growth of these cells and also the only negative regulator found. In this system PF was shown to be the only factor with growth stimulatory activity. GL was estimated as 11 hours for cells stimulated with serum or PF. Moreover hydrocortisone and insulin had no stimulatory activity \"per si\" or in combination with PF. The analysis of hydrocortisone action on the fibroblast system on one hand and of that of ACTH on the adrenal system, on the other, indicated that upon leaving Go, towards S, at a certain point in Gl, cells become irreversibly committed to the replicative process. This commitment seems to occur 5 hours before S and is referred to as Glc. In view of these data we proposed that regulators act by stimulating or inhibiting the transition Go → Glc. In an attempt to obtain a better definition of the growth control system and taking advantage of the experimental model utilized, we searched for mutants of the regulatory type. This search resulted in the isolation of the lines ST1 and AR-l from 3T3 fibroblasts and Y-l adrenal cells, respectively. Among several interesting aspects of the STl cell line, we point out: a) the dramatic effect of hydrocortisone changing the characteristics of these cells from a typically transformed phenotype to a normal pattern. This phenomenon was observed both \"in vitro\" (by measuring a number of growth parameters) and \"in vivo\" (by tumorogenicity assays). b) morphological alterations of antagonistic nature caused by hydrocortisone (flattening) on one hand, and by the removal of serum or cAMP addition to the culture medium (rounding) on the other. Evidence for the involvement of microtubules in these alterations were obtained through studies on the action of several inhibitors. Quantitative analysis of intracellular cAMP indicated that this nucleotide does not act as a mediator of hydrocortisone action. Rather, this action seems to be due to the induction of alterations on the cell surface-membrane-cytoskeleton system. Contrary to other variants of the Y-1 line which are resistant to ACTH, AR-1 cells are also resistant to cAMP. The usefulness of these cells in studies of the postulated mediation by cAMP of the ACTH action, is obvious.

Hormônios glicocorticóides (GCs), através do receptor de glicocorticóide (GR), bloqueiam o processo de inflamação, suprimem a ativação do sistema imune e atuam como agentes inibidores do crescimento, in vitro e in vivo. GR interage com outros fatores de transcrição, como AP-1 e NF-κB. Para estudar o mecanismo de ação de GCs, utilizamos o modelo celular ST1, variante da linhagem C6 de glioma de rato, que é hiper-sensível a GCs. O tratamento hormonal induz completa reversão fenotípica tumoral-normal, bem como inibição dos níveis basal e induzido por TNF-α da atividade de ligação a DNA do fator de transcrição NF-κB. O papel de NF-κB na reversão fenotípica de células ST1, induzida por GCs, foi analisado por: (1) bloqueio da expressão da subunidade RelA de NF-κB através de construções \"antisense\"; (2) inibição da atividade NF-κB com o anti-oxidante curcumina. Após transfecção estável, foram isolados 12 clones transfectados com o vetor pOPI3-RelA(as), expressando o mRNA de RelA na orientação reversa, e 9 clones transfectados com o vetor parental pOPI3CAT. A proliferação destes clones foi analisada através de curvas de crescimento e eficiência de plaqueamento em suspensão de agarose. Não foi possível correlacionar a expressão de RelA com a proliferação celular, pois tanto os clones ST1-RelA(as) como alguns clones ST1-pOPI3CAT apresentaram menor taxa de crescimento e eficiência de plaqueamento em agarose, quando comparados com a célula parental ST1. Curcumina foi capaz de inibir a proliferação e a atividade de ligação a DNA do fator de transcrição NF-κB, indicando que este fator é importante no controle da proliferação das células ST1. A atividade de AP-1 também é modulada negativamente por GC, sugerindo que a inibição da proliferação mediada por GC em células ST1 se dá através da inibição conjunta de NF-κB e AP-1. / Glucocorticoid hormones (GC) bind to their receptor (GR), which acts as a transcription factor in the nucleus, blocking the inflammation process, suppressing activation of the immune system and acting as a growth-repressor and as anti-tumor agent both in vivo and in vitro. GR interacts with other transcription factors, such as AP-1 and NF-κB. To study the mecanism of action of GC, we have been using the ST1 cell model, a variant of the C6 glioma cell line, which is hyper-responsive to GC. Hormonal treatment leads ST1 cells to a dramatic tumoral-normal phenotypic reversion. We previously showed that GCs are able to repress both the basal and the TNF-α-induced levels of NF-κB DNA binding activity in ST1 cells. The role of NF-κB in the tumoral-normal phenotypic reversion induced by GC in ST1 cells was analysed by: (1) blocking the RelA subunit of NF-κB by expression of an antisense construct; (2) inhibition of NF-κB activity by treatment with curcumin (antioxidant). Upon stable transfection, we isolated 12 clones transfected with pOPI3-RelA(as) vector, which express reverse RelA mRNA, and 9 clones transfected with the empty pOPI3CAT vector. Cell proliferation of isolated clones was evaluated by growth curves and soft-agar assays. It was not possible to correlate RelA expression with cell proliferation since both types of clones (transfected with the pOPI3-RelA vector or with the empty vector) displayed a lower growth rate in monolayer culture, and decreased capacity to form colonies in semi-solid substrate, when compared to the non-transfected parental ST1 cell line. Curcumin was able to inhibit ST1 cell proliferation, as well NF-κB DNA-binding, indicating the importance of NF-κB in ST1 cells\' growth control. AP-1 activity is also downregulated by GC, suggesting that GC-mediated inhibition of cell proliferation in ST1 cells is results from concomitant inhibition of NF-κB and AP-1.

Hormônios glicocorticóides (GCs), através do receptor de glicocorticóide (GR), bloqueiam o processo de inflamação, suprimem a ativação do sistema imune e atuam como agentes inibidores do crescimento, in vitro e in vivo. GR interage com outros fatores de transcrição, como AP-1 e NF-κB. Para estudar o mecanismo de ação de GCs, utilizamos o modelo celular ST1, variante da linhagem C6 de glioma de rato, que é hiper-sensível a GCs. O tratamento hormonal induz completa reversão fenotípica tumoral-normal, bem como inibição dos níveis basal e induzido por TNF-α da atividade de ligação a DNA do fator de transcrição NF-κB. O papel de NF-κB na reversão fenotípica de células ST1, induzida por GCs, foi analisado por: (1) bloqueio da expressão da subunidade RelA de NF-κB através de construções \"antisense\"; (2) inibição da atividade NF-κB com o anti-oxidante curcumina. Após transfecção estável, foram isolados 12 clones transfectados com o vetor pOPI3-RelA(as), expressando o mRNA de RelA na orientação reversa, e 9 clones transfectados com o vetor parental pOPI3CAT. A proliferação destes clones foi analisada através de curvas de crescimento e eficiência de plaqueamento em suspensão de agarose. Não foi possível correlacionar a expressão de RelA com a proliferação celular, pois tanto os clones ST1-RelA(as) como alguns clones ST1-pOPI3CAT apresentaram menor taxa de crescimento e eficiência de plaqueamento em agarose, quando comparados com a célula parental ST1. Curcumina foi capaz de inibir a proliferação e a atividade de ligação a DNA do fator de transcrição NF-κB, indicando que este fator é importante no controle da proliferação das células ST1. A atividade de AP-1 também é modulada negativamente por GC, sugerindo que a inibição da proliferação mediada por GC em células ST1 se dá através da inibição conjunta de NF-κB e AP-1. / Glucocorticoid hormones (GC) bind to their receptor (GR), which acts as a transcription factor in the nucleus, blocking the inflammation process, suppressing activation of the immune system and acting as a growth-repressor and as anti-tumor agent both in vivo and in vitro. GR interacts with other transcription factors, such as AP-1 and NF-κB. To study the mecanism of action of GC, we have been using the ST1 cell model, a variant of the C6 glioma cell line, which is hyper-responsive to GC. Hormonal treatment leads ST1 cells to a dramatic tumoral-normal phenotypic reversion. We previously showed that GCs are able to repress both the basal and the TNF-α-induced levels of NF-κB DNA binding activity in ST1 cells. The role of NF-κB in the tumoral-normal phenotypic reversion induced by GC in ST1 cells was analysed by: (1) blocking the RelA subunit of NF-κB by expression of an antisense construct; (2) inhibition of NF-κB activity by treatment with curcumin (antioxidant). Upon stable transfection, we isolated 12 clones transfected with pOPI3-RelA(as) vector, which express reverse RelA mRNA, and 9 clones transfected with the empty pOPI3CAT vector. Cell proliferation of isolated clones was evaluated by growth curves and soft-agar assays. It was not possible to correlate RelA expression with cell proliferation since both types of clones (transfected with the pOPI3-RelA vector or with the empty vector) displayed a lower growth rate in monolayer culture, and decreased capacity to form colonies in semi-solid substrate, when compared to the non-transfected parental ST1 cell line. Curcumin was able to inhibit ST1 cell proliferation, as well NF-κB DNA-binding, indicating the importance of NF-κB in ST1 cells\' growth control. AP-1 activity is also downregulated by GC, suggesting that GC-mediated inhibition of cell proliferation in ST1 cells is results from concomitant inhibition of NF-κB and AP-1.

O objetivo deste trabalho foi estudar o processo pelo qual hormônios e fatores de crescimento controlam a proliferação celular em mamíferos. O modelo experimental utilizado foi linhagens de células estabelecidas em cultura. Os estudos centraram-se em dois tipos básicos de células: fibroblastos e células adrenais e o ataque experimental foi feito sob dois pontos de vista: bioquímico e genético. O ataque bioquímico envolveu desenvolver estudos cinéticos da síntese de DNA não só durante o carenciamento de células para soro, como também durante a reestimulação de células carenciadas por:soro, hormônios e fatores de crescimento. Medidas do conteúdo intracelular de cAMP foram efetuadas com o intuito de adquirir informações à respeito do mecanismo de ação destes fatores. Um modelo de ciclo celular foi proposto no qual o controle do crescimento seria exercido através de reguladores positivos e negativos que agiriam estimulando ou inibindo a passagem de células do estado de repouso (Go) para a fase proliferativa. Entre os reguladores positivos (estimuladores) do sistema fibroblasto, encontra-se hormônios clássicos, como esteróides e insulina, e fatores de crescimento de natureza hormonal como EGF, PF (fator proteico extraído de glândulas pituitárias) e prostaglandina F2α. O esteróide hidrocortisona pode agir como regulador negativo, inibindo o crescimento de fibroblastos. Medidas do período de tempo transcorrido desde a estimulação de células carenciadas (Go), até o aparecimento da onda de síntese de DNA (período definido operacionalmente como Gl) foram feitas. Em fibroblastos 3T3 este período foi de 12 a 13 horas tanto para células estimuladas com soro como com hormônios clássicos (hidrocortisona, insulina) ou fatores de crescimento (EGF, PF) ou ainda com combinações deles (EGF + PF + insulina; PF + hidrocortisona; PF + hidrocortisona + insulina). No sistema células adrenais, adrenocorticotropina (ACTH) foi o único hormônio clássico que apresentou atividade sobre o crescimento destas células e também o único efetuador negativo encontrado. Neste sistema PF mostrou-se como o único fator com atividade estimulatória sobre o crescimento. Gl aqui foi de 11 horas tanto para células estimuladas com soro como com PF. Além disso os hormônios clássicos hidrocortisona e insulina não apresentaram atividade estimulatória por si só ou em combinação com PF. A análise da ação de hidrocortisona no sistema fibroblasto e de ACTH no sistema células adrenais estimuladas, forneceu evidências de que após deixar Go, em direção a S, numa certa altura de Gl as células tornam-se irreversivelmente comprometidas com o processo replicativo. Este comprometimento parece ocorrer 5 horas antes de S, sendo referido como Glc. Em face destes resultados foi proposto que os reguladores agem estimulando ou inibindo a transição Go → Glc. Na tentativa de obter maior definição do sistema de controle do crescimento, aproveitamo-nos das vantagens oferecidas pelo modelo experimental usado, para a busca de mutantes do tipo regulatório. Esta busca resultou no isolamento das linhagens ST1 e AR-1, derivadas, respectivamente, de fibroblastos 3T3 e células adrenais Y-l. Entre os vários aspectos interessantes da linhagem ST1 destaca-se: a) o dramático efeito de hidrocortisona causando mudança nas características das células as quais passam de um fenótipo tipicamente transformado para normal. Este fenômeno foi observado tanto \"in vitro\" (através de medidas de parâmetros de crescimento) como \"in vivo\" (através de ensaios de tumorogenicidade); b) as alterações morfológicas de caráter antagônico provocadas, por um lado, pela adição de hidrocortisona (causando achatamento) e, por outro, pela retirada do soro ou adição de cAMP ao meio de cultura (arredondamento). Através do estudo da ação de inibidores, obteve-se evidências do envolvimento de microtúbulos nestas alterações morfológicas. A análise do conteúdo intracelular de cAMP indicou que este nucleotídeo não atua como mediador da ação de hidrocortisona. Sua ação parece ser devida à indução de alterações no sistema superfície celular - membrana -citoesqueleto. Ao contrário de outros variantes de células Y-l resistentes à ACTH, células AR-1 mostraram-se também resistentes a cAMP. A utilidade destas células nos estudos da postulada mediação deste nucleotídeo na ação de ACTH, é óbvia. / The aim of this work was to study the process by which hormones and growth factors control proliferation of mammalian cells. Cell lines established in culture were used as the experimental model. The studies were centered on two basic types of cells: fibroblasts and adrenal cells and the experimental approach was made from two viewpoints: biochemical and genetic. The biochemical approach involved kinetic studies of the DNA synthesis process not only during serum starvation but also during restimulation of serum starved cells by serum, hormones and growth factors. Intracellular cyclic AMP determinations were made in order to gain informations on the mechanism of action of these factors. A cell cycle model was proposed in which cell growth control would be exerted by positive and negative regulators that would act by stimulating or inhibiting the flow of cells from a resting state (Go) to the proliferative phase. Among the positive regulators (stimulators) found for the fibroblast system are: classical hormones, like steroids and insulin, and growth factors of homonal nature, like EGF, PF (protein factor extracted from pituitary glands) and prostaglandin F2α. The steroid hydrocortisone can also act as a negative regulator, inhibiting fibroblast growth. Measurements of the time interval between stimulation of serum starved (Go) cells and the onset of DNA synthesis (period that is operationally defined as Gl) were made. In 3T3 fibroblasts this period was 12 to 13 hours for cells stimulated not only by serum but also by classical hormones (hydrocortisone, insulin) or growth factors (EGF, PF) or even by combinations of these factors (EGF + PF + insulin; PF + hydrocortisone; PF + hydrocortisone + insulin). In the adrenal system, adrenocorticotropin (ACTH) was the only classical hormone to present activity on the growth of these cells and also the only negative regulator found. In this system PF was shown to be the only factor with growth stimulatory activity. GL was estimated as 11 hours for cells stimulated with serum or PF. Moreover hydrocortisone and insulin had no stimulatory activity \"per si\" or in combination with PF. The analysis of hydrocortisone action on the fibroblast system on one hand and of that of ACTH on the adrenal system, on the other, indicated that upon leaving Go, towards S, at a certain point in Gl, cells become irreversibly committed to the replicative process. This commitment seems to occur 5 hours before S and is referred to as Glc. In view of these data we proposed that regulators act by stimulating or inhibiting the transition Go → Glc. In an attempt to obtain a better definition of the growth control system and taking advantage of the experimental model utilized, we searched for mutants of the regulatory type. This search resulted in the isolation of the lines ST1 and AR-l from 3T3 fibroblasts and Y-l adrenal cells, respectively. Among several interesting aspects of the STl cell line, we point out: a) the dramatic effect of hydrocortisone changing the characteristics of these cells from a typically transformed phenotype to a normal pattern. This phenomenon was observed both \"in vitro\" (by measuring a number of growth parameters) and \"in vivo\" (by tumorogenicity assays). b) morphological alterations of antagonistic nature caused by hydrocortisone (flattening) on one hand, and by the removal of serum or cAMP addition to the culture medium (rounding) on the other. Evidence for the involvement of microtubules in these alterations were obtained through studies on the action of several inhibitors. Quantitative analysis of intracellular cAMP indicated that this nucleotide does not act as a mediator of hydrocortisone action. Rather, this action seems to be due to the induction of alterations on the cell surface-membrane-cytoskeleton system. Contrary to other variants of the Y-1 line which are resistant to ACTH, AR-1 cells are also resistant to cAMP. The usefulness of these cells in studies of the postulated mediation by cAMP of the ACTH action, is obvious.