Magíster en Bioquímica área de Especialización en Bioquímica Clínica y memoria para optar al Título de Bioquímico / Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento hasta enero 2017 / El Carcinoma Basocelular Cutáneo (BCC), un tipo de cáncer de piel, es una de las neoplasias más frecuentes en el ser humano. Es causado por una desregulación de la vía Sonic Hedgehog/Gli (Shh/Gli), cuya señalización juega un rol importante en la proliferación y mantenimiento de nichos celulares troncales. Comúnmente el BCC se caracteriza por ser poco metastático, sin embargo es capaz de dañar significativamente el tejido y existen subtipos de gran agresividad y recurrencia. Por esto se hace necesario entender mejor esta patología y buscar nuevos blancos terapéuticos y/o marcadores tumorales que ayuden a mejorar la prognosis y tratamiento de esta enfermedad. Recientemente se reportó que la proteína Neogenina-1 (NEO1) es un blanco transcripcional de la vía Shh/Gli. NEO1 es un receptor transmembrana de Netrinas y RGM con funciones contexto y ligando dependientes. Se ha postulado que NEO1 pertenece a la familia de receptores de dependencia, entre otras funciones. La habilidad de estos receptores de gatillar apoptosis en ausencia de ligando se ha propuesto como un mecanismo de supresión tumoral, implicado tanto en proliferación como sobrevida de células tumorales. Diversos antecedentes indican que la expresión de NEO1 varía en distintos tipos de cáncer, relacionándose con su grado de proliferación, indiferenciación, agresividad y sobrevida. Estos antecedentes junto a un estudio piloto desarrollado en el laboratorio de la Dra. Palma que indica la presencia de NEO1 en muestras de BCC, permiten postular que: “Los niveles de expresión receptor de dependencia NEO1 y su(s) ligando(s) varían en la progresión del BCC ligado a la sobre-activación de la vía de señalización SHH/GLI”. Para comprobar esta hipótesis se analizó la expresión de mRNA de NEO1 y sus ligandos por PCR cuantitativo y por inmunotinciones en muestras de pacientes con BCC y muestras de piel sana correlacionándolos con la actividad de la vía SHH/GLI; se evaluó la relación entre los niveles de NEO1 y sus ligandos con la agresividad tumoral; y por último se analizaron las variaciones de este receptor, sus ligandos y reporteros la vía Shh/Gli en un modelo murino de BCC. Como principales resultados se observó la presencia de NEO1 y sus ligandos en piel sana y en BCC y se comprobó que los niveles de NEO1 y sus ligandos NTN1 y RGMA se correlacionan positivamente con los niveles de GLI1, un conocido reportero de la vía SHH/GLI. La inhibición de la vía SHH/GLI ex vivo produce una disminución de los niveles de mRNA de estos genes. Notablemente, los niveles de expresión de NEO1, RGMA y GLI1 son menores en las muestras correspondientes a subtipos más agresivos; en la progresión tumoral del BCC murino, dichos niveles disminuyen conforme avanza la enfermedad. El aumento de NEO1 y sus ligandos en las muestras de BCC indolentes podría guardar relación con su rol de receptor de dependencia, promoviendo la proliferación de las células tumorales. En tanto la disminución de NEO1 en subtipos agresivos, guarda relación a lo observado con otros blancos transcripcionales de la vía Shh/Gli y podría estar relacionado con eventos tumorigénicos adicionales. Se concluye que NEO1 y sus ligandos se encuentran aumentados en BCC en correlación con la actividad de la vía SHH/GLI. NEO1 disminuye en casos agresivos de BCC lo que lo podría postular como un potencial marcador prognóstico tumoral / Basal Cell Carcinoma of the skin (BCC), a type of skin cancer, is one of the most common cancers in humans. It is mainly caused by a deregulation of Sonic Hedgehog/ Gli (Shh/Gli) pathway, which plays an important role in proliferation and maintenance of stem cell niches. Commonly, BCC is rarely metastatic, nevertheless it can cause large tissue damage and some aggressive subtypes with great recurrence are known. Therefore a deeper knowledge of this disease is required combined with the search for new therapeutic targets and/or tumor markers that might contribute to improve prognosis and treatment of this pathology. Recently it has been reported that Neogenin-1 (NEO1), a transmembrane receptor, is a transcriptional target of Shh/Gli pathway. NEO1 is a receptor of Netrin and RGM ligands and has both context and ligand dependent functions. NEO1 has been postulated as a death dependence receptor. In the absence of ligand interaction this kind of receptors can trigger apoptosis; process that has been proposed as a tumor suppression mechanism that could be altered in cancer promoting either proliferation or survival of tumor cells. NEO1 and ligand expression have been reported to vary in different types of cancer, in relation to the degree of tumor proliferation, differentiation, aggressiveness and survival. In addition, a pilot study developed in Dra. Palma’s laboratory shows presence of NEO1 in BCC samples. These findings lead us to propose that: “Neogenin-1 and ligand levels of expression vary in BCC tumor progression, relating with SHH/GLI pathway overactivation”. To test this hypothesis both NEO1 and ligand mRNA levels where quantified by qPCR and assessed by immunostaining on human BCC and healthy skin samples, correlating these results with SHH/GLI pathway activity; correlation between NEO1 and ligand levels with aggressiveness was assessed; and finally, variations in NEO1, ligand and SHH/GLI readouts levels were assessed in a BCC mouse model. As key results, presence of NEO1 and ligand was detected in healthy skin and in BCC. NEO1 and ligands (NTN1 and RGMA) mRNA levels presented a positive correlation with GLI1 levels, a classical SHH/GLI readout. Pharmacological inhibition of SHH/GLI pathway ex vivo decreased mRNA levels of these genes. Noteworthy, NEO1, RGMA and GLI1 levels where found to be significantly lower in aggressive subtypes of BCC and, in addition, a decrease their levels with tumor progression was observed. The increase of NEO1 and ligand in BCC samples could be related with its role as a death dependence receptor, promoting tumor cell proliferation. Meanwhile the decrease of NEO1 in aggressiveness could be related with additional tumorigenic events similar to what has been reported for other SHH/GLI transcriptional targets. In conclusion, NEO1 and it ligand are upregulated in BCC in relation to deregulation of the SHH/GLI pathway. NEO1 is decreased in aggressive BCC subtypes; therefore it is possible to evaluate NEO1 as a potential prognosis marker / Conicyt

Memoria para optar al título Profesional de Bioquímico / El desarrollo embrionario en vertebrados es coordinado por una red de señales y factores de crecimiento que comandan diferentes procesos celulares. Sonic Hedgehog (SHH), es un ligando considerado como un regulador maestro que dirige los procesos de proliferación celular, migración, apoptosis, sobrevida y diferenciación celular. SHH es liberado al medio y una vez que llega a su célula blanco, ésta activa una compleja vía de señalización intracelular, que finalmente, moviliza a los factores transcripcionales Gli. Estos últimos activan la expresión de genes blanco de la vía reconociendo secuencias específicas en el ADN llamadas GBS (del inglés “Gli Binding Site”). Además, se sabe que una desregulación en la vía de SHH/Gli puede llevar al desarrollo de cáncer, como ocurre en los casos del meduloblastoma y el cáncer de células basales de la piel, entre otros. Recientemente, por resultados obtenidos en el laboratorio, se estableció que en los modelos de ratón y pez cebra, el gen neogenina 1 es un blanco transcripcional de la vía SHH/Gli. Considerando la conservación evolutiva de la vía de SHH/Gli y la característica multifuncional de la proteína Neogenina 1, un receptor de membrana que responde a diferentes ligandos, sumado a su reciente implicancia en cáncer, se planteó estudiar a Neogenina 1 como un nuevo blanco transcripcional directo de la vía SHH/Gli, en un modelo celular de neuroblastoma humano, una patología donde se sabe que la vía está activada. En ensayos de pérdida de función farmacológica de SHH realizados en cultivos celulares de neuroblastoma humano, se observó que la expresión de Neogenina 1 disminuía de manera dosis dependiente. A partir de este resultado, se realizó un análisis in silico que determinó la existencia de tres posibles GBS en la secuencia de Neogenina 1: GBS 1 ubicado a los 18,6 Kb río arrida desde el inicio de la traducción, GBS 2 y GBS 3, localizados dentro del primer intrón, a 39,1 y 54,4 Kb desde el inicio de la traducción, respectivamente. Luego, se estudió el reconocimiento y la unión de factores transcripcionales Gli a los posibles GBS mediante ensayo de inmunoprecipitación de cromatina (ChIP) en células de neuroblastoma. Sólo el sitio GBS 3 fue reconocido por Gli 2. Finalmente, para evaluar la funcionalidad de los GBS encontrados en Neogenina 1, éstos se clonaron río arriba del gen reportero luciferasa. Concordante con el resultado del ChIP, sólo el sitio GBS 3 activó la expresión de luciferasa en respuesta a la activación con Gli 2. Por lo tanto, este trabajo de tesis permite establecer a Neogenina 1 como un nuevo gen blanco transcripcional directo de la vía SHH/Gli en modelo celular de neuroblastoma humano. Con esto, se pretende aportar al entendimiento de los mecanismos celulares que hacen a SHH contribuir en procesos tan diversos durante el desarrollo embrionario y que probablemente subyacen al desarrollo de cáncer. / The patterning and growth of a multicellular embryo is orchestrated by a number of developmental signaling pathways, such as the Sonic Hedgehog (SHH) signaling pathway. SHH is considered a master regulator controlling a variety of complex processes such as proliferation, cellular migration, apoptosis, differentiation and cellular survival. SHH is secreted by a group of specialized cells and once reaching its receptors in targets cells, activates a complex intracellular signaling pathway that finally mobilizes the Gli transcriptional factors. These factors move to the nucleus and recognize specific sequences in the DNA known as Gli Binding Sites (GBS), activating the transcription of their target genes. It is known that a deregulation of the SHH pathway drives the development of several cancers, like medulloblastoma and basal cell carcinoma. Recently our laboratory established neogenin 1 as a transcriptional target of the SHH/Gli pathway both in the mouse and zebra fish models. Considering the evolutionary conservation of de SHH/Gli pathway and the multifunctional properties of Neogenin 1, a transmembrane receptor that binds different ligands, and that has been implicated in cancer, we proposed to study human Neogenin 1 gene as a new and direct transcriptional target of the SHH/Gli pathway using a human cell line of neuroblastoma, a cancer where this pathway is constitutively active. In pharmacological SHH-loss of function assays made in neuroblastoma cell cultures, we observed that Neogenin 1 expression was decreased in a dose-dependent manner. Based on this result, we performed an in silico analysis that showed the presence of three putative GBS in the Neogenin 1 sequence: GBS 1, located 18.6 Kb upstream from the translation start, and GBS 2 and GBS 3, which were located within the first intron, 39.1 Kb and 54.4 Kb from the translation start, respectively. Next, we studied the Gli transcriptional factor recognition and binding to these putative GBS through chromatin immunoprecipitation (ChIP) in neuroblastome cells. We found that only Gli 2 activator recognized only GBS 3. Finally, in order to evaluate the Neogenin 1 GBS functionality, we cloned them upstream of the luciferase reporter gene. Concordant with the ChIP result, only the GBS 3 induced luciferase expression upon Gli 2 stimulation. In summary, this thesis proposes Neogenin 1 as a new direct transcriptional factor of the SHH/Gli pathway in a human neuroblastoma cell model. Our results aim to contribute to the understanding of how the SHH pathway is involved in diverse processes during embryonic development, and also, to the cellular mechanisms that explain the role of SHH in cancer. / Fondecyt 1110237

Submitted by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2014-04-02T13:47:38Z No. of bitstreams: 1 Rosane Borges Dias - Estudo do perfil... 2014.pdf: 2418992 bytes, checksum: 9a4f389957bc3f98114112321eee18b4 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-04-02T13:47:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rosane Borges Dias - Estudo do perfil... 2014.pdf: 2418992 bytes, checksum: 9a4f389957bc3f98114112321eee18b4 (MD5) Previous issue date: 2014 / Universidade Federal da Bahia. SAlvador, BA, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisa Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil / A displasia epitelial oral (DEO) é um aspecto histológico descrito em lesões potencialmente malignas, cujos mecanismos relacionados a patogênese e potencial de transformação são pouco conhecidos. Sabendo-se que a via de sinalização Sonic Hedgehog(SHH)tem participação no desenvolvimento do carcinoma escamocelular de boca(CEB) e que as proteínas relacionadas a esta via de sinalização estão envolvidas nos mecanismos biológicos relacionados a iniciação e progressão de tumores humanos. O objetivo deste trabalho foi estudar a expressão das proteínas da via de sinalização SHH em DEO, a fim de contribuir para o conhecimento do perfil biológico desta lesão. Material e Métodos: As amostras de DEO foram revisadas e classificadas de acordo com o risco de malignidade descrito por Kujan et al.(2006) e OMS(2005). Vinte e cinco casos de DEO foram submetidos a reação imuno-histoquímica para as proteínas SHH, PTCH1, SUFU, HHIP, GLI1 e Ciclina D1(CCND1)utilizando o sistema polimérico AdvanceTM(Dako). Para fins comparativos, cinco casos de hiperqueratose, oito de hiperplasia fibrosa inflamatória(HFI) e quatro de mucosas não-neoplásica(MNN)também foram avaliados.Todos os casos foram analisados de acordo com os parâmetros semiquantitativos descritos por Gurgel et al.(2008)e os dados foram analisados usando Graph Pad Prism5.01. Resultados: Vinte e um(84%)DEO foram classificados como lesões de baixo risco e 4(16%)como alto risco. A proteína SHH foi predominante no citoplasma(n =14, sendo 56%) e a positividade de PTCH1 foi observada em membrana e citoplasma (n=23, 92%). As proteínas HHIP e SUFU foram observadas principalmente no citoplasma das células epiteliais e foram positivas em 17 (68%) e 11 (44%) das DEO, respectivamente. GLI1 foi positivo em 21 (84%), principalmente localizada nos núcleos das células epiteliais (n=12; 70,6%). A proteína CCND1 foi exclusivamente no núcleo 19(76%).Em DEO, os escores predominantes para SHH, PTCH1, HHIP, SUFU, GLI1 e CCND1 foram: 2+ (57,14%), 3+ (73,91%), 3+ (58,82%), 2+ e 3+ (36,36%), 3+ (90,48 %), 1+(47,37 %), respectivamente. Os casos de DEO exibiram maior expressão de HHIP(p=0,02) e GLI1(p=0,00), em comparação com hiperqueratose. Além disso, níveis elevados de PTCH1 (p=0,05), HHIP (p= 0,01) e CCND1 (p=0,00) foram observados em DEO em comparação com HFI. Ainda, uma maior expressão de PTCH(p=0,01) foi observada nos casos de DEO quando comparados com MNN. Conclusões: Os nossos resultados sugerem que a via SHH pode participar da patogênese da DEO e reforçam a relação desta cascata sinalizadora na carcinogênese oral. / Oral epithelial dysplasia (OED) is a histological aspect described in premalignant lesions and the mechanisms related to the pathogenesis and malignant progression are poorly understood. It is known that Sonic Hedgehog (SHH) signaling pathway participates in the development of oral squamous cell carcinoma, and proteins related to this cascade are involved in biological mechanisms related to the initiation and progression of human tumors. The aim of this study was to investigate SHH signaling molecules in OED, in order to contribute to the knowledge of the biological profile of this lesion. Methods: Samples of OED were reviewed and classified according to the risk of malignancy described by Kujan et al. (2006) and WHO (2005). Twenty five cases of DEO were to submitted to immunohistochemical reactions for SHH, PTCH1, SUFU, HHIP, GLI1 and Cyclin D1 (CCND1) proteins using AdvanceTM polymer system (Dako). For comparative purposes, five cases of hyperkeratosis, eight inflammatory fibrous hyperplasia (IFH) and four non- neoplastic (NNM) mucosa were also evaluated. All OED were analyzed according to the semi-quantitative parameters described by Gurgel et al. (2008) and the data was analyzed using Graph Pad Prism 5.01. Results: Twenty- one (84%) OED were classified as low risk lesions and 4 (16%) as high risk. SHH protein was predominant in cytoplasm (n=14; 56%) and PTCH1 positivity was described in both membrane and cytoplasm (n=23; 92%). HHIP and SUFU proteins were observed in cytoplasm of epithelial cells and were positive in 17 (68%) and 11 (44%) OED, respectively. GLI1 protein was positive in 21 (84%), mainly located in the cells nuclei (n=12; 70.6%). CCND1 protein was exclusively in the nucleus 19 (76%). The predominant scores for SHH, PTCH1, HHIP, SUFU, GLI1 and CCND1 were: +2 (57.14%), +3 (73.91%), +3 (58.82%), +2 and +3 (36.36%), +3 (90.48%), +1 (47.37%), respectively. OED sample had higher levels of HHIP (p=0.02) and GLI1 (p=0.00) as compared to hyperkeratosis. Furthermore, high levels of PTCH (p=0.05), HHIP (p=0.01) and CCND1 (p=0.00) were observed in OED as compared to IFH OED. Also, a high level of PTCH (p= 0.01) was observed in OED as compared to NNM. Conclusions: Our results suggest that the SHH pathway may participate in the pathogenesis of DEO and corroborates to the relationship of this signaling cascade in oral carcinogenesis.

Submitted by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2015-03-27T17:37:40Z No. of bitstreams: 1 Ludmila de Faro Valverde Via hedgehog....pdf: 1435521 bytes, checksum: 2442c32fdacd9e814b9e8a6035eb3bdc (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2015-03-27T17:37:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Ludmila de Faro Valverde Via hedgehog....pdf: 1435521 bytes, checksum: 2442c32fdacd9e814b9e8a6035eb3bdc (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-27T17:37:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ludmila de Faro Valverde Via hedgehog....pdf: 1435521 bytes, checksum: 2442c32fdacd9e814b9e8a6035eb3bdc (MD5) Previous issue date: 2015 / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil / INTRODUÇÃO/OBJETIVO: O Carcinoma Escamocelular de Boca (CEB) corresponde a mais de 95% dos casos de câncer diagnosticados na cavidade bucal e consiste numa neoplasia invasiva e agressiva. Sabendo-se que a via Hedgehog (HH) está envolvida na patogênese de diversos tumores, o presente trabalho propôs-se a avaliar a expressão de componentes desta via em CEB, associando a expressão destas moléculas com aspectos clínicos, angiogênese, graus de diferenciação tumoral, potencial proliferativo e macrófagos CD163+. MATERIAL E MÉTODOS: Vinte e oito casos de CEB, 9 casos de margens tumorais (MAT) e 4 casos de mucosa bucal não neoplásica (MNN) foram submetidos à reação imuno-histoquímica para as proteínas MCM3, SHH, IHH, GLI1, CD163 e CD105 utilizando o sistema polimérico AdvanceTM. A co-localização das proteínas IHH/CD163 e GLI1/CD105 foi avaliada através de dupla marcação imuno-histoquímica. As análises das proteínas MCM3, SHH, IHH e GLI1 foram realizadas em 5 áreas coincidentes de cada caso, de acordo com os parâmetros semi-quantitativos descritos por Gurgel et al. (2008). A densidade de macrófagos (DM) e microdensidade vascular (MDV) foram mensuradas considerando-se a população destas células e vasos neoformados em 5 áreas e os resultados expressos em cel/mm² e vasos/mm². A análise estatística foi realizada utilizando GraphPad Prism versão 6.03. RESULTADOS: Todos os casos de CEB foram positivos para a proteína MCM3, em citoplasma e núcleo de células do parênquima tumoral, sendo o escore 4+ predominante (n=19; 67,85%). Em parênquima tumoral, a proteína SHH estava presente no citoplasma de células neoplásicas e foi positiva em 25 casos (89,28%) de CEB, sendo o escore 4+ predominante (n=17; 68%). Vinte e dois casos (78,57%) apresentaram marcação citoplasmática da proteína IHH no parênquima tumoral, predominando os escores 4+ (n=7; 31,82%) e 3+ (n=7; 31,82%). A proteína GLI1 apresentou marcação citoplasmática e nuclear em 24 (85,72%) casos de CEB, predominando, no parênquima do tumor, o escore 4+ (n=15; 62,5%). Vinte e três casos de CEB (82,14%) apresentaram imunoexpressão de CD163, enquanto 24 (85,72%) exibiram positividade para a proteína CD105. Foi observada uma tendência de maior imunoexpressão de SHH e IHH nos grupos com alto perfil proliferativo. Foi observada uma tendência de maior expressão das proteínas MCM3 (p=0.11), SHH (p=0.21) e IHH (p=0.07) em tumores menos diferenciados. Uma forte correlação positiva foi observada entre a DM e a MDV em CEBs e correlação positiva perfeita em MATs. Quando comparado à MAT e MNN, os casos de CEB apresentaram maior imunoexpressão de MCM3 (p=0.0003), SHH (p=0.01), IHH (p=0.39), GLI1 (p=0.03), DM (p=0.0002) e MDV (p=0.0002). CONCLUSÕES: Nossos resultados sugerem a participação da via HH em CEBs, através de uma sinalização autócrina e parácrina e com participação de ambos ligantes, SHH e IHH, os quais parecem contribuir para a proliferação e diferenciação do CEB. Demonstramos que células endoteliais também exibem positividade para componentes da via HH e que essas moléculas podem contribuir na angiogênese tumoral, ao mesmo tempo que macrófagos CD163+ expressam IHH, ligante da via, e estão associados com a neo-vascularização tumoral. Em adição, nossos achados sugerem que a proteína MCM3 pode despontar como um bom marcador de proliferação celular em CEB. / INTRODUCTION/OBJETIVE: The Oral Squamous Cell Carcinoma (OSCC) accounts for over 95% of all cancers diagnosed in the oral cavity and it consists on an invasive and aggressive type of tumor. The Hedgehog pathway (HH) has been involved in the pathogenesis of different tumors. The aim of this study was to evaluate the components of the HH pathway in OSCC, correlating the results with clinical aspects, angiogenesis, tumor differentiation, proliferative potential and macrophages CD163+. MATERIAL AND METHODS: Twenty-eight cases of OSCC, 9 cases of tumor margins (TM) and 4 cases of non-neoplastic oral mucosa (NNM) were submitted to immunohistochemical reaction for MCM3, SHH, IHH, GLI1, CD163 and CD105 proteins using the AdvanceTM polymer system. Co-localization for IHH/GLI1 and CD163/CD105 proteins was evaluated using double staining method. The analysis of MCM3, SHH, IHH and GLI1 proteins were conducted in 5-matching areas and data described using the semi-quantitative parameters described by Gurgel et al. (2008). The density of macrophages (MD) and microvessel density (MVD) were measured considering the population of these cells and newly formed vessels in 5-matching areas and the results expressed in cells/mm² and vessels/mm², respectively. Statistical analysis were performed using GraphPad Prism v. 6.03. RESULTS: All cases of OSCC were positive for MCM3 protein on the cytoplasm and nucleus of tumor cells, and 4+ was the main score (n= 19; 67.85%). In tumor cells, the SHH protein was observed in the cytoplasm and it was positive in 25 OSCC cases (89.28%), with a 4+ score predominant (n= 17; 68%). Twenty-two cases (78.57%) presented with cytoplasmic IHH protein in tumor cells and scores 4+ (n=7; 31.82%) and 3+ (n=7; 31.82%) were more common. The GLI1 protein was positive in 24 OSCC cases (85.72%) and detected in tumor cells on cytoplasmic and nuclear patterns, with score 4+ (n=15; 62.5%). Positive staining for CD163 and CD105 were described in 23 (82.14%) and 24 OSCC, respectively. In groups with high proliferative profile, we observed a larger amount of SHH and IHH proteins. In addition, on OSCC with a lower differentiation, we observed a tendency to increased levels of MCM3 (p=0.11), SHH (p=0.21) and IHH (p=0.07) proteins. A strong and a perfect positive correlation was observed between MD and the MVD in OSCC and TMs, respectively. A higher expression of MCM3 (p=0.0003), SHH (p=0.01), IHH (p=0.39), GLI1 (p=0.03), MD (p=0.0002) and MVD (p=0.0002) were founded in OSCC by comparing to TM and NNM. CONCLUSIONS: Our results suggest that the HH pathway may participate in OSCC through an autocrine and paracrine mechanisms, with parcipation of both ligands, SHH and IHH. These ligands seem to contribute to the proliferation and differentiation of the OSCC. We demonstrate that endothelial cells also display positivity for HH pathway components, which may contribute to the tumor angiogenesis. Moreover, CD163+ macrophages are positives for IHH ligand and highly associated with tumor-vessels. Additionally, our findings suggest that MCM3 protein could emerge as a good marker for cell proliferation in OSCC.

Submitted by Programa de Pós-Graduação em Odontologia Saúde (mestrodo@ufba.br) on 2018-09-05T14:56:42Z No. of bitstreams: 1 Tese Final REBECA.pdf: 4431734 bytes, checksum: 07c03f057f035f7cfc830f968ac47ee6 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvaldo Souza (edvaldosouza@ufba.br) on 2018-09-12T20:57:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese Final REBECA.pdf: 4431734 bytes, checksum: 07c03f057f035f7cfc830f968ac47ee6 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-12T20:57:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Final REBECA.pdf: 4431734 bytes, checksum: 07c03f057f035f7cfc830f968ac47ee6 (MD5) / INTRODUÇÃO/OBJETIVO: A via Hedgehog (HH) está ativada no Carcinoma Escamocelular de Boca (CEB) e pode estar relacionada a transição epitelialmesenquimal (TEM) e a proliferação celular neste tumor. Diante disso, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a TEM e potencial proliferativo em CEBs com a via HH ativada. MATERIAL E MÉTODOS: Vinte e três casos de CEBs GLI1 positivos foram submetidos à reação imuno-histoquímica para as proteínas Snail, Slug, Ncaderina, E-caderina, β-catenina e MCM3. As análises da imunoexpressão foram realizadas em front de invasão e ilhas tumorais e os dados clínico-patológicos foram avaliados e comparados. RESULTADOS: No front de invasão, os casos de CEBs apresentaram expressão positiva para Snail, Slug e MCM3 no núcleo das células tumorais e observou-se perda de expressão membranar e citoplasmática de E-caderina e β-catenina. A expressão positiva para N-caderina foi observada em 31,78% dos casos. Imunoexpressão de GLI1 foi associada com a perda de expressão de E-caderina (p<0,001), β-catenina membranar (p<0,001) e β-catenina citoplasmática (p=0,02). Nas ilhas tumorais, observou-se expressão nuclear GLI1, Snail, Slug e MCM3. E-caderina e β-catenina exibiram marcação positiva membranar restabelecida. Observou-se uma correlação positiva e estatisticamente significante entre GLI1 e Snail (p=0,05), Ecaderina (p=0,01) e β-catenina citoplasmática (p=0,04). A expressão de β-catenina membranar estava relacionada com presença de metástase em linfonodos e estadiamento clínico e GLI1 apresentou associação com o estadiamento clínico. CONCLUSÕES: A via HH pode atuar na regulação da expressão de fenótipo mesenquimal. A perda de expressão de E-caderina e β-catenina está relacionada a região de front, enquanto que a adesão celular se encontra reestabelecida em ilhas tumorais, de forma independente de MCM3. O padrão de expressão de N-caderina e Slug não refletem de forma significante o processo de TEM em CEBs com a via HH ativada. / INTRODUCTION/OBJECTIVE: The Hedgehog (HH) pathway is activated in the Oral Squamous Cell Carcinoma (OSCC) and may be related to the epithelialmesenchymal transition (EMT) and cellular proliferation in this tumor. The aim of the present study was to evaluate the EMT and the cell proliferative potential in OSCC with the activated HH pathway. MATERIAL AND METHODS: Twenty-three positive GLI1 OSCC cases were submitted to the immunohistochemical reaction for Snail, Slug, N-cadherin, E-cadherin, β-catenin and MCM3 proteins. Immunoexpression analyzes were performed in front of invasion and tumor nests and the clinical and pathological data were evaluated and compared. RESULTS: At the invasive front, OSCC cases showed positive expression for Snail, Slug and MCM3 in the nucleus of tumor cells and the loss of membrane and cytoplasmic expression of E-cadherin and β-catenin were observed. Positive expression for N-cadherin was observed in 31.78% of the cases. Immunoexpression of GLI1 was associated with loss of E-cadherin expression (p <0.001), membrane β-catenin (p <0.001) and cytoplasmic β-catenin (p = 0.02). In the tumor nests, it observes nuclear expression GLI1, Snail, Slug and MCM3. E-cadherin and β-catenin showed re-established membrane positive expression There was a positive and statistically significant correlation between GLI1, Snail (p = 0.05), Ecadherin (p = 0.01) and cytoplasmic β-catenin (p = 0.04). The expression of β-catenin membrane was related to the presence of matastasis in lymph nodes and to clinical staging and GLI1 was associated with clinical staging. CONCLUSIONS: The HH pathway may act to regulate the expression of mesenchymal phenotype. The loss of Ecadherin and β-catenin expression is related to the front region, while cell adhesion is re-established in tumor nests independently of MCM3. The expression pattern of Ncadherin and Slug do not significantly reflect the TEM process in positive GLI1 OSCC

Orientador: Sara Teresinha Olalla Saad / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-26T18:19:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 XavierFerrucio_JulianaMartins_D.pdf: 4222784 bytes, checksum: e2845997ddb128f2d29a2cabc667da17 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A hematopoiese, processo pelo qual a célula-tronco hematopoiética (CTH) dá origem a todas as células do sangue, é regulada através do seu contato com diversos tipos celulares que compõem o estroma da medula óssea, mantendo o balanço entre autorrenovação e diferenciação das CTHs, processos também regulados por vias de sinalização como a via Hedgehog e proteínas reguladoras de citoesqueleto como RhoGTPases. Sendo assim, os objetivos gerais do trabalho foram investigar a via Hedgehog na medula óssea de pacientes com síndromes mielodisplásica (SMD) e a função da ARHGAP21 na autorrenovação das CTH. Através de imunohistoquímica de bióspias de medula óssea de pacientes com SMD em comparação com anemia megaloblástica (usada como controle) observamos o aumento de células marcadas para os ligantes Sonic e Dessert Hedgehog e células positivas para c-Kit nas amostras de SMD. Em seguida, analisamos a expressão gênica dos membros da via Hedgehog em células totais de medula óssea de pacientes SMD e doadores normais. Não houve diferença na expressão de Patched (PTCH) em SMD em comparação com doadores saudáveis, porém quando as amostras são classificadas de acordo com a WHO 2008, observamos aumento significativo de PTCH nos pacientes com <5% de blastos na medula óssea (AR, ARSA e CRDM). As expressões tanto de GLI1 como de SUFU foram reduzidas nos pacientes SMD e no grupo de pacientes com ARSA, CRDM e CRDU quando comparados aos doadores normais. A expressão de SUFU também foi reduzida em grupo de pacientes SMD com > 5% de blastos na medula óssea (AREB-1 e 2). Observamos aumento de 7 vezes na expressão de SMO no grupo de SMD e de 14 vezes no grupo AREB-1 e 2 em comparação com doadores normais. Análises de sobrevida de Cox demonstraram que o aumento na expressão de SMO e a redução na expressão de PTCH são fatores independentes na sobrevida global dos pacientes com SMD. Além disso, confirmamos o aumento da ativação da via Hedgehog em células CD34+ de pacientes com SMD através do aumento da expressão dos alvos da via: GLI1, BMI1 e Nanog. Nossos dados indicam que a via Hedgehog está desregulada na medula óssea dos pacientes com SMD e o possível envolvimento dessa via na progressão da doença. Através do modelo murino Arhgap21+/- estudamos a importância dessa proteína na hematopoiese normal e observamos que esses animais apresentam redução nas diferenciações eritroide e megacariocítica juntamente com aumento da mobilização mielóide. Observamos ainda o aumento na frequência das CTHs de curta e longa duração na medula óssea dos heterozigotos. Esse aumento foi responsável pela maior recuperação no número de neutrófilos após indução de estresse hematopoiético nos animais Arhgap21+/-. Durante o transplante seriado de células de medula óssea observamos menor reconstituição após 4 semanas, juntamente com menor reconstituição a longo prazo nos animais que receberam células dos heterozigotos, sugerindo menor autorrenovação das CTHs nas células com redução da Arhgap21. O nicho medular dos animais Arhgap21+/- demonstrou redução no suporte inicial da hematopoiese o que foi relacionado à maior produção de ROS após irradição subletal dos heterozigotos. Juntos, esses resultados indicam que a ARHGAP21 tem importante papel na hematopoiese normal, pois participa de processos como a diferenciação, mobilização e autorrenovação das CTHs / Abstract: Hematopoiesis is a process by which hematopoietic stem cell (HSC) gives rise to all blood cells and it is regulated by HSC contact with different cell types that compose the bone marrow stroma and maintain the balance between HSC self-renewal and differentiation, processes that are also regulated by signaling pathways such as the Hedgehog and regulatory proteins of the cytoskeleton as RhoGTPases. The overall aims of this work were to investigate the Hedgehog pathway in myelodysplastic syndrome (MDS) bone marrow and the ARHGAP21 role in hematopoiesis. Immunohistochemistry assays revealed that MDS bone marrow biopsies showed increased Sonic and Dessert Hedgehog together with c-kit positive stained cells compared to megaloblastic anemia (used as control).We also analyzed gene expression of the Hedgehog pathway members in total cells from MDS bone marrow and healthy donors. There was no difference in Patched (PTCH) expression in MDS compared to healthy donors, however, when MDS samples were classified according to WHO 2008, we observed a significant increase in PTCH1 expression in MDS patients <5% bone marrow blast (RCUD, RCMD, ARSA). GLI1 and SUFU expressions were significantly reduced in the MDS patients and in the group of patients with RCUD, RCMD, ARSA, when compared to healthy donors. SUFU expression was also decreased in MDS patients > 5% bone marrow blast (RAEB-1 and RAEB-2) compared to controls. We also observed 7-fold increase of SMO transcripts in the MDS group and 14-fold increase in RAEB-1 and RAEB-2. Cox survival analyses showed that increased SMO and decreased PTCH expression were considered as independent factors influencing the survival of these patients. We also confirmed the enhanced Hedgehog activation in CD34+ cells from MDS patients through increased expression of the pathway targets: GLI1, BMI1 and Nanog. Together, our data indicate that the Hedgehog pathway is deregulated in MDS bone marrow and the possible role of that pathway in disease progression. Arhgap21+/- murine model study showed the importance of this protein in normal hematopoiesis as these animals showed alterations in erythroid and megakariocyte differentiation along with increased myeloid mobilization. We also observed increased short and long term HSC frequency in the heterozygous bone marrow. This increase was responsible for enhanced neutrophil reconstitution during induced hematopoietic stress in Arhgap21+/-. Serial bone marrow transplantation assay showed lower chimerism in peripheral blood 4 weeks after the transplant together with lower long term reconstitution in animals who received Arhgap21+/- bone marrow, indicating decreased HSC self-renew from heterozygous cells. Bone marrow niche of Arhgap21+/- animals showed a reduction in initial support hematopoiesis and this result was correlated with the increased ROS production from Arhgap21+/- bone marrow after sublethally irradiation. Taken together, our data indicate that ARHGAP21 has an important role in hematopoiesis regulating process such as differentiation, mobilization and self-renewal of HSC / Doutorado / Biologia Estrutural, Celular, Molecular e do Desenvolvimento / Doutora em Fisiopatologia Médica

Leiomioma (LMU) e leiomiossarcoma (LMSU) são tumores mesenquimais que se desenvolvem no útero e apresentam comportamento clínico variável. Ambos são neoplasias do miométrio (MM), com mesmo padrão de diferenciação celular, porém com progressão clínica completamente diferente. Até o momento, existe grande controvérsia quanto aos fatores relacionados ao surgimento dessas neoplasias e uma possível malignização de um leiomioma pré-existente. Foi demonstrado que a ativação da via de sinalização do Sonic hedgehog (SHH) está relacionada ao desenvolvimento de diversos tipos de tumor, uma vez que a mesma desempenha importante papel na proliferação e diferenciação celular. O objetivo desse trabalho foi avaliar o padrão de expressão transcricional e protéica de moléculas envolvidas na via do SHH em LMU e LMSU. Foram avaliados a expressão de 106 genes, por PCR em tempo real, e de sete proteínas (SHH, PTCH 1, SMO, SUFU GLI 1-3 e HHIP 1), por imunoistoquímica, em 176 amostras (20 MM, 103 LMU - incluindo 16 leiomiomas não convencionais/LMA e 37 LMSU). Os resultados mostraram que a expressão gênica e protéica foram similares nas amostras de LMAU e LMSU. A expressão de AXIN 2, FZD 2, CCND 1, FZD 6, ESR 1 e IFT 52 foi associada com a sobrevida livre de doença; FZD3, FZD 8 e WISP1 com sobrevida cancer específica nas pacientes com LMSU. As proteínas SMO, SUFU, GLI 1 e GLI 3 não foram expressas nas amostras de MM. SHH e SUFU mostraram correlação com sobrevida livre de doença nas pacientes com LMSU. De modogeral, o perfil de expressão das proteínas (exceto HHIP 1 e GLI 2), foi crescente entre as amostras de MM, LMU, LMAU e LMSU. Esse dado corrobora a hipótese de malignização dos leiomiomas. Adicionalmente, algumas das proteínas avaliadas têm sido alvos terapêuticos em pacientes com câncer. Assim, no futuro, novos tratamentos podem ser propostos para as mulheres com esse tipo de neoplasias / Leiomyoma (LMU) and leiomyosarcoma (LMSU) are uterine mesenchymal tumors with variable clinical behavior. Both are myometrial (MM) neoplasms that show the same pattern of cell differentiation, but with completely different clinical progression. To date, there are controversies about these neoplasias devolopement-related factors and a possible malignant transformation of a pre-existing leiomyoma. It was demonstrated that activation of the Sonic Hedgehog (SHH) signaling pathway is related to the development of several tumors, due to its activity in the cell proliferation and differentiation. The aim of this study was to evaluate the transcriptional and protein expression profile of the SHH pathway molecules in LMU and LMSU. It was evaluated 106 genes, by quantitative real time PCR, and seven proteins (SHH, PTCH 1, SMO, SUFU, GLI 1-3 and HHIP 1), by immunohistochemistry, in 176 samples (20 MM, 103 LMU - including 16 unconventional leiomyoma /LMAU and 37 LMSU). The results show that the gene and protein expression were similar for LMAU and LMSU samples. The gene expression of AXIN 2, FZD 2, CCND 1, FZD 6, ESR 1 and IFT 52 was associated with disease free survival; and FZD3, FZD 8 and WISP1 with cancer specific survival in patient with LMSU. No SMO, SUFU, GLI 1 and GLI 3 protein expression was observed in the MM samples. SHH and SUFU proteins were correlated with disease-free survival in patients with LMS. LMU, LMAU and LMSU samples displayed increased expression of all SHH proteins (except HHIP 1 and GLI 2). These data corroborate with the leiomyoma malignant transformation hypothesis. Moreover, some proteins evaluated have been used as therapeutic target for cancer patients. In the near future, new treatment strategies might be proposed for women with these neoplasias

Leiomioma (LMU) e leiomiossarcoma (LMSU) são tumores mesenquimais que se desenvolvem no útero e apresentam comportamento clínico variável. Ambos são neoplasias do miométrio (MM), com mesmo padrão de diferenciação celular, porém com progressão clínica completamente diferente. Até o momento, existe grande controvérsia quanto aos fatores relacionados ao surgimento dessas neoplasias e uma possível malignização de um leiomioma pré-existente. Foi demonstrado que a ativação da via de sinalização do Sonic hedgehog (SHH) está relacionada ao desenvolvimento de diversos tipos de tumor, uma vez que a mesma desempenha importante papel na proliferação e diferenciação celular. O objetivo desse trabalho foi avaliar o padrão de expressão transcricional e protéica de moléculas envolvidas na via do SHH em LMU e LMSU. Foram avaliados a expressão de 106 genes, por PCR em tempo real, e de sete proteínas (SHH, PTCH 1, SMO, SUFU GLI 1-3 e HHIP 1), por imunoistoquímica, em 176 amostras (20 MM, 103 LMU - incluindo 16 leiomiomas não convencionais/LMA e 37 LMSU). Os resultados mostraram que a expressão gênica e protéica foram similares nas amostras de LMAU e LMSU. A expressão de AXIN 2, FZD 2, CCND 1, FZD 6, ESR 1 e IFT 52 foi associada com a sobrevida livre de doença; FZD3, FZD 8 e WISP1 com sobrevida cancer específica nas pacientes com LMSU. As proteínas SMO, SUFU, GLI 1 e GLI 3 não foram expressas nas amostras de MM. SHH e SUFU mostraram correlação com sobrevida livre de doença nas pacientes com LMSU. De modogeral, o perfil de expressão das proteínas (exceto HHIP 1 e GLI 2), foi crescente entre as amostras de MM, LMU, LMAU e LMSU. Esse dado corrobora a hipótese de malignização dos leiomiomas. Adicionalmente, algumas das proteínas avaliadas têm sido alvos terapêuticos em pacientes com câncer. Assim, no futuro, novos tratamentos podem ser propostos para as mulheres com esse tipo de neoplasias / Leiomyoma (LMU) and leiomyosarcoma (LMSU) are uterine mesenchymal tumors with variable clinical behavior. Both are myometrial (MM) neoplasms that show the same pattern of cell differentiation, but with completely different clinical progression. To date, there are controversies about these neoplasias devolopement-related factors and a possible malignant transformation of a pre-existing leiomyoma. It was demonstrated that activation of the Sonic Hedgehog (SHH) signaling pathway is related to the development of several tumors, due to its activity in the cell proliferation and differentiation. The aim of this study was to evaluate the transcriptional and protein expression profile of the SHH pathway molecules in LMU and LMSU. It was evaluated 106 genes, by quantitative real time PCR, and seven proteins (SHH, PTCH 1, SMO, SUFU, GLI 1-3 and HHIP 1), by immunohistochemistry, in 176 samples (20 MM, 103 LMU - including 16 unconventional leiomyoma /LMAU and 37 LMSU). The results show that the gene and protein expression were similar for LMAU and LMSU samples. The gene expression of AXIN 2, FZD 2, CCND 1, FZD 6, ESR 1 and IFT 52 was associated with disease free survival; and FZD3, FZD 8 and WISP1 with cancer specific survival in patient with LMSU. No SMO, SUFU, GLI 1 and GLI 3 protein expression was observed in the MM samples. SHH and SUFU proteins were correlated with disease-free survival in patients with LMS. LMU, LMAU and LMSU samples displayed increased expression of all SHH proteins (except HHIP 1 and GLI 2). These data corroborate with the leiomyoma malignant transformation hypothesis. Moreover, some proteins evaluated have been used as therapeutic target for cancer patients. In the near future, new treatment strategies might be proposed for women with these neoplasias

Submitted by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2015-05-12T13:22:54Z No. of bitstreams: 1 Manuela Torres Andion Vidal Estudo...2015.pdf: 4528048 bytes, checksum: dbdb598bed619445f96ad9d571f8324e (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2015-05-12T13:23:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Manuela Torres Andion Vidal Estudo...2015.pdf: 4528048 bytes, checksum: dbdb598bed619445f96ad9d571f8324e (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-12T13:23:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Manuela Torres Andion Vidal Estudo...2015.pdf: 4528048 bytes, checksum: dbdb598bed619445f96ad9d571f8324e (MD5) Previous issue date: 2015 / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil / O adenoma pleomórfico (AP), o carcinoma mucoepidermóide (CME) e o carcinoma adenóide cístico (CAC) representam tumores frequentes em glândula salivar. A via de sinalização Sonic Hedgehog (Hh) e o Transdutor de sinal e ativador da transcrição 3 (STAT3) desempenham funções importantes na proliferação celular, favorecendo o desenvolvimento tumoral e a proteína MCM3 tem sido considerada uma nova classe de marcadores de proliferação celular. Portanto, o presente trabalho propõe-se a estudar componentes da via Hh, bem como o STAT3 e o MCM3 em neoplasias de glândula salivar, na tentativa de adicionar informações sobre as características biológicas dessas neoplasias. Foram utilizados 9 casos de AP, 17 casos de CAC e 20 casos de CME e, por meio da técnica imunoistoquímica, realizou-se a detecção das seguintes proteínas: SHH, GLI1, SUFU, HHIP, STAT3 e MCM3. No AP, observou-se alta expressão citoplasmática de SHH e SUFU, e baixa expressão de STAT3 e MCM3. No CAC, observou-se alta expressão de GLI1, HHIP e STAT3 e baixa expressão de SHH, SUFU e MCM3. No CME, observou-se alta expressão de SHH, GLI1, SUFU e HHIP e baixa expressão de STAT3 e MCM3. Quando comparado entre os tipos tumorais, observou-se diferença estatisticamente significante para expressão de SHH (p=0.0064), STAT3 (p=0.0003) e MCM3 (p=0.0257). Ao comparar a marcação parenquimal e estromal, observou-se maior expressão em parênquima para todos os tumores (p<0.05). Em glândula salivar normal, observou-se marcação citoplasmática das células ductais para SHH, GLI1, SUFU e HHIP, uma discreta marcação citoplasmática para STAT3 e ausência de marcação para MCM3. Não foi observada correlação entre a via Hh e STAT3 nos tumores de glândula salivar (p>0.05). Os resultados desse trabalho apontam para uma possível participação da via Hh na morfogênese e no desenvolvimento do AP, CAC e CME, assim como a participação do STAT3 no desenvolvimento do CAC. Em adição, o MCM3 não parece ser um bom marcador de proliferação para tumores de glândula salivar. Sugerimos que novos estudos sejam realizados visando compreender o mecanismo pelo qual a via Hh e o STAT3 promovem o crescimento e progressão desses tumores e identificar inibidores dessas vias. / The pleomorphic adenoma (PA), mucoepidermoid carcinoma (MEC) and the adenoid cystic carcinoma (ACC) are common tumors arising from salivary glands. The Sonic Hedgehog signaling pathway (Hh) and signal transducer and activator of transcription 3 (STAT3) play important roles in cell proliferation, favoring tumor growth. The MCM3 protein has been considered as a novel class of cell proliferation markers. The aim of this investigation was to study components of the Hh pathway, as well as STAT3 and MCM3 in salivary gland neoplasms in an attempt to add information about the biological characteristics of these neoplasms. We used 9 cases of PA, 17 cases of ACC and 20 cases of MEC. Using immunohistochemistry, were investigated: SHH, GLI1, Sufu, HHIP, STAT3 and MCM3. In PA, there was high expression of cytoplasmic SHH and Sufu, and low expression of STAT3 and MCM3. In the ACC, there was high expression of GLI1, HHIP and STAT3 and low expression of SHH, SUFU and MCM3. In the MEC, we observed high expression of SHH, GLI1, SUFU and HHIP and low expression of STAT3 and MCM3. There was a statistically significant difference between SHH (p=0.0064), STAT3 (p=0.0003) and MCM3 (p=0.0257) when all tumors were compared. And a higher expression in parenchyma for all tumors when stroma and parenchyma were compared (p<0.05). In normal salivary gland, ductal segment showed imunolabeling for SHH, GLI1, SUFU and HHIP, a discrete cytoplasmic labeling for STAT3 and MCM3 was negative. No correlation was observed between the Hh pathway and STAT3 in salivary gland tumors (p>0.05). The findings suggest a possible role of Hh pathway in the morphogenesis and development of AP, CAC and CME, as well as the participation of STAT3 in the development of ACC. In addition, the MCM3 did not seem to be a good marker of proliferation for salivary gland tumors. It is important that further studies be conducted to understand the mechanism by which the Hh pathway and the STAT3 promote the growth and progression of these tumors and inhibitors of these pathways might be identified.