A proteína colibistina (CB), uma Rho GEF neuro-especifica, apresenta papel importante na formação e funcionamento das sinapses inibitórias do sistema nervoso central por interagir com a proteína scaffold gefirina e com receptores GABAA e promover o agrupamento e transporte dessas proteínas para a membrana pós-sináptica. Recentemente, nosso grupo de pesquisa identificou interação de CB com um complexo proteico que controla o início da tradução em eucariotos (complexo eIF3), o que sugeriu pela primeira vez que essa proteína pode estar envolvida também na regulação da tradução em células neurais. Ainda, já havia sido descrito que gefirina, parceira funcional de CB, interage com mTOR, uma quinase que desempenha papel fundamental no controle do início da tradução. Contudo, até o momento não havia estudos adicionais investigando o papel de CB neste cenário. Assim sendo, o presente trabalho teve como objetivo investigar o envolvimento da proteína CB no controle do início da síntese proteica mediada pela via de sinalização mTORC1. Foram utilizados dois modelos experimentais: i) um sistema de expressão heteróloga - superexpressão de CB em células HEK293T, e ii) um modelo endógeno de expressão - células neuroprogenitoras derivadas de células-tronco pluripotentes induzidas (iNPCs) provenientes de indivíduos controles e de um paciente com deleção no gene da CB. Por meio de experimentos de coimunoprecipação nós verificamos que CB interage fisicamente com mTOR nos dois modelos experimentais utilizados. Ainda, nossos resultados mostraram que CB parece modular a atividade da via mTORC1, e nas iNPCs derivadas do paciente a ausência de CB leva a um aumento na ativação desta via de sinalização. Em concordância com esses resultados, nós observamos aumento em neo-síntese proteica nas iNPCs provenientes do paciente, o que pode ser um mecanismo patofisiológico contribuindo para as alterações cognitivas e comportamentais observadas no paciente. Embora estudos adicionais sejam necessários para melhor entender os mecanismos moleculares deste controle de início de tradução mediado por CB, nós sugerimos um modelo no qual CB, por interagir fisicamente com mTOR e eIF3, sequestra estas proteínas e impede que mTOR ative seus alvos e desencadeie a formação do complexo de inicio de tradução. Em conclusão, nossos resultados oferecem novas evidências do envolvimento de CB no controle da síntese proteica / Collybistin (CB), a neural specific RhoGEF, plays key roles in inhibitory synapse formation and function that cluster and localize the scaffold protein gephyrin and GABAA receptors to the neural postsynaptic membrane. We have recently reported that CB interacts with a protein complex that controls translation initiation in eukaryotic cells (eIF3 complex), which suggested for the first time that this protein may also act as regulator of protein synthesis in neural cells. Moreover, it has been previously described that gephyrin, the CB functional partner, interacts with mTOR, a kinase that plays a pivotal role in the control of translation initiation. However, until now there were no further studies investigating the role of CB in this scenario. The purpose of this study was to investigate if CB is involved in the control of translational initiation mediated by the mTORC1 signaling pathway. Two experimental models were used: i) a heterologous expression system - overexpression of CB in HEK293T cells, and ii) an endogenous expression model - neural progenitor cells derived from induced pluripotent stem cells (iNPCs) from control individuals and a patient with a deletion of the entire CB gene. We performed coimmunoprecipitation experiments and verified that CB physically interacts with mTOR both in 293T cells and in control iNPCs. In addition, our results show that CB appears to modulate the activity of mTORC1 pathway, and the absence of CB leads to increased mTORC1 signaling activation in patient\' iNPCs. In agreement with these results, we observed increased de novo cap-dependent translation in patient cells, which could be a pathophysiological mechanism contributing to cognitive and behavioral abnormalities observed in the patient. Although further studies are needed to better understand the molecular details of CB-mediated translational control, we suggest a model whereby CB, by physically interacting with mTOR and eIF3, sequesters these proteins, thereby preventing both the ability of mTOR to activate its targets and the formation of the translational initiation complex. In conclusion, our results offer new insights into the role of CB in protein synthesis control

A proteína colibistina (CB), uma Rho GEF neuro-especifica, apresenta papel importante na formação e funcionamento das sinapses inibitórias do sistema nervoso central por interagir com a proteína scaffold gefirina e com receptores GABAA e promover o agrupamento e transporte dessas proteínas para a membrana pós-sináptica. Recentemente, nosso grupo de pesquisa identificou interação de CB com um complexo proteico que controla o início da tradução em eucariotos (complexo eIF3), o que sugeriu pela primeira vez que essa proteína pode estar envolvida também na regulação da tradução em células neurais. Ainda, já havia sido descrito que gefirina, parceira funcional de CB, interage com mTOR, uma quinase que desempenha papel fundamental no controle do início da tradução. Contudo, até o momento não havia estudos adicionais investigando o papel de CB neste cenário. Assim sendo, o presente trabalho teve como objetivo investigar o envolvimento da proteína CB no controle do início da síntese proteica mediada pela via de sinalização mTORC1. Foram utilizados dois modelos experimentais: i) um sistema de expressão heteróloga - superexpressão de CB em células HEK293T, e ii) um modelo endógeno de expressão - células neuroprogenitoras derivadas de células-tronco pluripotentes induzidas (iNPCs) provenientes de indivíduos controles e de um paciente com deleção no gene da CB. Por meio de experimentos de coimunoprecipação nós verificamos que CB interage fisicamente com mTOR nos dois modelos experimentais utilizados. Ainda, nossos resultados mostraram que CB parece modular a atividade da via mTORC1, e nas iNPCs derivadas do paciente a ausência de CB leva a um aumento na ativação desta via de sinalização. Em concordância com esses resultados, nós observamos aumento em neo-síntese proteica nas iNPCs provenientes do paciente, o que pode ser um mecanismo patofisiológico contribuindo para as alterações cognitivas e comportamentais observadas no paciente. Embora estudos adicionais sejam necessários para melhor entender os mecanismos moleculares deste controle de início de tradução mediado por CB, nós sugerimos um modelo no qual CB, por interagir fisicamente com mTOR e eIF3, sequestra estas proteínas e impede que mTOR ative seus alvos e desencadeie a formação do complexo de inicio de tradução. Em conclusão, nossos resultados oferecem novas evidências do envolvimento de CB no controle da síntese proteica / Collybistin (CB), a neural specific RhoGEF, plays key roles in inhibitory synapse formation and function that cluster and localize the scaffold protein gephyrin and GABAA receptors to the neural postsynaptic membrane. We have recently reported that CB interacts with a protein complex that controls translation initiation in eukaryotic cells (eIF3 complex), which suggested for the first time that this protein may also act as regulator of protein synthesis in neural cells. Moreover, it has been previously described that gephyrin, the CB functional partner, interacts with mTOR, a kinase that plays a pivotal role in the control of translation initiation. However, until now there were no further studies investigating the role of CB in this scenario. The purpose of this study was to investigate if CB is involved in the control of translational initiation mediated by the mTORC1 signaling pathway. Two experimental models were used: i) a heterologous expression system - overexpression of CB in HEK293T cells, and ii) an endogenous expression model - neural progenitor cells derived from induced pluripotent stem cells (iNPCs) from control individuals and a patient with a deletion of the entire CB gene. We performed coimmunoprecipitation experiments and verified that CB physically interacts with mTOR both in 293T cells and in control iNPCs. In addition, our results show that CB appears to modulate the activity of mTORC1 pathway, and the absence of CB leads to increased mTORC1 signaling activation in patient\' iNPCs. In agreement with these results, we observed increased de novo cap-dependent translation in patient cells, which could be a pathophysiological mechanism contributing to cognitive and behavioral abnormalities observed in the patient. Although further studies are needed to better understand the molecular details of CB-mediated translational control, we suggest a model whereby CB, by physically interacting with mTOR and eIF3, sequesters these proteins, thereby preventing both the ability of mTOR to activate its targets and the formation of the translational initiation complex. In conclusion, our results offer new insights into the role of CB in protein synthesis control

Submitted by LUIS GABRIEL RIVERA CALDERON (lgriveramvz@gmail.com) on 2018-05-02T17:50:21Z No. of bitstreams: 1 Tese_Luis_Gabriel_Rivera_Calderon.pdf: 12272198 bytes, checksum: 78d4519bb4d6661c6d6284b28f290374 (MD5) / Rejected by Alexandra Maria Donadon Lusser Segali null (alexmar@fcav.unesp.br), reason: Solicitamos que sejam feitas as correções listadas abaixo: O arquivo PDF submetido no repositório deve conter ficha catalográfica e certificado de aprovação (documentos obrigatórios). Favor inserir os mesmos no arquivo PDF e fazer novamente a submissão. Agradecemos a compreensão. on 2018-05-02T18:50:24Z (GMT) / Submitted by LUIS GABRIEL RIVERA CALDERON (lgriveramvz@gmail.com) on 2018-05-03T11:50:35Z No. of bitstreams: 1 Tese Luis Gabriel Rivera.pdf: 12908129 bytes, checksum: a2bb73ad103cbc2de776d2b460919a3c (MD5) / Approved for entry into archive by Alexandra Maria Donadon Lusser Segali null (alexmar@fcav.unesp.br) on 2018-05-04T18:04:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 riveracalderon_lg_dr_jabo.pdf: 12908129 bytes, checksum: a2bb73ad103cbc2de776d2b460919a3c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-04T18:04:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 riveracalderon_lg_dr_jabo.pdf: 12908129 bytes, checksum: a2bb73ad103cbc2de776d2b460919a3c (MD5) Previous issue date: 2018-03-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / O câncer é uma doença complexa que precisa de um microambiente favorável para seu crescimento e progressão. Esse microambiente tumoral esta constituido por células neoplásicas, vasos sanguíneos, células imunes, fibroblastos e a matriz extracellular (MEC). Geralmente, as células neoplásicas apresentam modificações nas suas vias de sinalização. No homem, a via mTOR/4E-BP1/eIF4E foi descrita como alterada em diferentes tumores, incluindo o câncer de próstata (CP).Além do homem, o cão é espécie doméstica que desenvolve com mais frequência o CP, sendo considerada um potencial modelo para estudos na área de Oncologia Comparada. Devido à limitada informação sobre a via mTOR/4E-BP1/eIF4E e os componentes da MEC nos CP caninos, o objetivo deste estudo foi avaliar a expressão gênica e protéica de mTOR, 4E-BP-1 e eIF4E neste tipo de tumor. Outrossim, avaliar a expressão dos colágenos (C-I e C-III) pela técnica Picrosirius (PSR) e imuno-histoquímica no tecido prostático normal e neoplásico. Foram utilizadas 35 amostras de tecido prostático caninos. Identificou-se alta expressão protéica de p-mTOR e eIF4E nos CP caninos com alto GS (≥ 8), assim como, correlação positiva entre essas proteínas. Nos colágenos não foi observada diferença de expressão quando comparadas amostras de próstata normal e CP canino. De forma similar com o CP humano, estes resultados sugerem que p-mTOR e eIF4E podem ser bons marcadores para o processo carcinogênico prostático canino e estão correlacionados com alto GS. Além disso, a distribuição de colágenos foi similar no tecido prostático normal e neoplásico. / Cancer is a complex disease that needs a favorable microenvironment for its growth and progression. This tumor microenvironment consists of neoplastic cells, blood vessels, immune cells, fibroblasts and extracellular matrix (ECM). Generally, neoplastic cells show modification in their signaling pathways. In men, the mTOR/4EBP1/eIF4E pathway has been described as altered in different tumors, including prostate cancer (PC). Apart from men, the dog is the only species that develops with high frequency the PC, being considered a potential model for comparative oncology initiatives. Due to limited information on this pathway and ECM components in canine tumors, this study aimed to investigate mTOR, 4E-BP1 and eIF4E gene and protein expression in canine PC. Additionally, to evaluate the expression of collagens (C-I and C-III) by Picrosirius Red and Immunohistochemistry in normal samples and canine PC. Were used a total of 35 formalin-fixed paraffin-embedded (FFPE) samples from canine prostatic tissue. We identified higher p-mTOR and eIF4E protein levels in the canine PC with higher GS (≥ 8), as well as, significant positive correlation between these proteins. No difference statistical was observed in the collagen expression between normal samples and canine PC. Similar to human PC; our data suggested that p-mTOR and eIF4E good markers for canine prostatic carcinogenic process and are correlated with higher GS. Also, the distribution and collagen levels are similar in normal and neoplastic canine prostate. / 443884/2014-5

O carcinoma mucoepidermóide (CME) é o tumor mais comum entre as neoplasias malignas de glândula salivar. Recentemente, uma rara população de células com características de multipotência, autorrenovação e potencial tumorigênico, denominadas como células tronco tumorais (CTT), foi descrita no CME. As CTT são resistentes as terapias atuais, e têm sido consideradas responsáveis pela recorrência e metástase, levando a um pior prognóstico para o paciente. A descoberta de que as CTT do CME superexpressam componentes da via de sinalização mTOR, levantou a hipótese que os pacientes poderiam ser beneficiados com o uso inibidores de mTOR como terapia para eliminação das CTT. O objetivo desse estudo foi avaliar o potencial uso de inibidores de mTOR como terapia para o CME com foco em CTT, assim como, investigar o funcionamento da via de sinalização mTOR e os efeitos moleculares do tratamento com inibidores dessa via nas CTT do CME. Foi realizada imuno-histoquímica para p-mTOR e p-S6K-1 em casos de pacientes diagnosticados com CME, os resultados foram correlacionados com os dados clínicos dos pacientes e também foi realizada dupla marcação por imunofluorescência para ALDH/p-mTOR. Estudos in vitro foram realizados em 3 linhagens de CME (UM-HMC-1, -3A, -3B) e com inibidores da via de sinalização mTOR. Após exposição aos inibidores, realizou-se ensaios de western blot (proteínas da via mTOR e BMI-1), citometria de fluxo para ALDH/CD44; salisfera; e apoptose, esse último comparando com quimioterápicos utilizados atualmente. Adicionalmente, foi utilizado o silenciamento genético de mTOR para confirmar os resultados obtidos com inibidores químicos. Por fim, foram realizados ensaios in vivo com as células silenciadas e com o inibidor de mTOR tensirolimo. Os resultados evidenciaram que a via de sinalização mTOR está ativa no CME, é correlacionada com pior prognóstico clínico e está superexpressa nas CTT. O tratamento com inibidores da via mTOR levaram a diminuição da fração de CTT, devido a perda de autorrenovação e apoptose das CTT. A apoptose, junto a diminuição de p-AKT revelada por western blot, sugeriram que esteja ocorrendo inibição de mTORC2 nas CTT, um importante componente na eficácia do tratamento com inibição de mTOR no câncer. Além disso, também houve redução de vasos sanguíneos, nichos das CTT, e diminuição do crescimento tumoral com uso de inibidores ou silenciando mTOR in vivo. Coletivamente, os resultados mostraram que a inibição de mTOR foi capaz de agir nas CTT por mecanismos diretos (indução de apoptose e diminuição da autorrenovação) e indiretamente através da redução de angiogênese, sugerindo que o uso de inibidores de mTOR no tratamento do CME é uma estratégia molecular eficiente para a redução de CTT, e uma potencial terapia adjuvante. / Mucoepidermoid carcinoma (MEC) is the most common tumor among malignant salivary gland neoplasms. Recently, a rare population of multipotent, self-renewing, and tumorigenic cells, termed cancer stem cells (CSC), was described in MEC. CSC are resistant to current therapies, and have been considered responsible for recurrence and metastasis, leading to worse patient prognosis. The discovery that CSC from MEC overexpressed the mTOR signaling pathway raised the hypothesis that use of mTOR inhibitors as therapy for CSC elimination could benefit patients. The objective of this study was to evaluate the potential use of mTOR inhibitors as a therapy for MEC targeting CTT, as well to investigate the functioning of mTOR signaling pathway and the molecular effects of treatment with mTOR inhibitors in MEC CSC. Immunohistochemistry was performed for p-mTOR and p-S6K-1 in paraffin samples from patients diagnosed with MEC and results were correlated with clinical data, in addition, co-immunoflorescence was performed for ALDH/p-mTOR. In vitro studies were performed with 3 MEC cell lines (UM-HMC-1, -3A, -3B) and with inhibitors of the mTOR signaling pathway. After exposure to inhibitors the following assays were performed: western blot (mTOR signaling pathway proteins and BMI-1), flow cytometry for ALDH/CD44, salispheres, and apoptosis, the latter comparing with currently chemotherapeutic agents used as treatment for cancer patients. In addition, mTOR genetically silent was used to confirm results with chemical inhibitors. Finally, in vivo assays were performed with knockdown cells and with mTOR inhibitor temsirolimus treatment. Results showed that mTOR signaling pathway is active in MEC, it is correlated with worse clinical prognosis and it is overexpressed in CSC. Treatment with inhibitors of mTOR signaling pathway led to a decrease in CSC fraction, caused by loss of self-renewal and apoptosis. Apoptosis, together with the decrease in p-AKT revealed by western blot, suggest that inhibition of mTORC2, an important compound in the efficacy of mTOR inhibition for cancer treatment, is occurring. In addition, there was reduction of blood vessels, CSC niches, and decreased tumor growth using mTOR inhibitors or silencing mTOR. Collectively, results showed that inhibition of mTOR was able to act in CSC by direct mechanisms (induction of apoptosis, decreased self-renewal) and indirectly through reduction of angiogenesis, suggesting that the use of mTOR inhibitors in treatment of MEC is an efficient molecular strategy to reduce fraction of CSC, and a potential therapy.