O splicing alternativo é um processo pelo qual os exons de um transcrito primário são ligados de diferentes maneiras durante o processamento do RNA, levando à síntese de proteínas distintas. Compreende um importante mecanismo na expressão gênica de eucariotos, responsável pelo aumento da diversidade proteômica e, portanto da capacidade codificante do genoma. Diferentes mecanismos parecem afetar a regulação do splicing alternativo, incluindo estresse metabólico. No presente estudo, foi realizada uma análise detalhada de sequências ORESTES de tecidos de cabeça e pescoço. Essa análise revelou que o ganho de sequências exônicas é mais freqüente que sua perda, e que a regra GT/AG é predominante em sítios de splicing. Nós observamos que o splicing alternativo geralmente não altera a matriz de leitura, mas pode afetar um domínio protéico e remover ou adicionar novos sítios de fosforilação e glicosilação. Elementos reguladores potenciais e elementos repetitivos foram freqüentes nas sequências alternativas e nas suas vizinhas. A expressão de isoformas de splicing potenciais foi investigada em diferentes tecidos, incluindo sob condições de estresse. Foram validados cerca de 50 eventos de splicing novos em células normais e tumorais. Diversas variantes, tais como aquelas dos genes HNRNPK, ACTN1, BAT3, CEP192, MPV17, PDK1, PRKAR1A, RAG1AP1 e TRIP6 mostraram padrões de expressão distintos em diferentes tipos celulares, em amostras normais e tumorais de pacientes com carcinoma de cabeça e pescoço e, em alguns casos, em diferentes estágios do tumor. Também foi validado um transcrito novo do gene RIPK2, responsável por codificar uma quinase de serine/treonine que ativa a via de sinalização NF-kB, e foi observada uma mudança na expressão dessa variante em resposta ao estresse térmico in vitro. Ainda não está claramente definido se o splicing alternativo é causa ou conseqüência do processo neoplásico. Nossos dados adicionam informações novas a esse tópico e fornecem alguns exemplos que evidenciam a importância do processamento do RNA na regulação da expressão gênica, tanto em condições normais como de doença. / Alternative splicing is a process by which the exons of the primary gene transcript are linked in different ways during RNA processing resulting in distinctive proteins. It is an important mechanism in eukaryotic gene expression that enhances proteome diversity and, therefore, the coding capacity of the genome. Different mechanisms seem affect alternative splicing regulation, including metabolic stresses. In the present study, a detailed informatics analysis of ORESTES sequences from head and neck tissues was performed. This in silico analysis revealed that gain of exon sequences is more frequent than exon skipping and GT/AG rule is predominant in splice sites. We observed that alternative splicing usually does not alter the reading frame but may disrupt a protein domain and remove or add new phosphorylation and glycosylation sites. Repetitive and potential regulator elements were frequent in the alternative sequences or in their neighbors. The expression of putative splicing isoforms was investigated in different tissues, including upon stress conditions. We validated approximately 50 new splicing events in normal and tumor cells. Several variants, such as those from HNRNPK, ACTN1, BAT3, CEP192, MPV17, PDK1, PRKAR1A, RAG1AP1 and TRIP6 genes showed distinctive expression pattern in different cell types, in normal and cancer samples from head and neck carcinoma patients and, in some cases, in different tumor stages. We also validated a new transcript of RIPK2 gene, which codes a serine/threonine kinase that activates the NF-kB pathway, and observed a shift in the expression of this variant as a response to temperature stress in vitro. It is currently not clear whether alternative splicing is the cause or the consequence of the neoplastic process. Our data add new information to this topic and provide some examples on the importance of RNA processing in gene expression regulation, both in normal and disease conditions.

O splicing alternativo é um processo pelo qual os exons de um transcrito primário são ligados de diferentes maneiras durante o processamento do RNA, levando à síntese de proteínas distintas. Compreende um importante mecanismo na expressão gênica de eucariotos, responsável pelo aumento da diversidade proteômica e, portanto da capacidade codificante do genoma. Diferentes mecanismos parecem afetar a regulação do splicing alternativo, incluindo estresse metabólico. No presente estudo, foi realizada uma análise detalhada de sequências ORESTES de tecidos de cabeça e pescoço. Essa análise revelou que o ganho de sequências exônicas é mais freqüente que sua perda, e que a regra GT/AG é predominante em sítios de splicing. Nós observamos que o splicing alternativo geralmente não altera a matriz de leitura, mas pode afetar um domínio protéico e remover ou adicionar novos sítios de fosforilação e glicosilação. Elementos reguladores potenciais e elementos repetitivos foram freqüentes nas sequências alternativas e nas suas vizinhas. A expressão de isoformas de splicing potenciais foi investigada em diferentes tecidos, incluindo sob condições de estresse. Foram validados cerca de 50 eventos de splicing novos em células normais e tumorais. Diversas variantes, tais como aquelas dos genes HNRNPK, ACTN1, BAT3, CEP192, MPV17, PDK1, PRKAR1A, RAG1AP1 e TRIP6 mostraram padrões de expressão distintos em diferentes tipos celulares, em amostras normais e tumorais de pacientes com carcinoma de cabeça e pescoço e, em alguns casos, em diferentes estágios do tumor. Também foi validado um transcrito novo do gene RIPK2, responsável por codificar uma quinase de serine/treonine que ativa a via de sinalização NF-kB, e foi observada uma mudança na expressão dessa variante em resposta ao estresse térmico in vitro. Ainda não está claramente definido se o splicing alternativo é causa ou conseqüência do processo neoplásico. Nossos dados adicionam informações novas a esse tópico e fornecem alguns exemplos que evidenciam a importância do processamento do RNA na regulação da expressão gênica, tanto em condições normais como de doença. / Alternative splicing is a process by which the exons of the primary gene transcript are linked in different ways during RNA processing resulting in distinctive proteins. It is an important mechanism in eukaryotic gene expression that enhances proteome diversity and, therefore, the coding capacity of the genome. Different mechanisms seem affect alternative splicing regulation, including metabolic stresses. In the present study, a detailed informatics analysis of ORESTES sequences from head and neck tissues was performed. This in silico analysis revealed that gain of exon sequences is more frequent than exon skipping and GT/AG rule is predominant in splice sites. We observed that alternative splicing usually does not alter the reading frame but may disrupt a protein domain and remove or add new phosphorylation and glycosylation sites. Repetitive and potential regulator elements were frequent in the alternative sequences or in their neighbors. The expression of putative splicing isoforms was investigated in different tissues, including upon stress conditions. We validated approximately 50 new splicing events in normal and tumor cells. Several variants, such as those from HNRNPK, ACTN1, BAT3, CEP192, MPV17, PDK1, PRKAR1A, RAG1AP1 and TRIP6 genes showed distinctive expression pattern in different cell types, in normal and cancer samples from head and neck carcinoma patients and, in some cases, in different tumor stages. We also validated a new transcript of RIPK2 gene, which codes a serine/threonine kinase that activates the NF-kB pathway, and observed a shift in the expression of this variant as a response to temperature stress in vitro. It is currently not clear whether alternative splicing is the cause or the consequence of the neoplastic process. Our data add new information to this topic and provide some examples on the importance of RNA processing in gene expression regulation, both in normal and disease conditions.

Os genes eucarióticos, em sua maioria, são divididos em exons e introns, requerendo processamento do RNAm para remover as sequências intrônicas e juntar os exons (splicing). As bordas exon/intron são definidas por sítios de splice que normalmente são reconhecidos com alta fidelidade, gerando os mesmos RNAms processados a cada vez. Apesar desse reconhecimento preciso, tem sido observada a junção de exons de maneiras alternativas (splicing alternativo), foco de muitos estudos recentes devido à sua importância em vários processos biológicos. Este processamento alternativo do RNAm pode ser principalmente de três tipos: exclusão de exon, no qual um exon pode ser incluído ou não no RNAm maduro; uso alternativo de sítios de splice, resultando em exons mais longos ou mais curtos e retenção de intron, o tipo menos estudado, no qual uma sequência intrônica é mantida no RNAm maduro. Um dos aspectos cruciais no entendimento de splicing alternativo é conhecer os mecanismos que levam à geração de diferentes transcritos. Coerente com a importância dos sítios de splice no splicing de RNAms, a retenção de intron parece ser causada por falha no reconhecimento daqueles que são sub-ótimos. Como os sítios de splice são reconhecidos aos pares ao se estabelecer uma ponte através de exons ou introns, dependendo de qual é mais curto, uma falha no reconhecimento de um exon ou de um intron leva a diferentes tipos de splicing alternativo (exclusão de exon ou retenção de intron, respectivamente). Desta forma, acredita-se que a ocorrência de retenção de intron esteja também associada a uma falha no reconhecimento de introns curtos. Embora estudos de introns retidos individuais tenham abordado estas questões, poucas análises sistemáticas de grandes quantidades de dados foram conduzidas sobre as características gerais que levam à retenção de intron. Para este fim, realizamos uma análise de bioinformática de sequências do genoma e transcriptoma (RNAm) humanos armazenadas em formato de computador. Para realizar as análises computacionais, desenvolvemos um sistema de anotação de splicing alternativo completo. Particionamos os eventos de retenção de intron identificados em sequências expressas pelo nosso sistema de anotação em dois grupos, com base na abundância relativa das duas isoformas (um grupo de eventos com <50% e outro com >50% de transcritos retendo o intron) e comparamos características relevantes. Verificamos que uma maior frequência de retenção de intron em humano está associada a sítios de splice mais fracos, genes com introns mais curtos e maior nível de expressão gênica, e menor densidade de um conjunto de elementos inibitórios exônicos e do promotor de splicing intrônico GGG. Os dois grupos apresentaram eventos conservados em camundongo, nos quais os introns retidos também eram curtos e apresentavam sítios de splice mais fracos. Embora nossos resultados tenham confirmado que sítios de splice mais fracos estão associados à retenção de intron, eles mostram que uma fração não-desprezível dos eventos não pode ser explicada apenas por esta característica. Nossa análise sugere que elementos reguladores em cis provavelmente têm um papel na regulação da retenção de intron e também revelou características previamente desconhecidas que parecem influenciar sua ocorrência. Estes resultados salientam a importância de considerar o compromisso entre estas características na regulação da frequência relativa de retenção de intron. / Most eukaryotic genes are split in exons and introns, requiring mRNA processing to remove intervening sequences and join exons (splicing). Exon/intron borders are defined by splice sites that are normally recognized with high fidelity, yielding the same processed mRNA each time. Notwithstanding such precise recognition, alternative joining of exons has been observed (alternative splicing) and is the focus of many recent studies, due to its importance in several biological processes. This alternative mRNA processing can be mainly of three types: exon skipping, whereby an exon may be included or not in the mature mRNA; alternative use of splice sites, resulting in longer or shorter exons and intron retention, the least studied type whereby an intronic sequence is maintained in the mature mRNA. One of the key aspects in understanding alternative splicing is to know the mechanisms that lead to the generation of different transcripts. Coherent with the importance of splice sites in mRNA splicing, intron retention seems to be caused by failure in the recognition of those that are sub-optimal. As splice sites are recognized in pairs by bridging either exons or introns, depending on which is the shortest, failure to recognize an exon or an intron leads to different types of alternative splicing (exon skipping or intron retention, respectively). This way, the occurrence of intron retention is believed to be associated to failure in recognition of short introns also. Although studies on individual retained introns have addressed such issues, few systematic surveys of large amounts of data have been conducted on the general features leading to intron retention. To this end, we performed a bioinformatics analysis of human genome and transcriptome (mRNA) sequences stored in computer format. To perform the computational analyses we developed a complete alternative splicing annotation system. We partitioned intron retention events identified in expressed sequences by our annotation system in two groups based on the relative abundance of both isoforms (one group of events with <50% and another with >50% of transcripts retaining the intron) and compared relevant features. We found that a higher frequency of intron retention in human is associated to weaker splice sites, genes with shorter intron lengths and higher expression level, and lower density of a set of exonic inhibitory elements and the intronic splicing enhancer GGG. Both groups of events presented conserved events in mouse, in which the retained introns were also short and presented weaker splice sites. Although our results confirmed that weaker splice sites are associated to intron retention, they showed that a non-negligible fraction of events can not be explained by this feature alone. Our analysis suggests that cis-regulatory elements are likely to play a crucial role in regulating intron retention and also revealed previously unknown features that seem to influence its occurrence. These results highlight the importance of considering the interplay among these features in the regulation of the relative frequency of intron retention.

O splicing alternativo é o processo pelo qual diversos transcritos podem ser gerados a partir de um único gene, sendo de extrema importância para diversidade do repertório transcricional e proteico. Diferentes variantes de splicing são expressas entre os diferentes tecidos e estágios de desenvolvimento garantindo o funcionamento normal da célula, portanto, qualquer alteração neste padrão pode resultar no aparecimento de doenças. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi o estabelecimento de metodologias para identificação de variantes de splicing em câncer de mama sob influência do oncogene ERBB2, o qual é um marcador de mau prognóstico altamente expresso em cerca de 30% dos tumores de mama. Foram estabelecidas duas estratégias para construção de bibliotecas de cDNA. A construção de bibliotecas de cDNA enriquecidas para splicing alternativo, baseada na formação e captura de moléculas de heteroduplexes em combinação com a amplificação de RNAm, foi realizada a partir de RNA total de linhagem celular de mama e a partir de um grupo de cinco amostras tumorais, todas com alta expressão de ERBB2. Foram identificadas 79 possíveis variantes de splicing alternativo em câncer de mama, das quais 18 foram selecionadas para validação por RT-PCR. Foi obtida uma taxa de vallidação de 94% e foram identificadas duas novas variantes de splicing alternativo. A regulação da expressão mediada por ERBB2 de três variantes de splicing foi confirmada por duas metodologias distintas, eletroforese em chip e estratégia baseada na ligação de sondas específicas, que revelou desbalanço de expressão entre as variantes, demonstrando a influência do oncogene na regulação de variantes de splicing. A segunda abordagem utilizada, foi a construção de bibliotecas de cDNA para avaliação do transcriptoma total, utilizando sequênciamento de alto desempenho. Foram utilizados RNA total de duas linhagens celulares de mama que diferem apenas na expressão do gene ERBB2. Foram identificadas 2.865 novas variantes de splicing, das quais 20, que reportaram a identificação de um novo éxon, foram selecionadas para validação, com uma taxa de validação de 90%. Seis destas variantes apresentaram aumento de expressão na linhagem com alta expressão de ERBB2. Além disso, foi detectado um enriquecimento de algumas categorias de variantes na linhagem celular com alta expressão de ERBB2, reforçando a influência do oncogene na regulação do splicing alternativo, podendo resultar em variantes de splicing associadas a este grupo de câncer de mama, que podem ser candidatas a marcadores moleculares. / Alternative splicing is a process, by which many differente transcripts can be generated by one single gene, significantly expanding the transcriptional and proteomic diversity. Different splicing variants are generated among different transcripts and developmental stages, assuring normal cell function. Therefore, alterations in the splicing process can lead to diseases outcome. In this context, the aim of this study was the establishment of methodologies for the identification of alternative splicing in breast cancer influenced by ERBB2 oncogene, which is a poor prognostic molecular marker, highly expressed in 30% of human breast cancer. Two strategies were established for the construction of cDNA libraries. Alternative enriched splicing libraries, based on heteroduplex capture combined with mRNA amplification, were constructed from total RNA from a cell line and also from five tumor samples, all of them presenting high ERBB2 expression. Seventy nine putative splicing variants were identified and 18 of them were selected for RT-PCR validation. A high validation level was obtained (94%) and two novel alternative splicing variants were identified. ERBB2 mediated regulation was confirmed for three variants by two distinct methodologies, electrophoresis on a chip and probe specific ligation approach. The alteration in the expression balance of variants suggests the influence of the oncogene in the splicing pattern regulation. The second strategy was the construction of cDNA libraries for global transcriptome analysis based on deep sequencing. Total RNA from two mammary epithelial cell lines expressing different ERBB2 levels were used and 2,865 novel splicing variants were identified. Twenty novel events reporting the inclusion of novel exons were selected for RT-PCR validation with 90% validation rate. Six variants presented higher expression in the cell line with high levels of ERBB2. Moreover enrichment in splicing events was detected in the ERBB2 high expressing cell line, supporting the ERBB2 influence in alternative splicing regulation, possibly resulting in splicing variants associated to this subgroup of cancer that can be tested as molecular markers.

A identificação de mecanismos moleculares é importante para entender os eventos fisiológicos que ocorrem durante o processo de maturação sexual. O objetivo deste trabalho foi semiquantificar o RNAm para os receptores de gonadotrofinas em células da granulosa de folículos dominantes em crescimento de novilhas Nelore pré-púberes, buscando associação com a fertilidade precoce. As novilhas foram separadas em Precoce (P, n=6) e Não Precoce (NP, n=16), de acordo com o diagnóstico positivo de gestação aos 15 meses de idade. Realizou-se exame ultra-sonográfico dos ovários durante 17 dias para a identificação da onda folicular, o folículo dominante com 8-9 mm foi aspirado via trans-vaginal. O RNA total foi extraído das amostras e convertido a DNA complementar que teve uma região amplificada para a expressão dos genes para os receptores de gonadotrofinas. A semiquantificação foi feita por análise digital onde levou-se em consideração a intensidade média das bandas (unidade arbitrária - UA) em gel de poliacrilamida (8%) corado com uma solução de TBE-brometo de etídio (0,02%). Foi utilizado o RNAm para o gene do GAPDH como controle interno para corrigir a expressão dos receptores de gonadotrofinas em função da quantidade de RNA em cada amostra. Não houve diferença entre P e NP na quantidade de RNAm para o receptor de FSH (FSHr, 1,14±0,07 e 1,19±0,04 UA) e de LH (LHr 0,79±0,12 e 0,78±0,05 UA, respectivamente). Foi detectada a presença de splicing alternativo do RNAm para o receptor de LH (LHrs), pelo aparecimento de banda com peso molecular diferente, em todos os animais do experimento, constatando-se através do sequenciamento que o material apresentava a deleção do exon 10. As novilhas P apresentaram maior percentagem de LHrs em relação ao LHr (LHrs/LHr) (83,66±4,26%) quando comparadas a NP (70,05±3,39%). A quantidade de RNAm para receptores de gonadotrofinas parece não estar relacionada com o aparecimento de fertilidade precoce, mas a maior percentagem de deleção do exon 10 no RNAm para o LHr pode estar envolvida com a fertilidade precoce em novilhas Nelore. / Identification of molecular mechanisms is important to understand the physiological events occurring during the process of sexual maturation. The objective of this work was to semiquantify the mRNA for gonadotropins receptors from granulosa cells of developing dominant follicles in pre-pubertal Nellore heifers and associate the results to precocious fertility. The heifers were sorted in Precocious (P, n=6) and Non Precocious (NP, n=16), according to positive pregnancy at 15 months of age. Ovarian ultrasound examination was performed through 17 days for follicular wave identification, the growing dominant follicle was aspirated at 8-9 mm. Total mRNA was extracted from the granulosa cells samples, converted to complementary DNA and had a region amplified for gene expression for gonadotropins receptors. The semiquantification was performed by digital analysis of intensity average for the bands (arbitrary unit - AU) in poliacrilamida gel (8%) stained with etidio TBE-bromide solution (0,02%). mRNA for GAPDH gene was used as internal control to correct the expression of gonadotropins receptors to the amount of mRNA in each sample. There was no difference between P and NP in the amount of mRNA for FSH receptors (FSHr, 1,14±0,07 and 1,19±0,04 AU) and LH receptors (LHr 0,79±0,12 and 0,78±0,05 AU, respectively). Heifers presented alternative splicing of mRNA for LH receptors (LHrs) evidenced through sequencing, as the absence of exon 10. P heifers presented greater percentage of LHrs in relation to LHr (LHrs/LHr) (83,66±4,26%) when compared the NP (70,05±3,39%). The amount of mRNA for gonadotropins receptors was not related with precocious fertility, but the greater percentage of exon 10 deletion from mRNA for LHr was associate the precocious fertility in Nelore heifers.

O dermatófito Trichophyton rubrum é um fungo filamentoso, antropofílico, que invade tecidos queratinizados causando infecções superficiais e cutâneas. Algumas drogas são usadas para o tratamento das dermatofitoses, sendo o ácido undecanóico (AUN) uma delas. O AUN é o mais tóxico dos ácidos graxos saturados de cadeia média, utilizado como medicamento de uso tópico. O estudo de expressão gênica e mecanismos regulatórios são fundamentais para ampliar o conhecimento dos mecanismos moleculares envolvidos na resposta à exposição a estes agentes citotóxicos. Portanto, o objetivo deste trabalho foi caracterizar os mecanismos moleculares envolvidos no processo adaptativo da exposição ao ácido undecanóico, através da análise global do transcriptoma e mecanismos regulatórios como o processamento alternativo. Para tanto o micélio de T.rubrum foi submetido ao ácido undecanóico por 3 e 12 h de exposição, em triplicata biológica, e o RNA resultante foi submetido ao sequenciamento por RNAseq. O sequenciamento gerou aproximadamente 58 milhões de reads por biblioteca, as quais foram filtradas e alinhadas com o genoma de referência utilizando-se os softwares FASTQC e bowtie2, respectivamente. A análise de expressão gênica diferencial foi feita por meio do pacote do Bioconductor DESeq e, para esta análise, foi utilizada a amostra de 0h como referência. Foram identificados 492 genes diferencialmente expressos em resposta ao AUN, sendo 385 e 210 genes modulados em resposta a 3 e 12 horas de exposição, respectivamente. Estes genes estão relacionados a vários processos celulares envolvendo transporte transmembrana, degradação de xenobióticos, metabolismo de lipídeos e aminoácidos, secreção de enzimas proteolíticas e patogênese, sugerindo que o AUN ativa duas principais vias de sobrevivência em resposta a este agente estressor, a degradação e o efluxo da droga. Posteriormente, foram realizadas as análises de processamento alternativo quanto ao uso diferencial de exons por meio do algoritmo HTSeq e DEXSeq e retenção de introns utilizando-se algoritmos construídos na linguagem Perl. Os genes envolvidos em algum tipo de processamento alternativo estão relacionados com funções metabólicas variadas como tradução, transporte vesicular, metabolismo lipídico, biogênese ribossomal, sequência de ligação ao DNA, regulação da transcrição e processamento do pré-mRNA. Estes resultados contribuem para uma melhor compreensão dos mecanismos moleculares envolvidos na resposta de sobrevivência perante a exposição ao AUN. / The dermatophyte Trichophyton rubrum is a filamentous fungus, anthropophilic that invades keratinized tissue causing superficial infections on the skin. Some drugs are used for the treatment of dermatophytosis, being the undecanoic acid (AUN) one of them. The AUN the most toxic of the saturated medium chain fatty acids, is used as a topical medicine. The study of gene expression and the regulatory mechanisms are fundamental to understand the molecular mechanisms involved in response to exposure of these cytotoxic agents. So, the aim of this study was to characterize the molecular mechanisms involved in the adaptive process of the exposure to undecanoic acid, by the global analysis of the transcriptome and regulatory mechanisms such as alternative splicing. To this end, the mycelium of T. rubrum was exposed to undecanoic acid for 3 or 12 hours in biological triplicate, and the resulting RNA was sequenced by RNA-Seq. The sequencing generated approximately 58 million of reads per library, which were filtered and aligned with the reference genome using the softwares and Bowtie2 and FASTQC, respectively. The analysis of differential gene expression was performed through the Bioconductor package DESeq and, for this analysis, we used as reference sample the 0h time. We identified 492 differentially expressed genes in response to UDA, being 385 and 210 genes modulated in response to 3 and 12 hours of exposure, respectively. These genes are related to various cellular processes involving the transmembrane transport, xenobiotics degradation, lipids and amino acids metabolism, secretion of proteolytic enzymes and pathogenesis, suggesting the activation of two major survival pathways in response to this stressor, degradation and drug efflux, by UDA. Also, the alternative splicing analysis was performed through the differential use of exons using the algorithms HTSeq and DEXSeq and intron retention using algorithms built in Perl language. The genes involved in some kind of alternative splicing are associated with various metabolic functions such as translation, vesicular transport, lipid metabolism, ribosomal biogenesis, DNA binding sequence, transcription regulation and processing of pre-mRNA. These results contribute to increase the knowledge of the molecular mechanisms involved in the survival response upon exposure to the AUN.

Glioblastoma multiforme (G BM), ou astrocitoma grau IV, é o tumor mais comum e letal do sistema nervoso central. Uma de suas características mais marcantes é seu alto potencial invasivo do tecido normal adjacente. Neste processo, o remodelamento da matriz extracelular, modulado por enzimas que degradam seus componentes e por inibidores destas enzimas, é crucial. Foi descrito que a expressão de MMP-2 e MMP-9, membros da família das metaloproteinases de matriz, aumentam conforme a progressão de astrocitomas. A variante canônica de RECK suprime a invasão tumoral e metástase através da inibição da atividade de, pelo menos, três MMPs: MMP-2, MMP-9 e MMP-14. Uma correlação positiva tem sido observada entre a abundância da expressão de RECK em amostras tumorais e um prognóstico mais favorável para pacientes com diversos tipos de tumores. Neste estudo, variantes de splicing do gene supressor de tumor RECK foram identificadas através da análise de Expressed sequenced Tags (ESTs), isoladas por RT-PCR, sequenciadas e clonadas. Três novas variantes de splicing do gene RECK foram identificadas e caracterizadas. O perfil de expressão dos transcritos de RECK foi determinado através de ensaios de RT-PCR quantitativo em um painel de tecidos normais e, também, durante a progressão de astrocitomas. Foram utilizadas, para esta análise, amostras macro dissecadas de tumores de pacientes com astrocitomas grau I (n=15), II (n=15), III (n=15) e GBMs (n=30). Os resultados mostram que maior expressão de RECK canônico, acompanhada de maior razão de expressão da variante canônica em relação às variantes de splicing alternativo, correlaciona positivamente com maior sobrevida global de pacientes com GBM, sugerindo seu papel como potenciais biomarcadores para o prognóstico destes pacientes. Análise funcional das isoform as de RECK em células U87 MG revelou que as células superexpressando as isoformas não apresentam inibição do processo de invasão celular, como observado para superexpressão da proteína canônica. Dentre as isoformas analisadas, destaca-se RECK-B, isoforma potencialmente ancorada à membrana plasmática por GPI, como a proteína canônica RECK, sugerindo uma possível colocalização destas variantes. Observa-se que células superexpressando RECK-B apresentam maior capacidade tumorigênica. Os resultados indicam que as variantes de RECK e o balanço entre a expressão destas variantes, apresentam um papel importante no comportamento e na agressividade de GBMs, tendo potencial valor na clínica. Além disso, para abrir perspectivas para o estudo das variantes de RECK, o balanço de expressão dos transcritos canônico e alternativos deste gene foi explorado durante os processos de diferenciação osteogênica e adipogênica. Os resultados indicam que a expressão da variante canônica é mais abundante em relação à expressão de suas isoformas em estágios tardios da adipogênese, sendo que o perfil inverso é observado em relação à isoforma B durante a osteogênese, sugerindo que o balanço entre os níveis de expressão das isformas de RECK possui um potencial papel biológico que deve ser explorado durante esses processos. Em conjunto, os resultados demonstram a existência de, pelo menos, três variantes de splicing do gene supressor de tumor RECK com envolvimento na tumorigênese e na diferenciação celular, abrindo novas perspectivas para o estudo e a aplicação do gene RECK na clínica. / Glioblastoma multiforme (GBM) or grade IV astrocytoma is the most common and lethal tumor of the central nervous system. One of the most striking features of GBMs is their invasive potential of the normal surrounding brain tissue. It has been described that MMP-2 and MMP-9 expression levels increase during astrocytoma progression. Canonical RECK suppresses tumor invasion and metastasis by negatively regulating at least three matrix metalloproteinases, namely: MMP-9, MMP-2 and MT1-MMP. A positive correlation has been observed between the abundance of RECK express ion in tumor samples and a more favorable prognosis for patients with several types of tumors. In this study, splice variants of the RECK tumor suppressor gene were identified by Expressed Sequence Tag (EST) analysis, isolated by RT-PCR, sequenced and cloned. Three novel alternatively spliced variants of the RECK tumor suppressor gene were identified and characterized. The RECK transcripts expression profiles were investigated using quantitative RT-PCR assays in a normal tissue RNA panel and, also, during astrocytoma progression in macrodissected tumor samples of patients with astrocytoma grades I (n=15), II (n=15), III (n=15) and IV/GBM (n=30). The results show that higher canonical RECK expression, accompanied by a higher ratio of canonical to alternative transcript expression, positively correlated with higher overall survival rate after chemotherapeutic treatment of GBM patients. Our findings suggest that these RECK transcript variants may potentially be used as biomarkers for prognosis of GBM patients. U87 MG cells overexpressing each RECK alternative variant were generated and found to lack the supressive role of cellular invasion processes found upon overexpressing the canonical protein. Among the characterized isoforms, RECK-B stands out, since this isoform is potentially anchored to the cell membrane by a GPI anchor, exactly as the canonical RECK and, also, since cells overexpressing RECK-B display greater tumorigenic capacity. The results indicate that RECK variants and the balance between the expressions of these variants, play an important role in the behavior and aggressiviness of GBMs, therefore have a potential translational application. In addition, in order to investigate new perspectives for the analysis of these isoforms, the expression balance of RECK transcripts was assessed during osteogenesis and adipogenesis, by qRT - PCR. The results show that the expression of the canonical RECK variant is more abundant that that of its alternative isoforms in later stages of adipogenic differentiation. The opposite profile is found regarding RECK-B during osteogenesis, suggesting that the balance between the expressions of these transcripts may have a potential role during these processes. Taken together, the results show the existence of, at least, three alternatively spliced variants of the RECK tumor suppressor gene, which are involved in tumogigenesis and cellular differentiation, o pening new perspectives for studies and clinical application of the RECK gene.

Made available in DSpace on 2016-01-26T12:51:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rodrigocastro_tese.pdf: 1914162 bytes, checksum: b3f5bd6e4ed4e8470c9714a82211ce12 (MD5) Previous issue date: 2013-10-29 / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de São Paulo / Introduction : The growth and progression of tumors depend on angiogenesis , the process of formation of new blood vessels from a pre-existing endothelium . The vascular endothelial growth factor (VEGF or VEGF - A) is a potent mitogen for endothelial cells and increased expression is associated with tumor growth and metastasis . However, the selection of alternative splicing site in the 3 'end of exon 8 of the VEGF gene results in a sister family of isoforms , VEGF- Axxxb , which are anti- angiogenic and downregulated in tumor tissues . Objectives : To assess quantitatively the expression of isoforms pro- angiogenic and anti- angiogenic VEGF gene into 50 samples of breast cancer and normal adjacent tissue and determining the effect of regulatory proteins to control the event splicing of the VEGF gene regulatory proteins and Splicing , SRPK1 , SRp40 , SRp55 and ASF/SF2 . Methods: The expression of VEGF Axxx, VEGF-A165b isoforms and Splicing regulatory proteins were analyzed by PCR quantitative real-time (PCRq ) using samples from 50 patients with breast cancer and 43 adjacent normal tissue used as controls . Values of Relative Quantification (RQ) were used in association with molecular subtypes and metastasis. The data were tested for normality D' Agostino and Pearson normality test using the program GraphPadPrismv.6 . The values of relative mRNA quantification ( RQ ) of the VEGF-A isoforms and splice regulatory proteins in tumors was analyzed by Wilcoxon Signed Rank Test , since the data is not normal distribution . Spearman correlation was used to evaluate the correlation between the levels of mRNA expression between regulatory proteins and VEGF-Axxx and VEGF-A165b isoforms where P values &#8804; 0.05 were considered significant. Results: Expression significantly increased both isoforms of VEGF- Axxx (median RQ = 7.7, P <0.0001) and VEGF- A165b (median RQ = 2.9 , P < 0.0001) was seen in breast tumors compared to adjacent normal tissues . Comparing the values of expression of VEGF- A165b and VEGF - Axxx by the Mann -Whitney test that showed no significant difference in expression of isoforms in tumors ( P = 0.065 ) . The mRNA expression of SRPK1 protein was significantly elevated in breast tumors compared to normal tissue (P < 0.0001). For ASF/SF2, SRp55 and SRp40 mRNA expression also showed significantly elevated in the tumors (P < 0.0001). Proteins ASF/SF2 , SRp55 , SRp40 and SRPK1 showed positive correlation with both isoforms of VEGF -A . We also found a positive correlation SRPK1 protein with all other SR proteins , mainly ASF/SF2. Conclusion: The concept of alternative splicing of the VEGF-A gene results in isoforms anti- angiogenic and pro- angiogenic research indicates that the quantitative changes in VEGF-A molecule in cancer and other diseases may be insufficient . As shown, the expression of splicing regulatory protein studied here were all positive as compared to the VEGF-A165b and VEGF- Axxx isoforms . / Introdução: O crescimento e progressão de tumores dependem da angiogênese, processo de formação de novos vasos sanguíneos a partir de um endotélio vascular pré-existente. O fator de crescimento endotelial vascular (VEGF ou VEGF-A) é um potente mitógeno de células endoteliais e o aumento de sua expressão é associado com crescimento tumoral e metástase. Entretanto, a seleção do sítio alternativo de splicing na extremidade 3 . do éxon 8 do gene VEGF resulta em uma família-irmã de isoformas, VEGF-Axxxb, que são anti-angiogênicas e downregulated em tecidos tumorais. Objetivo: Analisar quantitativamente a expressão de isoformas pró-angiogênicas e anti-angiogênicas do gene VEGF em 50 amostras de carcinoma mamário e tecidos normais adjacentes e determinar o efeito de proteínas reguladoras no controle do evento de splicing do gene VEGF e das proteínas reguladoras de Splicing, SRPK1, SRp40, SRp55 e ASF/SF2. Material e Método: A expressão das isoformas de VEGF-Axxx, VEGF-A165b e das proteínas reguladoras de Splicing foram analisadas em PCR quantitativa em Tempo Real (qPCR) utilizando amostras de 50 pacientes com câncer de mama e 43 amostras de tecido normal adjacente utilizados como controle. Os valores de Relative Quantification (RQ) foram utilizados nas associações com os subtipos moleculares e com metástase. Os dados foram submetidos ao teste da normalidade de D Agostino e Pearson normality test utilizando o programa GraphPadPrismv.6. Os valores de quantificação relativa de RNAm (RQ) das isoformas de VEGF-A e das proteínas reguladoras de splicing em tumores foi analisada por Wilcoxon Signed Rank Test, uma vez que os dados não apresentaram distribuição normal. Correlação de Spearman foi utilizada para avaliar a correlação entre os níveis de expressão de RNAm entre as proteínas reguladoras e as isoformas de VEGF-Axxx e VEGF-A165b, onde valores de P &#8804; 0,05 foram considerados significantes. Resultados: Expressão significativamente elevada de ambas as isoformas VEGF-Axxx (mediana de RQ = 7.7; P < 0,0001) e VEGF-A165b (mediana de RQ = 2.9; P<0,0001) foi observada em tumores de mama em relação aos tecidos normais adjacentes. Quando comparados os valores de expressão de VEGF-Axxx e VEGF-A165b por meio do Mann-Witney Test que não apresentou diferença significativa de expressão das isoformas em tumores (P=0,0.65). A expressão do RNAm da proteína SRPK1 foi significativamente elevada em tumores de mama em relação aos tecidos normais (P<0,0001). Para ASF/SF2, SRp55 e SRp40 o RNAm também apresentou expressão significativamente elevada nos tumores (P<0,0001). As proteínas ASF/SF2, SRp55, SRp40 e SRPK1 apresentaram correlação positiva com ambas as isoformas de VEGF-A. Encontramos também uma correlação positiva da proteína SRPK1 com todas as outras proteínas SR, principalmente com ASF/SF2. Conclusão: O mecanismo de splicing alternativo do gene VEGF-A resultando em isoformas anti-angiogênicas bem como pró-angiogênicas indica que a investigação de mudanças quantitativas da molécula VEGF-A em câncer e outras doenças pode não ser suficiente. Conforme demonstramos, a expressão das proteínas reguladoras de Splicing aqui estudadas, foram todas positivas quando comparadas com as isoformas de VEGF-Axxx e VEGF-A165b.

Made available in DSpace on 2015-07-22T20:49:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-11-28 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / ABSTRACT:The measurement of serum thyroglobulin(sTg)has been considered the most sensitive tumor marker in the follow-up of patients with differentiated thyroid carcinoma (DTC) after total thyroidectomy and radioiodine therapy. However, sTg assays present some technical problems, specially, the interference by endogenous anti-thyroglobulin antibodies(TgAb), present in approximately 20 por cento of DTC patients' sera. Therefore, in order to enhance sensitivity and to hinder the interference by TgAb, several investigators have tried to quantify the mRNA Tg by Real-Time RT-PCR. However, the results have been variable and some of them did not report a correlation between mRNA Tg measurement and presence of metastases.The aim of this study was to evaluate TgmRNA expression, performed by a new sensitive and specific Real-Time PCR, in peripheral blood of 104 patients who previously undergone total thyroidectomy and radioiodine treatment. DTC patients were studied during L-T4 therapy.Eighty-two patients out of 104(78.8 por cento)were considered “free of disease”, and 22(21.2 por cento) presented metastases.The quantification of mRNA was significantly different between patients “free of disease”and those with metastases:TgmRNA(90.1 vs 951.3 ug/uL)(P<0,0001).In conclusion, the differences proposed in the TgmRNA quantification made it a reliable method, and allowed us to differentiate patients free of disease from patients with metastases and thus could be an appropriate molecular marker in the follow-up of patients with thyroid carcinoma, especially in patients with positive TgAb.. / FAPESP: 04/09934-7 / FAPESP: 05/55842-0 / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações

Glioblastoma multiforme (G BM), ou astrocitoma grau IV, é o tumor mais comum e letal do sistema nervoso central. Uma de suas características mais marcantes é seu alto potencial invasivo do tecido normal adjacente. Neste processo, o remodelamento da matriz extracelular, modulado por enzimas que degradam seus componentes e por inibidores destas enzimas, é crucial. Foi descrito que a expressão de MMP-2 e MMP-9, membros da família das metaloproteinases de matriz, aumentam conforme a progressão de astrocitomas. A variante canônica de RECK suprime a invasão tumoral e metástase através da inibição da atividade de, pelo menos, três MMPs: MMP-2, MMP-9 e MMP-14. Uma correlação positiva tem sido observada entre a abundância da expressão de RECK em amostras tumorais e um prognóstico mais favorável para pacientes com diversos tipos de tumores. Neste estudo, variantes de splicing do gene supressor de tumor RECK foram identificadas através da análise de Expressed sequenced Tags (ESTs), isoladas por RT-PCR, sequenciadas e clonadas. Três novas variantes de splicing do gene RECK foram identificadas e caracterizadas. O perfil de expressão dos transcritos de RECK foi determinado através de ensaios de RT-PCR quantitativo em um painel de tecidos normais e, também, durante a progressão de astrocitomas. Foram utilizadas, para esta análise, amostras macro dissecadas de tumores de pacientes com astrocitomas grau I (n=15), II (n=15), III (n=15) e GBMs (n=30). Os resultados mostram que maior expressão de RECK canônico, acompanhada de maior razão de expressão da variante canônica em relação às variantes de splicing alternativo, correlaciona positivamente com maior sobrevida global de pacientes com GBM, sugerindo seu papel como potenciais biomarcadores para o prognóstico destes pacientes. Análise funcional das isoform as de RECK em células U87 MG revelou que as células superexpressando as isoformas não apresentam inibição do processo de invasão celular, como observado para superexpressão da proteína canônica. Dentre as isoformas analisadas, destaca-se RECK-B, isoforma potencialmente ancorada à membrana plasmática por GPI, como a proteína canônica RECK, sugerindo uma possível colocalização destas variantes. Observa-se que células superexpressando RECK-B apresentam maior capacidade tumorigênica. Os resultados indicam que as variantes de RECK e o balanço entre a expressão destas variantes, apresentam um papel importante no comportamento e na agressividade de GBMs, tendo potencial valor na clínica. Além disso, para abrir perspectivas para o estudo das variantes de RECK, o balanço de expressão dos transcritos canônico e alternativos deste gene foi explorado durante os processos de diferenciação osteogênica e adipogênica. Os resultados indicam que a expressão da variante canônica é mais abundante em relação à expressão de suas isoformas em estágios tardios da adipogênese, sendo que o perfil inverso é observado em relação à isoforma B durante a osteogênese, sugerindo que o balanço entre os níveis de expressão das isformas de RECK possui um potencial papel biológico que deve ser explorado durante esses processos. Em conjunto, os resultados demonstram a existência de, pelo menos, três variantes de splicing do gene supressor de tumor RECK com envolvimento na tumorigênese e na diferenciação celular, abrindo novas perspectivas para o estudo e a aplicação do gene RECK na clínica. / Glioblastoma multiforme (GBM) or grade IV astrocytoma is the most common and lethal tumor of the central nervous system. One of the most striking features of GBMs is their invasive potential of the normal surrounding brain tissue. It has been described that MMP-2 and MMP-9 expression levels increase during astrocytoma progression. Canonical RECK suppresses tumor invasion and metastasis by negatively regulating at least three matrix metalloproteinases, namely: MMP-9, MMP-2 and MT1-MMP. A positive correlation has been observed between the abundance of RECK express ion in tumor samples and a more favorable prognosis for patients with several types of tumors. In this study, splice variants of the RECK tumor suppressor gene were identified by Expressed Sequence Tag (EST) analysis, isolated by RT-PCR, sequenced and cloned. Three novel alternatively spliced variants of the RECK tumor suppressor gene were identified and characterized. The RECK transcripts expression profiles were investigated using quantitative RT-PCR assays in a normal tissue RNA panel and, also, during astrocytoma progression in macrodissected tumor samples of patients with astrocytoma grades I (n=15), II (n=15), III (n=15) and IV/GBM (n=30). The results show that higher canonical RECK expression, accompanied by a higher ratio of canonical to alternative transcript expression, positively correlated with higher overall survival rate after chemotherapeutic treatment of GBM patients. Our findings suggest that these RECK transcript variants may potentially be used as biomarkers for prognosis of GBM patients. U87 MG cells overexpressing each RECK alternative variant were generated and found to lack the supressive role of cellular invasion processes found upon overexpressing the canonical protein. Among the characterized isoforms, RECK-B stands out, since this isoform is potentially anchored to the cell membrane by a GPI anchor, exactly as the canonical RECK and, also, since cells overexpressing RECK-B display greater tumorigenic capacity. The results indicate that RECK variants and the balance between the expressions of these variants, play an important role in the behavior and aggressiviness of GBMs, therefore have a potential translational application. In addition, in order to investigate new perspectives for the analysis of these isoforms, the expression balance of RECK transcripts was assessed during osteogenesis and adipogenesis, by qRT - PCR. The results show that the expression of the canonical RECK variant is more abundant that that of its alternative isoforms in later stages of adipogenic differentiation. The opposite profile is found regarding RECK-B during osteogenesis, suggesting that the balance between the expressions of these transcripts may have a potential role during these processes. Taken together, the results show the existence of, at least, three alternatively spliced variants of the RECK tumor suppressor gene, which are involved in tumogigenesis and cellular differentiation, o pening new perspectives for studies and clinical application of the RECK gene.