Leucemia mieloide crônica (LMC) é uma neoplasia hematológica maligna associada à atividade tirosinoquinase da oncoproteína BCR-ABL1. A maioria dos casos de LMC é tratada com sucesso com inibidores tirosinoquinase de BCR-ABL1, mas uma porcentagem significativa de pacientes desenvolve resistência ao fármaco. Estudos recentes indicam que a célula-tronco leucêmica é resistente ao tratamento com imatinibe. A identificação de outras proteínas que cooperam com as vias de sinalização BCR-ABL1 podem indicar novos alvos terapêuticos. Os substratos do receptor de insulina (IRS) têm emergido como proteínas importantes na fisiopatologia de neoplasias sólidas e hematológicas. Um inibidor farmacológico de IGF1R-IRS1/2, NT157, foi desenvolvido e mostrou resultados promissores em estudos pré-clínicos com tumores sólidos. A associação constitutiva de IRS1 com BCRABL1 e o efeito antineoplásico resultante do silenciamento espefício de IRS1 em células K562 BCR-ABL1+ suportam a hipótese deste trabalho. O objetivo do presente estudo foi investigar o efeito da inibição farmacológica de IGF1R-IRS1/2 no fenótipo de células hematopoéticas leucêmicas BCR-ABL1+ utilizando células primárias, células K562 e modelos murinos. IRS1, mas não IRS2, apresentou-se menos expresso em amostras de medula óssea de pacientes com diagnóstico de LMC quando comparadas às amostras de células hematopoéticas normais (p<0,0001). NT157 reduziu a formação de colônias de células primárias de pacientes com LMC, mas não de células hematopoéticas de indivíduos saudáveis. Em células K562, o tratamento com o inibidor farmacológico de IGF1R-IRS1/2, NT157, reduziu a viabilidade e proliferação celular e induziu apoptose (p<0,05), inibiu a fosforilação de IGF1R, STAT3, STAT5, 4EBP1, P70S6K e ERK1/2, aumentou a expressão dos genes supressores de tumor CDKN1A, FOS e JUN e reduziu a expressão dos oncogenes MYC e BCL2 (p<0,05); a inibição específica de IRS1 através de lentivírus, mas não de IRS2, reduziu a viabilidade celular (p<0,05). Em células murinas Ba/F3 BCR-ABL1 e BCRABL1T315I, o inibidor farmacológico de IGF1R-IRS1/2, NT157, induziu apoptose e reduziu ativação de ERK1/2 in vitro. Na dose de 50mg/kg/dia, NT157 intraperitoneal e/ou imatinibe por gavagem falharam em reduzir o crescimento tumoral in vivo em modelo de tumor alográfico induzido por células Ba/F3 BCR-ABL1 e BCR-ABL1T315I. Em modelo animal de leucemia induzido por transplante de células hematopoéticas transduzidas com BCR-ABL1: (i) o tratamento com NT157 100mg/kg intraperitoneal, 3 vezes por semana, combinado com imatinibe 100mg/kg/dia por gavagem, reduziu significativamente o peso do baço, e preveniu a perda de peso comparado com veículo (p<0,05); apenas a monoterapia com imatinibe prolongou a sobrevida dos animais, (ii) o tratamento com NT157 70mg/kg intraperitoneal, 3 vezes por semana, e/ou imatinibe 70mg/kg/dia por gavagem não teve impacto no peso do baço e na variação do peso corporal; o tratamento com imatinibe em monoterapia ou combinado com NT157 prolongou a sobrevida dos animais (p<0,05). Em conclusão, o inibidor farmacológico de IGF1R-IRS1/2 representa uma droga potencialmente eficaz no tratamento da LMC, especialmente em casos de resistência com mutação BCR-ABL1 T315I. A avaliação da eficácia do inibidor farmacológico NT157 em modelos animais de LMC exige ajustes nos modelos murinos utilizados no presente estudo, melhor entendimento da farmacodinâmica e farmacocinética do composto e ajustes no esquema terapêutico utilizado. / Chronic myeloid leukemia (CML) is a hematological malignancy associated with the tyrosine kinase activity of the BCR-ABL1 oncoprotein. Most cases of CML are successfully treated with BCR-ABL1 tyrosine kinase inhibitors, but a significant percentage of patients develop resistance. Recent studies indicate that leukemic stem cell is resistant to imatinib treatment. The identification of other proteins that cooperate with the BCR-ABL1 signaling pathway may indicate novel therapeutic targets. Insulin receptor substrates (IRS) have emerged as important proteins in the pathophysiology of solid and hematological neoplasms. A pharmacological inhibitor of IGF1R-IRS1/2, NT157, has been developed and shown promising results in preclinical studies with solid tumors. The constitutive association of IRS1 with BCR-ABL1, and the antineoplastic effects resulting from IRS1-specific silencing in K562 BCR-ABL1+ cells, support the hypothesis of this work. The aim of the present study was to investigate the effect of pharmacological inhibition of IGF1R-IRS1/2 on the phenotype of BCR-ABL1+ leukemia cells, using primary cells, K562 cell line and murine models. IRS1, but not IRS2, was downregulated in bone marrow samples from CML patients compared to bone marrow cells from healthy donors (p<0.0001). NT157 reduced colony formation of primary cells from CML patients but not from healthy donors. In K562 cells, treatment with the pharmacological inhibitor IGF1R-IRS1/2, NT157, reduced cell viability and proliferation, induced apoptosis (p<0.05), inhibited the phosphorylation of IGF1R, STAT3, STAT5, 4EBP1, P70S6K and ERK1/2, increased expression of tumor suppressor genes CDKN1A, FOS and JUN, and reduced expression of oncogenes MYC and BCL2 (p<0.05); IRS1 silencing mediated by lentivirus, but not IRS2, reduced cell viability (p<0.05). In murine Ba/F3 BCRABL1 and Ba/F3 BCR-ABL1T315I cells, the pharmacological inhibitor of IGF1R-IRS1/2, NT157, induced apoptosis and reduced ERK1/2 activation in vitro. At 50mg/kg/day, NT157 intraperitoneally and/or imatinib orally, failed to reduce tumor burden in vivo in an allographic tumor model induced by Ba/F3 BCR-ABL1 and Ba/F3 BCR-ABL1T315I cells . In an animal leukemia model induced by transplantation of BCR-ABL1-transduced hematopoietic cells : (i) treatment with NT157 100mg/kg intraperitoneally, 3 times per week, combined with imatinib 100mg/kg/day per gavage, significantly reduced spleen weight, and prevented weight loss compared to vehicle (p<0.05); only imatinib monotherapy prolonged survival (p<0.05), (ii) treatment with NT157 70 mg/kg intraperitoneally, 3 times per week, and/or imatinib 70 mg/kg/day per gavage had no impact on spleen weight and body weight; treatment with imatinib alone or combined with NT157 prolonged survival (p<0.05). In conclusion, the pharmacological inhibitor of IGF1R-IRS1/2 represents a potential effective drug in CML therapy, especially in cases of resistant BCR-ABL1 T315I mutation. The evaluation of the NT157 pharmacological efficacy in CML animal models requires adjustments in the murine models used in the present study, better understanding of the pharmacodynamics and pharmacokinetics of the compound and adjustments in the therapeutic scheme used.

Leucemia mieloide crônica (LMC) é uma neoplasia hematológica maligna associada à atividade tirosinoquinase da oncoproteína BCR-ABL1. A maioria dos casos de LMC é tratada com sucesso com inibidores tirosinoquinase de BCR-ABL1, mas uma porcentagem significativa de pacientes desenvolve resistência ao fármaco. Estudos recentes indicam que a célula-tronco leucêmica é resistente ao tratamento com imatinibe. A identificação de outras proteínas que cooperam com as vias de sinalização BCR-ABL1 podem indicar novos alvos terapêuticos. Os substratos do receptor de insulina (IRS) têm emergido como proteínas importantes na fisiopatologia de neoplasias sólidas e hematológicas. Um inibidor farmacológico de IGF1R-IRS1/2, NT157, foi desenvolvido e mostrou resultados promissores em estudos pré-clínicos com tumores sólidos. A associação constitutiva de IRS1 com BCRABL1 e o efeito antineoplásico resultante do silenciamento espefício de IRS1 em células K562 BCR-ABL1+ suportam a hipótese deste trabalho. O objetivo do presente estudo foi investigar o efeito da inibição farmacológica de IGF1R-IRS1/2 no fenótipo de células hematopoéticas leucêmicas BCR-ABL1+ utilizando células primárias, células K562 e modelos murinos. IRS1, mas não IRS2, apresentou-se menos expresso em amostras de medula óssea de pacientes com diagnóstico de LMC quando comparadas às amostras de células hematopoéticas normais (p<0,0001). NT157 reduziu a formação de colônias de células primárias de pacientes com LMC, mas não de células hematopoéticas de indivíduos saudáveis. Em células K562, o tratamento com o inibidor farmacológico de IGF1R-IRS1/2, NT157, reduziu a viabilidade e proliferação celular e induziu apoptose (p<0,05), inibiu a fosforilação de IGF1R, STAT3, STAT5, 4EBP1, P70S6K e ERK1/2, aumentou a expressão dos genes supressores de tumor CDKN1A, FOS e JUN e reduziu a expressão dos oncogenes MYC e BCL2 (p<0,05); a inibição específica de IRS1 através de lentivírus, mas não de IRS2, reduziu a viabilidade celular (p<0,05). Em células murinas Ba/F3 BCR-ABL1 e BCRABL1T315I, o inibidor farmacológico de IGF1R-IRS1/2, NT157, induziu apoptose e reduziu ativação de ERK1/2 in vitro. Na dose de 50mg/kg/dia, NT157 intraperitoneal e/ou imatinibe por gavagem falharam em reduzir o crescimento tumoral in vivo em modelo de tumor alográfico induzido por células Ba/F3 BCR-ABL1 e BCR-ABL1T315I. Em modelo animal de leucemia induzido por transplante de células hematopoéticas transduzidas com BCR-ABL1: (i) o tratamento com NT157 100mg/kg intraperitoneal, 3 vezes por semana, combinado com imatinibe 100mg/kg/dia por gavagem, reduziu significativamente o peso do baço, e preveniu a perda de peso comparado com veículo (p<0,05); apenas a monoterapia com imatinibe prolongou a sobrevida dos animais, (ii) o tratamento com NT157 70mg/kg intraperitoneal, 3 vezes por semana, e/ou imatinibe 70mg/kg/dia por gavagem não teve impacto no peso do baço e na variação do peso corporal; o tratamento com imatinibe em monoterapia ou combinado com NT157 prolongou a sobrevida dos animais (p<0,05). Em conclusão, o inibidor farmacológico de IGF1R-IRS1/2 representa uma droga potencialmente eficaz no tratamento da LMC, especialmente em casos de resistência com mutação BCR-ABL1 T315I. A avaliação da eficácia do inibidor farmacológico NT157 em modelos animais de LMC exige ajustes nos modelos murinos utilizados no presente estudo, melhor entendimento da farmacodinâmica e farmacocinética do composto e ajustes no esquema terapêutico utilizado. / Chronic myeloid leukemia (CML) is a hematological malignancy associated with the tyrosine kinase activity of the BCR-ABL1 oncoprotein. Most cases of CML are successfully treated with BCR-ABL1 tyrosine kinase inhibitors, but a significant percentage of patients develop resistance. Recent studies indicate that leukemic stem cell is resistant to imatinib treatment. The identification of other proteins that cooperate with the BCR-ABL1 signaling pathway may indicate novel therapeutic targets. Insulin receptor substrates (IRS) have emerged as important proteins in the pathophysiology of solid and hematological neoplasms. A pharmacological inhibitor of IGF1R-IRS1/2, NT157, has been developed and shown promising results in preclinical studies with solid tumors. The constitutive association of IRS1 with BCR-ABL1, and the antineoplastic effects resulting from IRS1-specific silencing in K562 BCR-ABL1+ cells, support the hypothesis of this work. The aim of the present study was to investigate the effect of pharmacological inhibition of IGF1R-IRS1/2 on the phenotype of BCR-ABL1+ leukemia cells, using primary cells, K562 cell line and murine models. IRS1, but not IRS2, was downregulated in bone marrow samples from CML patients compared to bone marrow cells from healthy donors (p<0.0001). NT157 reduced colony formation of primary cells from CML patients but not from healthy donors. In K562 cells, treatment with the pharmacological inhibitor IGF1R-IRS1/2, NT157, reduced cell viability and proliferation, induced apoptosis (p<0.05), inhibited the phosphorylation of IGF1R, STAT3, STAT5, 4EBP1, P70S6K and ERK1/2, increased expression of tumor suppressor genes CDKN1A, FOS and JUN, and reduced expression of oncogenes MYC and BCL2 (p<0.05); IRS1 silencing mediated by lentivirus, but not IRS2, reduced cell viability (p<0.05). In murine Ba/F3 BCRABL1 and Ba/F3 BCR-ABL1T315I cells, the pharmacological inhibitor of IGF1R-IRS1/2, NT157, induced apoptosis and reduced ERK1/2 activation in vitro. At 50mg/kg/day, NT157 intraperitoneally and/or imatinib orally, failed to reduce tumor burden in vivo in an allographic tumor model induced by Ba/F3 BCR-ABL1 and Ba/F3 BCR-ABL1T315I cells . In an animal leukemia model induced by transplantation of BCR-ABL1-transduced hematopoietic cells : (i) treatment with NT157 100mg/kg intraperitoneally, 3 times per week, combined with imatinib 100mg/kg/day per gavage, significantly reduced spleen weight, and prevented weight loss compared to vehicle (p<0.05); only imatinib monotherapy prolonged survival (p<0.05), (ii) treatment with NT157 70 mg/kg intraperitoneally, 3 times per week, and/or imatinib 70 mg/kg/day per gavage had no impact on spleen weight and body weight; treatment with imatinib alone or combined with NT157 prolonged survival (p<0.05). In conclusion, the pharmacological inhibitor of IGF1R-IRS1/2 represents a potential effective drug in CML therapy, especially in cases of resistant BCR-ABL1 T315I mutation. The evaluation of the NT157 pharmacological efficacy in CML animal models requires adjustments in the murine models used in the present study, better understanding of the pharmacodynamics and pharmacokinetics of the compound and adjustments in the therapeutic scheme used.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-02-05Bitstream added on 2014-06-13T20:17:06Z : No. of bitstreams: 1 chiba_fy_me_araca.pdf: 754628 bytes, checksum: 34bc263d9874acda6daffee82f61b8b5 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Nos últimos anos, tem havido uma redução acentuada nos índices de cárie dentária em diversas regiões do mundo, fato que tem sido atribuído à exposição às substâncias fluoretadas, principalmente na forma de água de abastecimento público e dentifrício. Simultaneamente, nota-se a ocorrência do aumento da prevalência de fluorose dentária. Estudo realizado em 25 pacientes (15 a 30 anos de idade) com fluorose endêmica mostrou que 40% destes tinham a tolerância à glicose prejudicada, porém esta anomalia foi revertida com a remoção do excesso do flúor na água consumida. O NaF ocasiona inibição da glicólise, diminuição da secreção de insulina e hiperglicemia. Muitas destas respostas sugerem que o NaF pode ocasionar resistência à insulina. Se isto for confirmado, é recomendável diminuir a concentração de fluoreto nos dentifrícios utilizados principalmente por crianças diabéticas, pois a ingestão de pasta dental contendo flúor pode levar à piora na situação de saúde destas crianças. Sabendo-se que o fluoreto pode alterar o metabolismo de carboidratos, tornou-se fundamental caracterizar o efeito do NaF sobre: 1) a sensibilidade à insulina; 2) o grau de fosforilação em tirosina do substrato do receptor de insulina - pp185 (IRS-1/IRS-2); 3) a fluoremia, glicemia e insulinemia. Para tanto, foram utilizados ratos Wistar machos (1 mês de idade) castrados. Após 30 dias da castração, os animais foram divididos aleatoriamente em dois grupos: 1) grupo controle (CN), o qual foi submetido ao tratamento sem NaF, mas com uma solução de NaCl (9,54 mg/kg p.c.) que contém a mesma quantidade de sódio em relação à do grupo fluoreto de sódio; 2) grupo NaF (FN) que será submetido ao tratamento com NaF (4,0 mg de flúor/kg p.c.) na água de beber e na ração durante 42... / Over the last years, there has been a significant reduction in the incidence of dental caries in several regions of the world. This has been attributed to ingestion of fluoridated products, especially in the form of public water supplies and toothpaste. Simultaneously, there has been an increase in the prevalence of dental fluorosis. A study conducted in 25 patients (15 to 30 years of age) with endemic fluorosis showed that 40% of these had to impaired glucose tolerance, but this anomaly was reversed by removing the excess of fluoride from drinking water. NaF causes glycolysis inhibition, decrease on insulin secretion and hyperglycemia. These responses suggest that NaF can cause insulin resistance. If this is confirmed, the use of dentifrices with lower fluoride content is recommended, especially for diabetic children, for whom excessive F consumption may lead to worsening the condition of these children’s health. Knowing that F can interfere with carbohydrate metabolism, we felt it was important and fundamental to undertake a study to examine the chronic effect of NaF on: 1) insulin sensitivity; 2) pp185 (IRS-1/IRS-2) tyrosine phosphorylation in gastrocnemius muscle and liver of rats; 3) fluoremia, glycemia and insulinemia. For this study, castrated Wistar male rats (1 month of age) were used. Thirty days after castration, the animals were randomly divided in two groups: 1) control group (CN) which was subjected to treatment without NaF, but with a solution of NaCl (9.54 mg / kg bw) which contains the same amount of sodium in relation to the group NaF; 2) group NaF (FN) that was submitted to treatment with NaF administered in the drinking water and F contained in food pellets (F total inferred: 4.0 mg F / Kg bw / day in the form of NaF) during 42 days. After 6 weeks, the following experiments were conducted: 1) assessment... (Complete abstract, click electronic address below)

Numa primeira etapa, estudamos as conexões da VTA para o complexo VTA-substância negra (SN) utilizando a leucoaglutinina do Phaseolus vulgaris (PHA-L). Estas conexões são substanciais, topograficamente organizadas, com destaque para o pólo caudal da VTA que inerva bilateralmente toda a extensão deste complexo. Numa segunda etapa, estudamos as projeções da VTA para o hipotálamo. A VTA se projeta principalmente para a área pré-óptica lateral e área hipotalâmica lateral, a região subfornical posterior e o núcleo dorsomedial. Foram vistas poucas aposições entre varicosidades PHA-L+ e neurônios imunorreativos para orexina ou para hormônio concentrador de melanina. Por fim, estudamos a colocalização do substrato do receptor de insulina (IRS-1), IRS-1 fosforilado e fosfatidilinositol-3 quinase (PI3K) com tirosina hidroxilase (TH) ou com a subunidade B da toxina colérica (CTb) injetada no estriado. A maioria dos neurônios TH+ da VTA-SN expressa IRS-1; injeções de CTb no estriado resultaram em células duplamente marcadas para CTb/IRS-1, CTb/PI3K e CTb/IRS-1 fosforilado. / In a first step, we studied the connections of the VTA to the complex VTA-substantia nigra (SN) using the Phaseolus vulgaris leucoagglutinin (PHA-L). These connections are substantial, topographically organized, especially the caudal pole of the VTA, which innervates bilaterally throughout the length of this complex. In a second step, we studied the projections of the VTA to the hypothalamus. The VTA projected mainly to the lateral preoptic area, lateral hypothalamic area, posterior subfornical region and dorsomedial nucleus. Were observed few appositions between PHA-L+ varicosities and neurons immunoreactive for orexin or melanin-concentrating hormone. Finally, we studied the co-localization of the insulin receptor substrate-1 (IRS-1), IRS-1-phosphorylated and phosphatidylinositol-3 kinase (PI3K) with tyrosine hydroxylase (TH) or cholera toxin B subunit (CTb) injected into the striatum. Most TH+ neurons of the VTA-SN expressed IRS-1; CTb injections in the striatum resulted in cells double-labeled for CTb/IRS-1, CTb/PI3K and CTb/IRS-1 phosphorylated.

Numa primeira etapa, estudamos as conexões da VTA para o complexo VTA-substância negra (SN) utilizando a leucoaglutinina do Phaseolus vulgaris (PHA-L). Estas conexões são substanciais, topograficamente organizadas, com destaque para o pólo caudal da VTA que inerva bilateralmente toda a extensão deste complexo. Numa segunda etapa, estudamos as projeções da VTA para o hipotálamo. A VTA se projeta principalmente para a área pré-óptica lateral e área hipotalâmica lateral, a região subfornical posterior e o núcleo dorsomedial. Foram vistas poucas aposições entre varicosidades PHA-L+ e neurônios imunorreativos para orexina ou para hormônio concentrador de melanina. Por fim, estudamos a colocalização do substrato do receptor de insulina (IRS-1), IRS-1 fosforilado e fosfatidilinositol-3 quinase (PI3K) com tirosina hidroxilase (TH) ou com a subunidade B da toxina colérica (CTb) injetada no estriado. A maioria dos neurônios TH+ da VTA-SN expressa IRS-1; injeções de CTb no estriado resultaram em células duplamente marcadas para CTb/IRS-1, CTb/PI3K e CTb/IRS-1 fosforilado. / In a first step, we studied the connections of the VTA to the complex VTA-substantia nigra (SN) using the Phaseolus vulgaris leucoagglutinin (PHA-L). These connections are substantial, topographically organized, especially the caudal pole of the VTA, which innervates bilaterally throughout the length of this complex. In a second step, we studied the projections of the VTA to the hypothalamus. The VTA projected mainly to the lateral preoptic area, lateral hypothalamic area, posterior subfornical region and dorsomedial nucleus. Were observed few appositions between PHA-L+ varicosities and neurons immunoreactive for orexin or melanin-concentrating hormone. Finally, we studied the co-localization of the insulin receptor substrate-1 (IRS-1), IRS-1-phosphorylated and phosphatidylinositol-3 kinase (PI3K) with tyrosine hydroxylase (TH) or cholera toxin B subunit (CTb) injected into the striatum. Most TH+ neurons of the VTA-SN expressed IRS-1; CTb injections in the striatum resulted in cells double-labeled for CTb/IRS-1, CTb/PI3K and CTb/IRS-1 phosphorylated.