Integrinas são glicoproteínas transmembrânicas envolvidas na adesão célula-célula e célula-proteina da matriz extracellular (ECM) que participam da migração e fusão de células trofoblásticas gigantes (TGC) com células do epitélio materno no placentoma bovino e interagem com inibidores teciduais de metalloproteinases (TIMPs), considerados importantes reguladores das metaloproteinases de matriz (MMPs), que são reconhecidas como passo limitande para ação de enzimas que atuam no remodelamento da ECM na implantação e na gestação. Uma vez que as integrinas são consideradas responsáveis pela manutenção da arquitetura tecidual e que as MMPs podem regular a degradação e a reconstituição da ECM necessária para a invasão do trofoblasto, temos como objetivo verificar uma possível relação das integrinas com alterações placentárias comumente observadas em gestações de animais clonados (SCNT). Para avaliar a funcionalidade placentária, a expressão do lactogênio placentário (PL) e do antígeno Ki-67 foram também verificadas. Placentomas bovinos foram coletados e divididos em 3 grupos: 1) início (n = 6) e 2) final (n = 3) da gestação de animais derivados de monta natural (n=9) e final da gestação de animais clonados (n=8), clones machos (n=4) e clones fêmeas (n=4). As proteínas foram localizadas por imuno-histoquímica indireta, exceto as subunidades de integrina &alpha;6, &beta;1, &alpha;V e &beta;3 que foram localizadas por imunofluorescência. A especificidade dos anticorpos e expressão protéica foi confirmada por Western blot e a expressão do RNAm foi avaliada por meio de RT-PCR e PCR em tempo real quantitativo. As células positivas para a laminina, TIMP-2, Ki-67 e lactogênio placentário (PL) foram quantificadas e para comparação entre os grupos. A proteína das subunidades &alpha;6 do receptor de integrina e &beta;1 foi observada nos animais clonados e não clonados nos estromas materno e fetal e porção basal dos epitélios materno e fetal e foi co-localizada com a laminina. A proteína das subunidades &alpha;V e &beta;3 do receptor de integrina foi observado nos estromas materno e fetal e foi co-localizado com a fibronectina. O TIMP-2 foi exclusivamente e especificamente localizado nas TGCs no início e final da gestação de animais clonados e não clonados, mas não houve diferença significativa em sua expressão. O PL apresentou a mesma localização do TIMP-2 em todos os grupos analisados. Houve diferença significativa (p<0,05) entre 270d e clones ao se comprar a expressão relativa do RNAm da subunidade de integrina &beta;1 e do lactogênio placentário e ao se comparar a expressão protéica por western blot da laminina e do TIMP-2. Foi possível observar diferença significativa (p<0,05) entre o grupo controle e o grupo de animais clonados ao se quantificar o número de TGCs positivas para a laminina e para o lactogênio placentário. Apesar de algumas diferenças terem sido observadas na expressão de integrinas e de proteínas da ECM, sugere-se que a interação das integrinas com seus ligantes da ECM a termo não é um determinante da sobrevivência neonatal de bovinos clonados. Contudo, outros estudos são necessários para esclarecer se estas proteínas representam elementos chave na placentação de bovinos clonados em início de gestação. As diferenças observadas na expressão de integrinas e principalmente do PL entre clones fêmeas e machos sugerem possível influência de genes associados ao cromossomo sexual ou imprinting. / Integrins are transmembrane glycoproteins involved in cell-cell and cell-extracellular matrix (ECM) adhesion and signal transduction. They participate in the migration and fusion of trophoblast giant cells (TGC) with uterine epithelial cells in bovine placentomes, and interact with tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMPs), considered important regulators of matrix metalloproteinases (MMPs). MMPs are rate-limiting enzymes degrading ECM proteins during tissue remodeling around embryo implantation, pregnancy and parturition. Since integrins are considered to be responsible for the maintenance of the architecture within tissues and MMPs may also regulate degradation and reconstitution of ECM required for trophoblast invasion, we aimed to verify a potential relation of integrins with common placental alterations observed in cloned animals (SCNT). To verify the placental functionality, expression of placental lactogen (PL) and Ki-67 antigen was also assessed. Bovine placentomes were collected and divided into 3 groups: 1) early and 2) late gestation derived from natural mating (n=9) and 3) late gestational bovine clones (n=8), also divided into male clones (n=4) and female clones (n=4). All proteins were localized by indirect immunohistochemistry except for integrin subunits &alpha;6, &beta;1, &alpha;V and &beta;3 that were shown by immunofluorescence. The antibody specificity and protein expression were confirmed by Western blot. Expression of mRNA was evaluated using RT-PCR and quantitative Real Time PCR. Positive cells for laminin, TIMP-2, Ki-67 and placental lactogen were quantified for comparisons among groups. The protein of integrin receptor subunits &alpha;6 and &beta;1 was observed in both cloned and non-cloned animals in the fetal and maternal stroma and at the basal membrane of maternal and fetal epithelial cells, co-localized with laminin and with collagen IV. The integrin receptor subunits &alpha;V and &beta;3 were observed in the fetal and maternal stroma, co-localized with fibronectin. TIMP-2 was specifically and exclusively localized in TGC in the early and term gestation in both cloned and non-cloned animals. PL has shown the same localization of TIMP-2 in all analyzed samples. Statistically significant differences (p<0,05) between term gestation of non-cloned and cloned animals were observed comparing the mRNA expression of integrin &beta;1 subunit and placental lactogen and the protein expression of laminin and TIMP-2. There were also statistically significant differences (p<0,05) between non-cloned and cloned animals in the number of laminin and placental lactogen positive cells. Despite some differences in integrin and ECM proteins expression, our results suggest that the interaction between integrins and their ECM ligands in term gestation is not a determinant for the survival rate of newborn cloned calves. However further studies are necessary to elucidate if integrins represent key elements in the early placentation of SCNT bovines. The differences found in the integrin and principally in the placental lactogen expression between female and male cloned calves suggests the influence of sex-chromosome associated genes or imprinting.

Integrinas são glicoproteínas transmembrânicas envolvidas na adesão célula-célula e célula-proteina da matriz extracellular (ECM) que participam da migração e fusão de células trofoblásticas gigantes (TGC) com células do epitélio materno no placentoma bovino e interagem com inibidores teciduais de metalloproteinases (TIMPs), considerados importantes reguladores das metaloproteinases de matriz (MMPs), que são reconhecidas como passo limitande para ação de enzimas que atuam no remodelamento da ECM na implantação e na gestação. Uma vez que as integrinas são consideradas responsáveis pela manutenção da arquitetura tecidual e que as MMPs podem regular a degradação e a reconstituição da ECM necessária para a invasão do trofoblasto, temos como objetivo verificar uma possível relação das integrinas com alterações placentárias comumente observadas em gestações de animais clonados (SCNT). Para avaliar a funcionalidade placentária, a expressão do lactogênio placentário (PL) e do antígeno Ki-67 foram também verificadas. Placentomas bovinos foram coletados e divididos em 3 grupos: 1) início (n = 6) e 2) final (n = 3) da gestação de animais derivados de monta natural (n=9) e final da gestação de animais clonados (n=8), clones machos (n=4) e clones fêmeas (n=4). As proteínas foram localizadas por imuno-histoquímica indireta, exceto as subunidades de integrina &alpha;6, &beta;1, &alpha;V e &beta;3 que foram localizadas por imunofluorescência. A especificidade dos anticorpos e expressão protéica foi confirmada por Western blot e a expressão do RNAm foi avaliada por meio de RT-PCR e PCR em tempo real quantitativo. As células positivas para a laminina, TIMP-2, Ki-67 e lactogênio placentário (PL) foram quantificadas e para comparação entre os grupos. A proteína das subunidades &alpha;6 do receptor de integrina e &beta;1 foi observada nos animais clonados e não clonados nos estromas materno e fetal e porção basal dos epitélios materno e fetal e foi co-localizada com a laminina. A proteína das subunidades &alpha;V e &beta;3 do receptor de integrina foi observado nos estromas materno e fetal e foi co-localizado com a fibronectina. O TIMP-2 foi exclusivamente e especificamente localizado nas TGCs no início e final da gestação de animais clonados e não clonados, mas não houve diferença significativa em sua expressão. O PL apresentou a mesma localização do TIMP-2 em todos os grupos analisados. Houve diferença significativa (p<0,05) entre 270d e clones ao se comprar a expressão relativa do RNAm da subunidade de integrina &beta;1 e do lactogênio placentário e ao se comparar a expressão protéica por western blot da laminina e do TIMP-2. Foi possível observar diferença significativa (p<0,05) entre o grupo controle e o grupo de animais clonados ao se quantificar o número de TGCs positivas para a laminina e para o lactogênio placentário. Apesar de algumas diferenças terem sido observadas na expressão de integrinas e de proteínas da ECM, sugere-se que a interação das integrinas com seus ligantes da ECM a termo não é um determinante da sobrevivência neonatal de bovinos clonados. Contudo, outros estudos são necessários para esclarecer se estas proteínas representam elementos chave na placentação de bovinos clonados em início de gestação. As diferenças observadas na expressão de integrinas e principalmente do PL entre clones fêmeas e machos sugerem possível influência de genes associados ao cromossomo sexual ou imprinting. / Integrins are transmembrane glycoproteins involved in cell-cell and cell-extracellular matrix (ECM) adhesion and signal transduction. They participate in the migration and fusion of trophoblast giant cells (TGC) with uterine epithelial cells in bovine placentomes, and interact with tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMPs), considered important regulators of matrix metalloproteinases (MMPs). MMPs are rate-limiting enzymes degrading ECM proteins during tissue remodeling around embryo implantation, pregnancy and parturition. Since integrins are considered to be responsible for the maintenance of the architecture within tissues and MMPs may also regulate degradation and reconstitution of ECM required for trophoblast invasion, we aimed to verify a potential relation of integrins with common placental alterations observed in cloned animals (SCNT). To verify the placental functionality, expression of placental lactogen (PL) and Ki-67 antigen was also assessed. Bovine placentomes were collected and divided into 3 groups: 1) early and 2) late gestation derived from natural mating (n=9) and 3) late gestational bovine clones (n=8), also divided into male clones (n=4) and female clones (n=4). All proteins were localized by indirect immunohistochemistry except for integrin subunits &alpha;6, &beta;1, &alpha;V and &beta;3 that were shown by immunofluorescence. The antibody specificity and protein expression were confirmed by Western blot. Expression of mRNA was evaluated using RT-PCR and quantitative Real Time PCR. Positive cells for laminin, TIMP-2, Ki-67 and placental lactogen were quantified for comparisons among groups. The protein of integrin receptor subunits &alpha;6 and &beta;1 was observed in both cloned and non-cloned animals in the fetal and maternal stroma and at the basal membrane of maternal and fetal epithelial cells, co-localized with laminin and with collagen IV. The integrin receptor subunits &alpha;V and &beta;3 were observed in the fetal and maternal stroma, co-localized with fibronectin. TIMP-2 was specifically and exclusively localized in TGC in the early and term gestation in both cloned and non-cloned animals. PL has shown the same localization of TIMP-2 in all analyzed samples. Statistically significant differences (p<0,05) between term gestation of non-cloned and cloned animals were observed comparing the mRNA expression of integrin &beta;1 subunit and placental lactogen and the protein expression of laminin and TIMP-2. There were also statistically significant differences (p<0,05) between non-cloned and cloned animals in the number of laminin and placental lactogen positive cells. Despite some differences in integrin and ECM proteins expression, our results suggest that the interaction between integrins and their ECM ligands in term gestation is not a determinant for the survival rate of newborn cloned calves. However further studies are necessary to elucidate if integrins represent key elements in the early placentation of SCNT bovines. The differences found in the integrin and principally in the placental lactogen expression between female and male cloned calves suggests the influence of sex-chromosome associated genes or imprinting.

Interaktionen von Zellen mit der Extrazellulären Matrix (ECM) sind entscheidend für die normgerechte Entwicklung und Funktion des Organismus. Die Modulation der Zellmatrixinteraktion erfolgt durch proteolytische Systeme, die Bestandteile der ECM abbauen. Das betrifft physiologische und pathologische Prozesse wie beispielsweise Veränderungen der ECM im Rahmen von Augenerkrankungen. Die diabetische Retinopathie und altersabhängige Makuladegeneration (AMD) gehören zu den häufigsten Erblindungsursachen. In der Pathogenese dieser Erkrankungen spielt die pathologische Neubildung von Gefäßen (Neovaskularisation) eine entscheidende Rolle. Der Umbau der ECM, welcher insbesondere durch die Wirkung von Matrixmetalloproteinasen (MMPs) erfolgt, stellt einen Schlüsselschritt bei Neovaskularisationen dar. Durch ihre Fähigkeit, die Aktivität von MMPs zu hemmen, sorgen TIMPs (Tissue Inhibitor of Matrix Metalloproteinase) für das sensible Gleichgewicht zwischen Gewebe-abbauenden und -aufbauenden Prozessen. Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Bildung von MMPs durch retinale Pigmentepithel (RPE) -Zellen und retinale Endothel (RE) -Zellen sowie deren Regulation durch verschiedene Zytokine. In experimentellen Untersuchungen wurden insbesondere MMP-2 und MMP-9 näher betrachtet. Mittels Zymographie wurde zunächst die Sekretion von MMPs durch RPE-Zellen demonstriert. Nach Stimulation der Zellen durch verschiedene Zytokine/Mediatoren, d.h., in RPE-Zellen durch Tumornekrosefaktor (TNF)-α, in RE-Zellen durch Transforming Growth Factor (TGF)-β, Pigment Epithelium Derived Factor (PEDF) und Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF), konnte ein Trend in Richtung einer Förderung der Produktion von MMP-2 und MMP-9 beobachtet werden. Außerdem gelang der Nachweis einer TNF-α-stimulierten Sekretion von TIMP-2 durch RPE-Zellen mittels Westernblot-Analyse.

A causa de morte da maioria das pacientes com câncer de mama se deve à doença metastática desenvolvida a partir do tumor primário. A degradação dos componentes da matriz extracelular (MEC), um dos principais eventos do processo metastático, é regulada pelo balanço entre as atividades das metaloproteinases de matriz (MMPs) e dos seus inibidores, tanto os inibidores teciduais (TIMPs) como o inibidor associado à membrana (RECK). Contudo, ainda existe pouca informação sobre os mecanismos moleculares responsáveis pela manutenção deste balanço. No presente trabalho, foi investigado o envolvimento de TGF-&#946;1 (Transforming Growth Factor-&#946;1), uma citocina multifuncional é capaz tanto de inibir o crescimento celular, quanto de promover invasão e metástase, dependendo do estadiamento e do tipo de tumor, na regulação da expressão de MMPs, TIMPs e RECK, em modelo de câncer de mama. Primeiramente, examinou-se os níveis de expressão de mRNA das isoformas e receptores de TGF-&#946;, em um painel de cinco linhagens de carcinoma mamário humano, com diferentes potenciais invasivos e metastáticos, por qRT-PCR. Os resultados obtidos demonstraram uma correlação positiva entre a expressão dessas moléculas, e a progressão do caráter invasivo e metastático celular. Em seguida, a linhagem altamente invasiva, MDA-MB-231, foi tratada com diferentes concentrações de TGF-&#946;1 recombinante. Esta citocina foi capaz de modular a expressão gênica de MMPs (MMP-2 e MMP-9) e de seus inibidores (TIMP- 2 e RECK). Tanto ERK½, quanto p38MAPK mostraram-se envolvidas neste mecanismo. Foi demonstrado que a inibição da atividade de ERK½ alterou a expressão das proteínas MMP-9, TIMP-2 e RECK, enquanto o bloqueio de p38 MAPK afetou os níveis protéicos de MMP-2 e TIMP-2. O aumento do potencial migratório e invasivo da linhagem MDA-MB-231, induzido por TGF-&#946;1, mostrou-se também dependente da atividade de MMPs, ERK½ e p38MAPK. Dada a ausência de informações sobre o papel de RECK em modelo mamário, a função deste inibidor de MMPs também foi investigada. Primeiramente, analisou-se a expressão de RECK ao longo do desenvolvimento da mama e, posteriormente, em 1040 amostras tumorais de mama humana, através da metodologia de Tissue Microarray, tendo sido possível demonstrar que a alta expressão de RECK associa-se a menor tempo de sobrevida global e livre de doença em 10 anos. Os resultados obtidos indicaram que a expressão da proteína RECK, em oposição ao verificado em outros tipos de tumores, está relacionada ao fenótipo mais agressivo de tumores de mama. Entretanto, a análise funcional de RECK, realizada por meio da utilização de vetores shRNA específicos para a inibição desta proteína, demonstrou que RECK também atua como um inibidor de invasão celular e da expressão de MMP-9, na linhagem MDA-MB-231. Em conjunto, os resultados obtidos neste trabalho contribuíram para a elucidação dos mecanismos moleculares de regulação de RECK, por clássicas moléculas associadas ao processo de tumorigênese (TGF-&#946;1 e MAPKs), bem como para o esclarecimento de suas funções em modelo mamário, sugerindo-o como mais um promissor candidato a marcador prognóstico e alvo molecular para a terapia do câncer de mama. / The metastatic disease is the main mortality cause of breast cancer patients. The metastatic process involves a complex cascade of events, including the organized breakdown of the extracellular matrix (ECM) compounds. The degradation of ECM is tightly regulated by the balance between the activities of matrix metalloproteinases (MMPs) and their inhibitors, the tissue inhibitors (TIMPs) and the membrane-associated inhibitor (RECK). Among the several molecules released and activated by ECM remodeling, TGF-&#946;1 (Transforming Growth Factor-&#946;1) is a multifunctional cytokine able to regulate both cell growth inhibition and invasion and metastasis promotion, depending on the tumor stage and type. Since the molecular mechanisms involved in the ECM remodeling control are still not completed understood, in this study, we investigated the involvement of TGF-&#946;1 in regulating of MMPs, TIMPs and RECK expression, in the breast cancer model. By qRT-PCR, we first examined the gene expression levels of TGF-&#946; isoforms and receptors, in a panel of five human breast cancer cell lines displaying different degrees of invasiveness and metastatic potential. Our results suggest a positive correlation between the mRNA expression of these molecules and the breast cancer progression. Moreover, the highly invasive breast cancer cell line MDA-MB-231 was treated with different concentrations of recombinant TGF-&#946;1. We described that this cytokine was able to modulate the gene expression of MMPs (MMP-2 and MMP-9) and MMPs inhibitors (TIMP-2 and RECK) at both the mRNA and protein levels, with ERK½ and p38 MAPK being involved in this molecular mechanism. However, while ERK½ activity inhibition altered MMP-9, TIMP-2 and RECK expression, the p38 MAPK blockage affected the protein levels of MMP-2 and TIMP-2. Finally, we reposted that the TGF-&#946;1-enhanced migration and invasion capacities of MDA-MB- 231 cells were blocked by MMPs, ERK½ and p38 MAPK inhibitors. Analysis of the RECK function in the breast model was also an objective of this study. We analyzed RECK expression during mammary gland development. We evaluated the RECK protein profile in 1040 breast tumor tissue samples using Tissue Microarray assays. We demonstrated that high expression levels of RECK were associated with shorter overall and disease-free survival in 10 years. Moreover, we verified that RECK is a biomarker of poor prognosis mainly for patients diagnosed with less aggressive breast tumor. Therefore, in contrast to other tumor types, our results indicate that high protein expression levels of RECK are related to a more aggressive phenotype. In fact, the RECK functional analysis, performed by using of shRNA vectors, showed that RECK function remains as an inhibitor of cellular invasion and MMP-9 expression, in MDA-MB-231 cells. Taken together, our results contribute to better understanding of the molecular mechanisms associated to RECK regulation by TGF-&#946;1 and MAPK as well as to clarify its role in breast model. Thus, we suggests RECK as a new and promising prognostic marker and molecular target candidate for breast cancer therapy.

A causa de morte da maioria das pacientes com câncer de mama se deve à doença metastática desenvolvida a partir do tumor primário. A degradação dos componentes da matriz extracelular (MEC), um dos principais eventos do processo metastático, é regulada pelo balanço entre as atividades das metaloproteinases de matriz (MMPs) e dos seus inibidores, tanto os inibidores teciduais (TIMPs) como o inibidor associado à membrana (RECK). Contudo, ainda existe pouca informação sobre os mecanismos moleculares responsáveis pela manutenção deste balanço. No presente trabalho, foi investigado o envolvimento de TGF-&#946;1 (Transforming Growth Factor-&#946;1), uma citocina multifuncional é capaz tanto de inibir o crescimento celular, quanto de promover invasão e metástase, dependendo do estadiamento e do tipo de tumor, na regulação da expressão de MMPs, TIMPs e RECK, em modelo de câncer de mama. Primeiramente, examinou-se os níveis de expressão de mRNA das isoformas e receptores de TGF-&#946;, em um painel de cinco linhagens de carcinoma mamário humano, com diferentes potenciais invasivos e metastáticos, por qRT-PCR. Os resultados obtidos demonstraram uma correlação positiva entre a expressão dessas moléculas, e a progressão do caráter invasivo e metastático celular. Em seguida, a linhagem altamente invasiva, MDA-MB-231, foi tratada com diferentes concentrações de TGF-&#946;1 recombinante. Esta citocina foi capaz de modular a expressão gênica de MMPs (MMP-2 e MMP-9) e de seus inibidores (TIMP- 2 e RECK). Tanto ERK½, quanto p38MAPK mostraram-se envolvidas neste mecanismo. Foi demonstrado que a inibição da atividade de ERK½ alterou a expressão das proteínas MMP-9, TIMP-2 e RECK, enquanto o bloqueio de p38 MAPK afetou os níveis protéicos de MMP-2 e TIMP-2. O aumento do potencial migratório e invasivo da linhagem MDA-MB-231, induzido por TGF-&#946;1, mostrou-se também dependente da atividade de MMPs, ERK½ e p38MAPK. Dada a ausência de informações sobre o papel de RECK em modelo mamário, a função deste inibidor de MMPs também foi investigada. Primeiramente, analisou-se a expressão de RECK ao longo do desenvolvimento da mama e, posteriormente, em 1040 amostras tumorais de mama humana, através da metodologia de Tissue Microarray, tendo sido possível demonstrar que a alta expressão de RECK associa-se a menor tempo de sobrevida global e livre de doença em 10 anos. Os resultados obtidos indicaram que a expressão da proteína RECK, em oposição ao verificado em outros tipos de tumores, está relacionada ao fenótipo mais agressivo de tumores de mama. Entretanto, a análise funcional de RECK, realizada por meio da utilização de vetores shRNA específicos para a inibição desta proteína, demonstrou que RECK também atua como um inibidor de invasão celular e da expressão de MMP-9, na linhagem MDA-MB-231. Em conjunto, os resultados obtidos neste trabalho contribuíram para a elucidação dos mecanismos moleculares de regulação de RECK, por clássicas moléculas associadas ao processo de tumorigênese (TGF-&#946;1 e MAPKs), bem como para o esclarecimento de suas funções em modelo mamário, sugerindo-o como mais um promissor candidato a marcador prognóstico e alvo molecular para a terapia do câncer de mama. / The metastatic disease is the main mortality cause of breast cancer patients. The metastatic process involves a complex cascade of events, including the organized breakdown of the extracellular matrix (ECM) compounds. The degradation of ECM is tightly regulated by the balance between the activities of matrix metalloproteinases (MMPs) and their inhibitors, the tissue inhibitors (TIMPs) and the membrane-associated inhibitor (RECK). Among the several molecules released and activated by ECM remodeling, TGF-&#946;1 (Transforming Growth Factor-&#946;1) is a multifunctional cytokine able to regulate both cell growth inhibition and invasion and metastasis promotion, depending on the tumor stage and type. Since the molecular mechanisms involved in the ECM remodeling control are still not completed understood, in this study, we investigated the involvement of TGF-&#946;1 in regulating of MMPs, TIMPs and RECK expression, in the breast cancer model. By qRT-PCR, we first examined the gene expression levels of TGF-&#946; isoforms and receptors, in a panel of five human breast cancer cell lines displaying different degrees of invasiveness and metastatic potential. Our results suggest a positive correlation between the mRNA expression of these molecules and the breast cancer progression. Moreover, the highly invasive breast cancer cell line MDA-MB-231 was treated with different concentrations of recombinant TGF-&#946;1. We described that this cytokine was able to modulate the gene expression of MMPs (MMP-2 and MMP-9) and MMPs inhibitors (TIMP-2 and RECK) at both the mRNA and protein levels, with ERK½ and p38 MAPK being involved in this molecular mechanism. However, while ERK½ activity inhibition altered MMP-9, TIMP-2 and RECK expression, the p38 MAPK blockage affected the protein levels of MMP-2 and TIMP-2. Finally, we reposted that the TGF-&#946;1-enhanced migration and invasion capacities of MDA-MB- 231 cells were blocked by MMPs, ERK½ and p38 MAPK inhibitors. Analysis of the RECK function in the breast model was also an objective of this study. We analyzed RECK expression during mammary gland development. We evaluated the RECK protein profile in 1040 breast tumor tissue samples using Tissue Microarray assays. We demonstrated that high expression levels of RECK were associated with shorter overall and disease-free survival in 10 years. Moreover, we verified that RECK is a biomarker of poor prognosis mainly for patients diagnosed with less aggressive breast tumor. Therefore, in contrast to other tumor types, our results indicate that high protein expression levels of RECK are related to a more aggressive phenotype. In fact, the RECK functional analysis, performed by using of shRNA vectors, showed that RECK function remains as an inhibitor of cellular invasion and MMP-9 expression, in MDA-MB-231 cells. Taken together, our results contribute to better understanding of the molecular mechanisms associated to RECK regulation by TGF-&#946;1 and MAPK as well as to clarify its role in breast model. Thus, we suggests RECK as a new and promising prognostic marker and molecular target candidate for breast cancer therapy.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Orientadores: Alexandre Augusto Zaia, Sergio Roberto Peres Line / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-13T01:17:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mendonca_ThaisAccorsi_D.pdf: 1140557 bytes, checksum: edc0e3c618eed2eddfe927042cc99ba1 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: As metaloproteinases de matriz (MMPs) são enzimas zinco dependentes secretadas por diversas células e que possuem uma importante função no remodelamento da matriz extracelular tanto em processos fisiológicos quanto patológicos. Essas enzimas são secretadas na forma inativa (zimógeno) e sua atividade pode ser modulada por inibidores teciduais endógenos (TIMPs). As MMPs são subdivididas de acordo com seu substrato, sendo as MMPs -2 e -9 conhecidas como gelatinases por degradar gelatina, ou seja, colágeno denaturado. Em uma inflamação pulpar intensa ocorre degradação tecidual similar à qualquer outro processo inflamatório. Dessa forma, o objetivo deste estudo foi avaliar polpas dentais humanas sadias e inflamadas quanto à expressão gênica de MMP-2, MMP-9 e TIMP-2 utilizando o PCR em tempo real; valores proteicos de TIMP-2 através do ELISA e atividade gelatinolítica de MMP-2 e MMP-9 por meio da técnica zimográfica. A técnica de quantificação de mieloperoxidase (MPO) também foi realizada em todas as amostras para identificar e quantificar a presença de células neutrofílicas na polpa. Foram utilizadas polpas sadias (n=20) de terceiros molares inclusos e polpas inflamadas (n=20), caracterizadas clinicamente. Os resultados mostraram uma expressão gênica 9 vezes maior para MMP-9 em polpas inflamadas quando comparadas a polpas sadias. Para a quantificação proteica, os valores absolutos evidenciaram maiores valores de TIMP-2 em polpas inflamadas quando comparadas com polpas sadias (p<0,0039). A atividade gelatinolítica para o grupo sadio evidenciou maior presença de bandas para pro-MMP-2, com ausência de MMP-9. Em polpas inflamadas, a proteína que apresentou maior atividade foi a MMP-9, com atividade significantemente maior (p=0,00081) quando comparada com MMP-2 ativa. O resultado da quantificação da proteina MPO evidenciou para algumas amostras inflamadas, caracterizadas clinicamente, um padrão similar ao encontrado para polpas sadias. E em amostras inflamadas com alto índice de MPO, caracterizando assim presença de muitos neutrófilos, houve presença de atividade gelatinolítica para MMP-9. Assim, pode-se concluir que a proteína MMP-2, em polpas inflamadas, tornou-se ativa mesmo com o aumento da produção de TIMP-2. Entretanto, o aumento em níveis proteicos para TIMP-2 na inflamação, não foi acompanhado do aumento do RNAm para este gene. Em processos inflamatórios, MMP-2 e MMP-9 foram encontradas de forma ativa, o que não ocorreu em polpas sadias. Não houve correlação entre sintomatologia e presença da proteína mieloperoxidase ou atividade gelatinolítica em polpas inflamadas / Abstract: Matrix Metalloproteinases (MMPs) are members of a family of zinc-dependent endopeptidases which are involved in the degradation of extracellular matrix but also in a number of other biologic processes. Such as any other inflammatory process, the pulp inflammation is associated with tissue degradation which can be mediated by MMPs. MMP-2 and MMP-9, named gelatinases, are secreted in latent form (zymogen) and their activity can be modulated by tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMPs). The aim of this study was evaluated the role of MMP-2, MMP-9 and TIMP-2 in inflammatory human dental pulp tissues. Twenty dental pulp clinically diagnosed as inflammatory tissues and twenty healthy pulp tissues from enclosed third molars were harvested and evaluated to: gene expression of MMP-2, MMP-9 and TIMP-2 by real-time PCR; protein quantification of TIMP-2 by ELISA; gelatinolytic activity (MMP-2 and MMP-9) assessed by zymography technique, and neutrophils quantification by mieloperoxidase protein (MPO) assay. Data analysis showed an increased mRNA levels of MMP-9. Protein level of TIMP-2 in inflammatory pulp tissues was higher than healthy tissues (p<0,0039). The gelatinolytic activity for the healthy pulp tissues revealed a greater presence of bands for pro-MMP-2, with absence of MMP-9 bands. In inflammatory pulp tissues, MMP-9 demonstrated higher activity (p=0.00081) compared to MMP-2. Finally, the inflammatory pulp tissues with increased MPO protein levels were associated to the MMP-9 gelatinolityc activity. Taken together, these data suggest that MMP-2 in inflammatory pulp tissues was activated even at the presence of high levels of TIMP-2. However, the increased protein levels of TIMP-2 in inflammatory pulps were not followed by an increase of corresponding mRNA levels. During inflammatory process, MMP-2 and MMP-9 were found active, which did not occur in healthy pulps. Besides, it was not observed correlation between pain and the presence of mieloperoxidase protein or gelatinolytic activity in inflammatory pulp tissues / Doutorado / Endodontia / Doutor em Clínica Odontológica

Interaktionen von Zellen mit der Extrazellulären Matrix (ECM) sind entscheidend für die normgerechte Entwicklung und Funktion des Organismus. Die Modulation der Zellmatrixinteraktion erfolgt durch proteolytische Systeme, die Bestandteile der ECM abbauen. Das betrifft physiologische und pathologische Prozesse wie beispielsweise Veränderungen der ECM im Rahmen von Augenerkrankungen. Die diabetische Retinopathie und altersabhängige Makuladegeneration (AMD) gehören zu den häufigsten Erblindungsursachen. In der Pathogenese dieser Erkrankungen spielt die pathologische Neubildung von Gefäßen (Neovaskularisation) eine entscheidende Rolle. Der Umbau der ECM, welcher insbesondere durch die Wirkung von Matrixmetalloproteinasen (MMPs) erfolgt, stellt einen Schlüsselschritt bei Neovaskularisationen dar. Durch ihre Fähigkeit, die Aktivität von MMPs zu hemmen, sorgen TIMPs (Tissue Inhibitor of Matrix Metalloproteinase) für das sensible Gleichgewicht zwischen Gewebe-abbauenden und -aufbauenden Prozessen. Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Bildung von MMPs durch retinale Pigmentepithel (RPE) -Zellen und retinale Endothel (RE) -Zellen sowie deren Regulation durch verschiedene Zytokine. In experimentellen Untersuchungen wurden insbesondere MMP-2 und MMP-9 näher betrachtet. Mittels Zymographie wurde zunächst die Sekretion von MMPs durch RPE-Zellen demonstriert. Nach Stimulation der Zellen durch verschiedene Zytokine/Mediatoren, d.h., in RPE-Zellen durch Tumornekrosefaktor (TNF)-α, in RE-Zellen durch Transforming Growth Factor (TGF)-β, Pigment Epithelium Derived Factor (PEDF) und Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF), konnte ein Trend in Richtung einer Förderung der Produktion von MMP-2 und MMP-9 beobachtet werden. Außerdem gelang der Nachweis einer TNF-α-stimulierten Sekretion von TIMP-2 durch RPE-Zellen mittels Westernblot-Analyse.

Dentale Implantate sind heutzutage ein fester Bestandteil der modernen Zahnheilkunde. Durch die steigende Anzahl gesetzter Implantate steigt auch die absolute Zahl an Misserfolgen. Der Hauptgrund für den Verlust von Implantaten ist die Periimplantitis. Sie stellt eine Entzündung des Weich- und Hartgewebes um dentale Implantate dar, welche im ultimativen Stadium den Verlust der Integrität des Implantats zur Folge hat. Das Ziel dieser Arbeit soll es sein, einen Überblick über die Genexpression des entzündeten periimplantären Gewebe zu erlangen um so die Periimplantitis auf mikrobiologischer Ebene zu charakterisieren. Um das zu erreichen wurde umgebendes Gewebe von Implantaten mit Periimplantitis und von Implantaten ohne Periimplantitis von menschlichen Patienten gewonnen. Für die Ermittlung der Ergebnisse wurde die Microarray-Technik angewandt (Affymetrix Gene- Chip R Human Gene 1.0 ST Array) und um diese Ergebnisse zu validieren wurde die qPCR-Technik verwendet (real-time-PCR). Die Ergebnisse zeigen, dass klassische Entzündungsmarker wie IL-1, -8 und -6 sind in ihrer Expression stark erhöht. Die erhöhte Expression von CD24 zusammen mit weiteren Cluster of Differentiation und das Expressionsmuster der Interleukine zeigen, dass das unspezifische Immunsystem eine Hauptrolle bei der Entzündung um Implantate spielt. Makrophagen und Monozyten sind sehr wahrscheinlich die am stärksten vertretene Spezies von Abwehrzellen im von Periimplantitis betroffenen Gewebe. Marker für den Abbau von Gewebe, die MMPs-1, -12 und -13 sind in ihrer Expression erhöht, ihre Inhibitoren, die TIMPs sind in ihrer Expression erniedrigt. MMP-12 ist die Makrophagen spezifische Elastase und somit ein weiterer Indikator für die tragende Rolle von Makrophagen bei der Periimplantitis. Kollagen-3 ist das einzige Kollagen, welches den Ergebnissen dieser Arbeit zufolge in seiner Expression erhöht ist. Kollagen-3 findet sich neben Haut- und Muskelzellen in der Wand von Blutgefäßen. Transkriptions- und Wachstumsfaktoren wie RUNX2, SOX2 und FGF18 sind den Ergebnissen dieser Arbeit nach im entzündeten periimplantären Gewebe in ihrer Expression erniedrigt. Fazit: Anhand der Ergebnisse dieser Arbeit lässt sich die Periimplantitis als ein gut durchblutetes, granulationsgewebe-ähnliches-Gewebe mit einer herabgesetzten Kompetenz zur Regeneration charakterisieren. Das unspezifische Immunsystem ist Hauptakteur bei der Periimplantitis und die hauptsächlich anwesenden Immunzellen sind Makrophagen und Monocyten. Die Gewebehomöostase ist in Richtung Gewebeabbau verschoben.

O câncer de mama é o tipo de câncer mais comumente detectado em mulheres de todo o mundo. Na maioria das pacientes, a causa de morte se deve, principalmente, à doença metastática que pode se desenvolver a partir do tumor primário. O processo metastático envolve uma complexa cascata de eventos, incluindo a quebra organizada dos componentes da matriz extracelular por metaloproteinases de matriz (MMPs). A atividade das MMPs é precisamente regulada por inibidores específicos, os inibidores teciduais das MMPs (TIMPs). Dado seu papel na progressão tumoral, níveis elevados de MMPs têm sido associados com prognóstico desfavorável para pacientes com câncer. Por outro lado, sendo os TIMPs proteínas multifuncionais, níveis elevados de TlMP-1 e de TIMP-2 correlacionam com agressividade do tumor e prognóstico ruim em diferentes tipos de câncer, incluindo o câncer de mama. O gene supressor de metástase RECK codifica uma glicoproteína de membrana capaz de inibir a invasão e a metástase tumoral através da regulação negativa da atividade de MMPs envolvidas em carcinogênese: MMP-2, MMP-9 e MMP-14 (MT1-MMP). A fim de analisar o papel das MMPs e de seus inibidores (TIMPs e RECK) na progressão tumoral do câncer de mama, o perfil de expressão destes genes foi detectado, através de ensaios de Real-Time PCR, em um painel de cinco linhagens celulares de carcinoma de mama humano com diferentes potenciais invasivos e metastáticos e em 72 amostras teciduais de tumores primários de mama e 30 amostras teciduais de borda normal adjacente ao tumor. O perfil de expressão protéica de RECK foi avaliado em 236 amostras de tumores primários de mama através de ensaios de Tissue Microarray. Além disso, a atividade proteolítica das MMPs foi detectada em ensaios de Zimografia. Os resultados obtidos indicam que a progressão do câncer de mama humano está relacionada com um aumento dos níveis de expressão das MMPs e de seus inibidores específicos. O aumento dos níveis de expressão dos TIMPs parece estar relacionado ao seu papel como proteína multifuncional que pode estar funcionando de maneira a promover, mais do que suprimir, a progressão tumoral. Níveis elevados da expressão protéica de RECK estão associados com pior prognóstico. No entanto, para pacientes em estádios clínicos avançados, altos níveis de expressão de RECK podem estar correlacionados com melhor prognóstico, dependendo do balanço MMP/inibidor. Os níveis de expressão das MMPs apresentaram correlação positiva em relação aos níveis de expressão de seus inibidores específicos, sugerindo a existência de fatores e vias de sinalização comuns envolvidas na regulação coordenada destes genes. Além disso, a síntese do inibidor pode estar relacionada a uma resposta celular ao aumento da expressão e atividade de proteases. O balanço transcricional enzima/inibidor favorece a enzima nas amostras tumorais e, de modo contrário, o inibidor específico nas amostras de borda normal, sugerindo o balanço como o principal fator na determinação da degradação da MEC em processos invasivos e metastáticos. Os resultados obtidos podem contribuir para um melhor entendimento da complexidade dos mecanismos envolvidos na metástase do câncer de mama. / Breast cancer is among the most common tumors affecting women. Like most solid tumors, metastatic disease rather than the primary tumor itself is responsible for death. The metastatic process involves a complex cascade of events, including the organized breakdown of the extracellular matrix by matrix metalloproteinases (MMPs). The activity of these proteases is tightly regulated by specific inhibitors, known as tissue inhibitors of MMPs (TIMPs). Consistent with their role in tumor progression, high levels of a number of MMPs have been shown to correlate with poor prognosis in human cancers. On the other hand, TIMPs are multifunctional molecules with high levels of TIMP-1 and TIMP-2 having been shown to predict adverse prognosis and correlate with tumor aggressiveness in several different human cancers, including breast cancer. The RECK metastasis suppressor gene encodes a membrane-associated MMP regulator protein that is able to suppress tumor invasion and metastasis by negatively regulating MMPs involved in carcinogenesis, namely: MMP-2, MMP-9 and MMP-14 (MT1-MMP). In order to analyse the role of these genes in breast cancer progression, the expression levels of MMPs and theirs inhibitors were detected by Real Time PCR in a panel of five human breast cancer cell lines displaying different degrees of invasiveness and metastatic potential and in 72 primary breast cancer and 30 adjacent normal tissue specimens. The RECK protein expression profile was also examined in 236 primary breast cancer tissue specimens by Tissue Microarray technology. The proteolytic activity of MMPs was examined by Zymography. The results suggest that high expression levels of MMPs and their inhibitors are correlated with breast cancer progression. High levels of TIMP transcript may be involved in tumor-promoting activity as a result of their multifunctional role. Increased levels of the RECK protein are correlated with poor prognosis for the patient. However, high levels of RECK would be expected to confer a favorable prognosis to patients with advanced disease. The expression levels of MMPs significantly correlated with the levels of TIMPs and may be explained by coordinate correlation of these molecules or, alternatively, the synthesis of an inhibitor may be a cellular reaction to the presence of the protease. The enzyme/inhibitor balance at the transcriptional level favors the enzyme in tumor tissue and the inhibitor in adjacent normal tissue. It is probably the parameter that will determine the matrix degradation at invasion and metastatic process. Our results are likely to contribute for better understanding of the complex mechanisms involved in breast cancer metastasis.