O câncer cervical é uma das neoplasias mais prevalentes, sendo a segunda mais frequente em mulheres no Brasil. A exoprotease dipeptidil-peptidase IV (DPPIV), também conhecida como CD26, é uma enzima encontrada em uma diversidade de células, e sua atividade enzimática e interação com outras proteínas parecem ser fundamentais para o controle da transformação maligna e progressão tumoral. Esta enzima é encontrada ancorada na membrana celular e também como uma isoforma solúvel (DPPIV/sCD26), ativa em fluidos biológicos. Pesquisas demonstram que alterações em sua expressão e atividade têm sido observadas em diversos tumores. Tendo em vista a relação entre a DPPIV/CD26 e o câncer, neste estudo investigamos a atividade e expressão da DPPIV/CD26 em linhagens celulares de câncer cervical (SiHa, HeLa and C33A) e de queratinócitos imortalizados (HaCaT). A atividade enzimática também foi monitorada na presença do inibidor específico da DPPIV/CD26, o fosfato de sitagliptina. Avaliamos também a relação desta enzima com os mecanismos de migração e adesão celular. Nossos resultados demonstram que todas as linhagens estudadas apresentam atividade enzimática DPPIV/CD26 ligada à membrana e solúvel, sendo superior nas linhagens SiHa e HaCaT. Confirmamos que esta atividade é atribuída à DPPIV/CD26 pela inibição da sua atividade enzimática na presença de fosfato de sitagliptina. Uma maior expressão do gene da DPPIV/CD26 foi observada nas linhagens HaCaT e SiHa, uma baixa expressão na C33A, sendo praticamente indetectável na HeLa. Estes dados corroboram os resultados obtidos para a atividade enzimática. Foi observada uma maior capacidade migratória na linhagem HeLa, quando comparada a SiHa, porém na presença de fosfato de sitagliptina, a linhagem SiHa apresentou um aumento na migração. Além disso, na presença do inibidor, tanto a linhagem HeLa quanto a SiHa exibiram uma redução na adesão celular. Este estudo demonstra a presença da enzima DPPIV/CD26 em células de câncer cervical, revelando diferentes níveis de expressão, e sua relação com a migração e adesão celular. / Cervical cancer is one of the most prevalent neoplasias, being the second most frequent in women in Brazil. The exoprotease dipeptidyl peptidase IV (DPPIV), also known as CD26, is an enzyme found in a variety of cells, and its enzymatic activity and interaction with other proteins appear to be essential for the control of malignant transformation and tumor progression. This enzyme is found anchored to the cell membrane and also as a soluble isoform (DPPIV/sCD26), active in biological fluids. Studies have shown changes in their expression and activity in several tumor types. Given the relationship between DPPIV/CD26 and cancer, in the present study, we investigated DPPIV/CD26 activity and expression in cervical cancer cell lines (SiHa, HeLa and C33A) and immortalized keratinocytes (HaCaT). Enzymatic activity was also monitored in the presence of the specific DPPIV/CD26 inhibitor, sitagliptin phosphate. We also evaluated the relationship of this enzyme with cell migration and adhesion. Our results show that all cell lines studied exhibit DPPIV/CD26 enzymatic activity both membrane-bound and in soluble form, being higher in SiHa and HaCaT. We confirm that this activity is attributed to DPPIV/CD26 by its inhibition in the presence of sitagliptin phosphate. We observed a higher expression of DPPIV/CD26 in HaCaT and SiHa cell lines, a low expression in C33A and in HeLa cells this expression was almost undetectable. These data corroborate the results obtained for enzymatic activity. We observed a higher migratory capacity of HeLa, when compared to SiHa, but in the presence of sitagliptin phosphate, SiHa showed an increase in migration. Furthermore, in the presence of the inhibitor, SiHa and HeLa cells exhibited a reduction in cell adhesion. This study demonstrates the presence of DPPIV/CD26 in cervical cancer cells, revealing a differential expression and its relationship with cell migration and adhesion.

O câncer cervical é uma neoplasia muito prevalente na população feminina e está associado à infecção pelo papilomavírus humano (HPV). As oncoproteínas E6 e E7 de HPV de alto risco são as principais responsáveis pelas alterações celulares que levam ao desenvolvimento deste tipo tumoral. A dipeptidil peptidase IV (DPPIV/CD26) é uma enzima que exerce importantes funções relacionadas à progressão tumoral. Diversos estudos demonstram alterações na expressão e atividade desta proteína em diferentes tipos de câncer. Tendo em vista a relação entre a DPPIV/CD26 e o câncer, e que ainda não existem estudos relacionando esta proteína ao câncer cervical, neste estudo inicialmente investigamos a expressão e atividade da DPPIV/CD26 em linhagens celulares de carcinoma cervical humano (SiHa, HeLa e C33A) e em queratinócitos imortalizados (HaCaT). Nossos resultados demonstram uma baixa expressão da DPPIV/CD26 nas linhagens celulares estudadas, sendo praticamente indetectável na linhagem HeLa. Foi verificada a atividade enzimática dipeptidilpeptidásica tanto ligada à membrana quanto solúvel em todas as linhagens. Na presença do inibidor de DPPIV/CD26 (fosfato de sitagliptina) observamos que a linhagem SiHa apresentou um aumento na migração celular, e assim sugerimos que ao menos em parte a migração nesta linhagem é regulada pela atividade enzimática da DPPIV/CD26. A fim de investigar a relação da expressão da DPPIV/CD26 com as oncoproteínas E6 e E7 do HPV, avaliamos sua expressão em queratinócitos normais e transduzidos com estas oncoproteínas. Verificamos que queratinócitos expressando E6 de HPV de alto risco apresentam uma redução na expressão da DPPIV/CD26, e esta regulação parece ser dependente da degradação da p53. Considerando que as linhagens celulares estudadas apresentam baixa expressão e atividade da DPPIV/CD26, para melhor compreender a importância da expressão desta proteína, nós induzimos a superexpressão da DPPIV/CD26 em linhagem de câncer cervical (HeLa) para posterior avaliação dos efeitos em diferentes mecanismos tumorais. Os resultados demonstram uma redução no crescimento de células expressando DPPIV/CD26, sendo este efeito independente da atividade enzimática. Além disso, foi demonstrado que a indução da expressão de DPPIV/CD26 não afeta os mecanismos de migração e adesão celular na linhagem HeLa. Sendo assim, acreditamos que o esclarecimento do papel da DPPIV/CD26 no contexto do câncer cervical possibilita que novas abordagens diagnósticas e terapêuticas sejam implementadas no futuro. / Cervical cancer is a very prevalent neoplasm in female population and is associated with human papillomavirus (HPV) infection. The high risk HPV E6 and E7 oncoproteins are responsible for cellular alterations that lead to the development of this tumor type. The dipeptidyl peptidase IV (DPPIV/CD26) is an enzyme that exerts important functions related to tumor progression. Several studies have shown changes in the expression and activity of this protein in different types of cancer. Considering the relationship between DPPIV/CD26 and cancer, and that there are still no studies relating this protein to cervical cancer, in the present study we first investigated the DPPIV/CD26 expression and activity in human cervical carcinoma cell lines (SiHa, HeLa and C33A) and in immortalized keratinocytes (HaCaT). Our results demonstrate a low DPPIV/CD26 expression in the studied cell lines, being almost undetectable in HeLa cell line. The dipeptidylpeptidasic enzymatic activity was verified both membrane bound and in the soluble form in all cell lines. In the presence of the DPPIV/CD26 inhibitor (sitagliptin phosphate) we observed that SiHa cell line showed an increase in cell migration, thus we suggest that at least in part cell migration in this cell line is regulated by DPPIV/CD26 enzymatic activity. In order to investigate the relationship between DPPIV/CD26 expression and HPV E6 and E7 oncoproteins, we evaluated the expression of this protein in normal keratinocytes or transduced with these oncoproteins. We have found that keratinocytes expressing high-risk HPV E6 present a reduction in DPPIV/CD26 expression, and this regulation appears to be dependent on p53 degradation. Considering that the cell lines studied have low DPPIV/CD26 expression and activity, in order to better understand the importance of the expression of this protein, we induced the DPPIV/CD26 overexpression in a cervical cancer cell line (HeLa) for further evaluation of the effects on different tumor mechanisms. The results demonstrate a reduction in cell growth of DPPIV/CD26 expressing cells, being this effect independent of the enzymatic activity. In addition, it has been demonstrated that the induction of DPPIV/CD26 expression does not affect the cell migration and adhesion mechanisms in the HeLa cell line. Thus, we believe that the elucidation of the DPPIV/CD26 role in the context of cervical cancer enables new diagnostic and therapeutic approaches to be implemented in the future.

O câncer cervical é uma das neoplasias mais prevalentes, sendo a segunda mais frequente em mulheres no Brasil. A exoprotease dipeptidil-peptidase IV (DPPIV), também conhecida como CD26, é uma enzima encontrada em uma diversidade de células, e sua atividade enzimática e interação com outras proteínas parecem ser fundamentais para o controle da transformação maligna e progressão tumoral. Esta enzima é encontrada ancorada na membrana celular e também como uma isoforma solúvel (DPPIV/sCD26), ativa em fluidos biológicos. Pesquisas demonstram que alterações em sua expressão e atividade têm sido observadas em diversos tumores. Tendo em vista a relação entre a DPPIV/CD26 e o câncer, neste estudo investigamos a atividade e expressão da DPPIV/CD26 em linhagens celulares de câncer cervical (SiHa, HeLa and C33A) e de queratinócitos imortalizados (HaCaT). A atividade enzimática também foi monitorada na presença do inibidor específico da DPPIV/CD26, o fosfato de sitagliptina. Avaliamos também a relação desta enzima com os mecanismos de migração e adesão celular. Nossos resultados demonstram que todas as linhagens estudadas apresentam atividade enzimática DPPIV/CD26 ligada à membrana e solúvel, sendo superior nas linhagens SiHa e HaCaT. Confirmamos que esta atividade é atribuída à DPPIV/CD26 pela inibição da sua atividade enzimática na presença de fosfato de sitagliptina. Uma maior expressão do gene da DPPIV/CD26 foi observada nas linhagens HaCaT e SiHa, uma baixa expressão na C33A, sendo praticamente indetectável na HeLa. Estes dados corroboram os resultados obtidos para a atividade enzimática. Foi observada uma maior capacidade migratória na linhagem HeLa, quando comparada a SiHa, porém na presença de fosfato de sitagliptina, a linhagem SiHa apresentou um aumento na migração. Além disso, na presença do inibidor, tanto a linhagem HeLa quanto a SiHa exibiram uma redução na adesão celular. Este estudo demonstra a presença da enzima DPPIV/CD26 em células de câncer cervical, revelando diferentes níveis de expressão, e sua relação com a migração e adesão celular. / Cervical cancer is one of the most prevalent neoplasias, being the second most frequent in women in Brazil. The exoprotease dipeptidyl peptidase IV (DPPIV), also known as CD26, is an enzyme found in a variety of cells, and its enzymatic activity and interaction with other proteins appear to be essential for the control of malignant transformation and tumor progression. This enzyme is found anchored to the cell membrane and also as a soluble isoform (DPPIV/sCD26), active in biological fluids. Studies have shown changes in their expression and activity in several tumor types. Given the relationship between DPPIV/CD26 and cancer, in the present study, we investigated DPPIV/CD26 activity and expression in cervical cancer cell lines (SiHa, HeLa and C33A) and immortalized keratinocytes (HaCaT). Enzymatic activity was also monitored in the presence of the specific DPPIV/CD26 inhibitor, sitagliptin phosphate. We also evaluated the relationship of this enzyme with cell migration and adhesion. Our results show that all cell lines studied exhibit DPPIV/CD26 enzymatic activity both membrane-bound and in soluble form, being higher in SiHa and HaCaT. We confirm that this activity is attributed to DPPIV/CD26 by its inhibition in the presence of sitagliptin phosphate. We observed a higher expression of DPPIV/CD26 in HaCaT and SiHa cell lines, a low expression in C33A and in HeLa cells this expression was almost undetectable. These data corroborate the results obtained for enzymatic activity. We observed a higher migratory capacity of HeLa, when compared to SiHa, but in the presence of sitagliptin phosphate, SiHa showed an increase in migration. Furthermore, in the presence of the inhibitor, SiHa and HeLa cells exhibited a reduction in cell adhesion. This study demonstrates the presence of DPPIV/CD26 in cervical cancer cells, revealing a differential expression and its relationship with cell migration and adhesion.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Lectinas sÃo proteÃnas que apresentam afinidade por carboidratos especÃficos. E-xiste um considerÃvel interesse pelos carboidratos de superfÃcie celular posto que estÃo relacionados com fenÃmenos de diferenciaÃÃo e maturaÃÃo. Durante a transformaÃÃo neoplÃsica ocorrem alteraÃÃes da membrana celular, principalmente na composiÃÃo de carboidratos, que determinam caracterÃsticas especiais Ãs cÃlulas. Lectinas tÃm sido utili-zadas como ferramentas em muitas Ãreas de investigaÃÃo diagnÃstica, especialmente no estudo dos glicoconjugados celulares. No presente estudo investigou-se a expressÃo de glicoconjugados especÃficos para Artocarpus incisa (frutalina) em vÃrios estÃgios histolÃ-gicos de progressÃo tumoral na mama. Foram incluÃdas amostras de epitÃlio normal, metaplasia apÃcrina, hipreplasia ductal tÃpica e atÃpica, carcinoma ductal in situ, carci-noma ductal invasivo e metÃstase ganglionar. As amostras foram marcadas utilizando o mÃtodo da EstreptoâAvidinaâBiotinaâPeroxidase com duas tÃcnicas diferentes: a frutali-na, como sonda primÃria e o anticorpo anti-frutalina como ponte (TÃcnica I); anticorpo anti-frutalina como sonda primÃria (TÃcnica II). Em ambas as tÃcnicas ocorreu coloraÃÃo mais forte no epitÃlio alterado do que no normal, sendo o predomÃnio da coloraÃÃo membranar. Muitos dos carcinomas ductais in situ tambÃm coraram tanto a membrana quanto a citoplasma, pela TÃcnica I; com a tÃcnica II, o predomÃnio foi de citoplasma. Todos os carcinomas ductais invasivos coraram fortemente, com ligeira predominÃncia do citoplasma, quando foi utilizada a TÃcnica I. Um nÃmero menor de casos corou com a TÃcnica II. Com esta tÃcnica nenhuma das hiperplasias atÃpicas corou a membrana, aliÃs, a partir das hiperplasias atÃpicas houve um decrÃscimo na marcaÃÃo das membranas e um ganho na marcaÃÃo do citoplasma. Este trabalho mostrou que a frutalina à um mar-cador de cÃlulas epiteliais. Revela que durante a progressÃo tumoral houve modificaÃÃo de glicoconjugados da superfÃcie celular expondo resÃduos de galactose. O anticorpo anti-frutalina marcou cÃlulas epiteliais, aparentemente de forma especÃfica, porÃm sem-pre em menor nÃmero de casos. / Lectins are proteins which bind specifically to carbohydrates. Recently consider-able interest has been devoted to cell surface carbohydrates, since they are related to differentiation and maturation phenomena. Neoplastic transformation in cells is associ-ated to altered cell surface membranes, particularly with an abnormal composition. This may determine of neoplastics cell characteristics. Lectins have been used as tools in many areas of diagnostic investigation especially related to changes in the expressions of membrane and cytoplasmatic carbohydrates. In this study it has been examined the ex-pression of glycoconjugates especific to Artocarpus incisa lectin (frutalina) in various his-tological stages of tumor progression in the breast tissues. These included normal epithe-lium, apocrine metaplasia, ductal hyperplasia, without and with atypia, ductal carcino-ma in situ, invasive ductal carcinoma and nodal metastasis. This tissue was stained to bind to the lectin using two different histochemical techniques: frutalina reacting direct-ly (Technique I) and antibody anti-frulalina as a bridge; antibody anti-frutalina reacting directly (Technique II). In both techniques the staining was more frequent in malignant than in benign breast epithelium. Most of the ductal carcinomas in situ stained the mem-brane as well as the citoplasm. All invasive ductal carcinomas were stained by frutalina. During the tumor progression there occurred modifications on the glycoconjugate cellu-lar surfaces showing galactose residues. The most interesting aspect of this study was that the antibody anti-frutalina did not stained any of the cases of atypical hyperplasia.

A atividade física aeróbia reduz a incidência de diversos tipos de câncer e atenua o crescimento tumoral. Entretanto, existe uma lacuna na literatura sobre os mecanismos envolvidos nessa resposta. Dados recentes demonstram a importância da manutenção da função da resposta imune antitumoral para a atenuação da progressão da doença e estratégias capazes de aumentar essa resposta permanecem como um grande desafio. Diante disso, delineamos um estudo experimental para investigar especificamente a possível contribuição da atividade física aeróbia para a resposta imune antitumoral. Na presente dissertação, nós demonstramos que a atividade física aeróbia possui o potencial alterar a resposta de marcadores relacionados a resposta imune antitumoral. Em um primeiro estudo, observamos que a atividade física aeróbia atenuou o crescimento tumoral em três diferentes modelos de câncer em animais, assim como aumentou a sobrevida de animais com melanoma B16F10. Além disso, nós observamos que a atividade física aeróbia também altera a expressão gênica de marcadores de os linfócitos T infiltrantes de tumor (do inglês tumor infiltrating lymphocytes T - TILs-T) e de macrófagos associados ao tumor (do inglês tumor-associated macrophages - TAMs). Em segundo estudo, nosso objetivo foi explorar através de análises in silico respostas imunes tumorais que poderiam estar sendo moduladas pela atividade física aeróbia. Por meio da análise de Gene Set Enrichment Analysis (GSEA), observamos que a atividade física aeróbia prévia gerou uma assinatura imunológica tumoral semelhante à de pacientes com diferentes tipos de câncer e maior sobrevida. Essa assinatura imunológica revelou que pacientes com câncer de mama e melanoma que apresentam alta expressão gênica de BTG2, CD69, CFH, DUSP1 e PTGER4 em seus tumores, apresentam maior sobrevida em comparação aos pacientes com baixa expressão desses genes em seus tumores. A análise de GSEA também demonstrou que a atividade física aeróbia foi capaz de induzir uma assinatura imunológica semelhante à de animais com melanoma B16F10 sensíveis ao tratamento com o imunoterápico anti-CTLA-4 (do inglês anti- cytotoxic T-lymphocyte-associated antigen 4) e pacientes pós-tratamento com anti-CTLA-4. Essa assinatura imunológica também revelou que pacientes com melanoma que apresentam alta expressão gênica de PHC3, TET2, MACF1 e PARP8 em seus tumores, apresentam maior sobrevida em comparação aos pacientes com baixa expressão desses genes em seus tumores. Em conclusão, a atividade física aeróbia demonstra-se como uma potente ferramenta no combate a progressão da doença / It is already very well accepted that the aerobic physical activity reduces the incidence of many different types of cancer and mitigates the tumor progression. However, there is an investigation gap on the literature about the mechanisms underlying this response. Recently, a body of literature has arisen which show the importance of maintain antitumoral immune response to mitigated tumor progression, and strategy for enhance this response remains a major challenge. Presently, we demonstrate that the aerobic physical activity has the potential to modulate antitumor immune responses. Firstly, we have observed that the aerobic physical activity mitigated the tumor progression in three different animal models of cancer and increased survival in the animals which had B16F10 melanoma. Moreover, we have observed that the aerobic physical activity also seems modulate the tumor infiltrating T lymphocytes (TILs-T) and the tumor associated macrophages (TAMs) in as specific-tumor way. Based on the computer gene set enrichment analysis (GSEA), we have observed that the previous aerobic physical activity helped to develop an immunological signature of the tumor shared among patients with different cancer etiologies with higher survival over time. This signature introduced us to some genes that are associated with a higher survival over time when increased in tumors of patients with melanoma, breast cancer and lymphoma. The GSEA analysis also shows that the aerobic physical activity is able to introduce an immune signature similar to the one observed in animals with B16F10 melanoma sensitive to the immunotherapic anti- cytotoxic T-lymphocyte-associated antigen 4 (anti-CTLA-4) and patients post treatment with anti-CTLA-4. This immune signature also revealed genes with a strong association with high survival over time. This immune signature also revealed genes associated with a higher survival over time when their expression were increased in melanoma patients. In conclusion, aerobic physical activity is a powerful tool to counteract tumor progression due to its capacity to modulate antitumor immune responses

O câncer cervical é uma das neoplasias mais prevalentes, sendo a segunda mais frequente em mulheres no Brasil. A exoprotease dipeptidil-peptidase IV (DPPIV), também conhecida como CD26, é uma enzima encontrada em uma diversidade de células, e sua atividade enzimática e interação com outras proteínas parecem ser fundamentais para o controle da transformação maligna e progressão tumoral. Esta enzima é encontrada ancorada na membrana celular e também como uma isoforma solúvel (DPPIV/sCD26), ativa em fluidos biológicos. Pesquisas demonstram que alterações em sua expressão e atividade têm sido observadas em diversos tumores. Tendo em vista a relação entre a DPPIV/CD26 e o câncer, neste estudo investigamos a atividade e expressão da DPPIV/CD26 em linhagens celulares de câncer cervical (SiHa, HeLa and C33A) e de queratinócitos imortalizados (HaCaT). A atividade enzimática também foi monitorada na presença do inibidor específico da DPPIV/CD26, o fosfato de sitagliptina. Avaliamos também a relação desta enzima com os mecanismos de migração e adesão celular. Nossos resultados demonstram que todas as linhagens estudadas apresentam atividade enzimática DPPIV/CD26 ligada à membrana e solúvel, sendo superior nas linhagens SiHa e HaCaT. Confirmamos que esta atividade é atribuída à DPPIV/CD26 pela inibição da sua atividade enzimática na presença de fosfato de sitagliptina. Uma maior expressão do gene da DPPIV/CD26 foi observada nas linhagens HaCaT e SiHa, uma baixa expressão na C33A, sendo praticamente indetectável na HeLa. Estes dados corroboram os resultados obtidos para a atividade enzimática. Foi observada uma maior capacidade migratória na linhagem HeLa, quando comparada a SiHa, porém na presença de fosfato de sitagliptina, a linhagem SiHa apresentou um aumento na migração. Além disso, na presença do inibidor, tanto a linhagem HeLa quanto a SiHa exibiram uma redução na adesão celular. Este estudo demonstra a presença da enzima DPPIV/CD26 em células de câncer cervical, revelando diferentes níveis de expressão, e sua relação com a migração e adesão celular. / Cervical cancer is one of the most prevalent neoplasias, being the second most frequent in women in Brazil. The exoprotease dipeptidyl peptidase IV (DPPIV), also known as CD26, is an enzyme found in a variety of cells, and its enzymatic activity and interaction with other proteins appear to be essential for the control of malignant transformation and tumor progression. This enzyme is found anchored to the cell membrane and also as a soluble isoform (DPPIV/sCD26), active in biological fluids. Studies have shown changes in their expression and activity in several tumor types. Given the relationship between DPPIV/CD26 and cancer, in the present study, we investigated DPPIV/CD26 activity and expression in cervical cancer cell lines (SiHa, HeLa and C33A) and immortalized keratinocytes (HaCaT). Enzymatic activity was also monitored in the presence of the specific DPPIV/CD26 inhibitor, sitagliptin phosphate. We also evaluated the relationship of this enzyme with cell migration and adhesion. Our results show that all cell lines studied exhibit DPPIV/CD26 enzymatic activity both membrane-bound and in soluble form, being higher in SiHa and HaCaT. We confirm that this activity is attributed to DPPIV/CD26 by its inhibition in the presence of sitagliptin phosphate. We observed a higher expression of DPPIV/CD26 in HaCaT and SiHa cell lines, a low expression in C33A and in HeLa cells this expression was almost undetectable. These data corroborate the results obtained for enzymatic activity. We observed a higher migratory capacity of HeLa, when compared to SiHa, but in the presence of sitagliptin phosphate, SiHa showed an increase in migration. Furthermore, in the presence of the inhibitor, SiHa and HeLa cells exhibited a reduction in cell adhesion. This study demonstrates the presence of DPPIV/CD26 in cervical cancer cells, revealing a differential expression and its relationship with cell migration and adhesion.

The advancement of cancer treatment depends on understanding the biological processes that contribute to disease progression. The spread of tumor cells from the primary site to distant organs is the biggest obstacle to efficacious treatment. The insulin receptor substrate (IRS) proteins IRS1 and IRS2 are cytoplasmic adaptor proteins that organize signaling events downstream of the Insulin receptor (IR) and the Insulin-like growth factor receptor 1 (IGF1R). Both of these receptors have been implicated in cancer progression. The IRS proteins share a significant level of homology and are both capable of recruiting and activating phosphatidylinositol-3 kinase (PI3K). Despite these similarities, signaling through IRS1 and IRS2 leads to distinct tumor cell outcomes in vitro and in vivo. In vitro, IRS1 regulates cell proliferation and growth and IRS2 regulates metabolism, survival and invasion. In vivo, Irs2 is a positive regulator of tumor metastasis, whereas Irs1 does not promote metastasis. The major objective of this thesis work was to further the understanding of the mechanism by which IRS2 signaling regulates tumor progression. To investigate how IRS-1 and IRS-2 regulate distinct tumor cell outcomes, I examined the involvement of the microtubule cytoskeleton in IRS-dependent signaling. I determined that IRS2-mediated AKT activation is dependent upon an intact microtubule cytoskeleton, whereas IRS1-mediated AKT signaling occurs independently of microtubules. As a result, drugs that disrupt microtubules promote apoptosis in cells that signal through IRS2, but cells that signal through IRS1 are resistant to the effects of microtubule disruption. However, AKT inhibition sensitizes IRS1-dependent cells to apoptotic cell death upon microtubule disruption. From a clinical perspective, my studies identify IRS2 as a potential biomarker for the response of breast cancer patients to anti-microtubule drug therapy. To investigate further the mechanism of IRS2 contributions to tumor progression, I employed a mutagenesis approach to identify structural requirements of IRS2 for its function. I established that the ability of IRS2 to activate PI3K is necessary for its regulation of both invasion and tumor initiating cell (TIC) self-renewal. I also identified two independent regions within the IRS2 C-terminus that are required for invasion and self-renewal, respectively. Characterization of the invasion-promoting region identified BMP2-induced protein kinase (BMP2K) as an interacting protein. Suppression of BMP2K expression in mammary tumor cells disrupts IRS2-mediated tumor cell invasion. Taken together, my work advances the understanding of how IRS2 contributes to breast cancer progression and provides a molecular understanding for the development of novel approaches for the treatment of breast cancer and other malignancies that rely upon IRS2.

Das Ziel der vorliegenden Arbeit bestand in der molekularzytogenetischen Charakterisierung von invasiv duktalen und invasiv lobulären Mammakarzinomen sowie der Identifizierung unterschiedlicher genetischer Alterationsmuster in Tumorsubgruppen der invasiv duktalen Mammakarzinome. Mit Hilfe der komparativen genomischen Hybridisierung (CGH) wurden 30 invasiv duktale und 20 invasiv lobuläre Mammakarzinome auf genetische Veränderungen untersucht. In beiden Tumorarten überwiegen DNA-Deletionen gegenüber DNA-Gewinnen, daher scheint die Inaktivierung tumorsupprimierender Gene einen größeren Einfluß auf das maligne Wachstumsverhalten auszuüben. Invasiv duktale Mammakarzinome zeichnen sich durch eine im Mittel größere Anzahl an Alterationen pro Tumorfall aus als invasiv lobuläre Karzinome (14,9 vs. 8,9). Neben einer größeren Anzahl an DNA-Verlusten ist auch die Anzahl der DNA-Überrepräsentierungen deutlich höher verglichen mit invasiv lobulären Mammakarzinomen (6,2 pro Tumorfall vs. 2,7 pro Tumorfall). DNA-Gewinne auf Chromosom 1q und DNA-Verluste auf den Chromosomen 6q, 11q22- qter und 13q fanden sich in >=40% der Fälle in beiden histologischen Tumortypen. In invasiv duktalen Mammakarzinomen traten DNA-Gewinne mit größerer Frequenz auf den Chromosomen 6p, 8q, 11q13, 16p, 17q, 19p/q und 20q auf. Ebenfalls häufiger waren DNA-Deletionen auf den Chromosomen 2q, 3p, 4p/q, 5q, 7p, 8p, 9q, 10q und 15q zu finden. DNA-Verluste auf den Chromosomen 16q, 17p, 18q und 22q wurden dagegen vermehrt in invasiv lobulären Karzinomen detektiert. Gut (G1) und schlecht (G3) differenzierte invasiv duktale Mammakarzinome zeichnen sich durch ein unterschiedliches genetisches Muster aus. Während gut differenzierte Tumore durch DNA-Gewinne auf 1q, 11q11-13, 16p und 20q gekennzeichnet sind, weisen die schlecht differenzierten Tumore zusätzlich DNA-Deletionen im Bereich der Chromosomen 5q, 18q und 21q21 auf. Außerdem läßt sich ein unterschiedliches genetisches Muster bei Östrogenrezeptor- positiven und Östrogenrezeptor-negativen invasiv duktalen Mammakarzinomen feststellen. Die Östrogenrezeptor-negativen Tumore zeigen eine größere Anzahl an Alterationen, dazu gehören zusätzliche DNA-Überrepräsentierungen auf 1p, 6p und 22q und DNA-Verluste der Chromosomen 5q, 7p, 8p und 12q. Somit läßt sich feststellen, daß sich invasiv duktale und invasiv lobuläre Mammakarzinome durch ein wiederkehrendes Muster chromosomaler Veränderungen charakterisieren lassen. / The aim of the study was to analyze invasive ductal and invasive lobular breast carcinomas regarding to molecular DNA imbalances as well as different DNA imbalances in tumor subgroups of the invasive ductal carcinomas. Comparative genomic hybridization (CGH) was applied to analyze 30 invasive ductal and 20 invasive lobular breast carcinomas to carry out genetic alterations. In both tumor subgroups, DNA losses showed a higher incidence compared to DNA gains, suggesting a higher influence of inactivation of tumor suppressor genes in tumor progression. Invasive ductal carcinomas showed a higher incidence of alterations per case compared to invasive lobular carcinomas (14,9 vs. 8,9). Besides a higher incidence of DNA losses, particularly DNA gains were statistically significant in invasive ductal carcinomas (6,2 per tumorcase vs. 2,7 per tumorcase). DNA gains on chromosome 1q and DNA losses on chromosomes 6q, 11q22-qter and 13q were investigated in >=40% of all tumor cases. DNA gains were observed with a higher frequency in invasive ductal carcinomas on 6p, 8q, 11q13, 16p, 17q, 19p/q and 20q. Additionally, DNA losses showed a higher incidence on 2q, 3p, 4p/q, 5q, 7p, 8p, 9q, 10q and 15q compared to invasive lobular carcinomas. In contrast, DNA losses on 16q, 17p, 18q and 22q reached statistical significance in invasive lubular carcinomas. Well-differentiated (G1) and poorly differentiated (G3) invasive ductal carcinomas reflected different genetic imbalances. Well-differentiated carcinomas are associated with DNA gains on 1q, 11q11-13, 16p and 20q, whereas poorly differentiated tumors showed additional DNA losses on 5q, 18q and 21q21. Furthermore, the investigation indicated that the average number of alterations is correlated also to the estrogen receptor content of the invasive ductal carcinomas. Tumors with estrogen receptor negative content showed a higher incidence of alterations on the following regions, i.e., DNA gains on 1p, 6p and 22q and DNA losses on 5q, 7p, 8p and 12q. Consequently, invasive ductal and invasive lobular carcinomas are characterized by distinct patterns of chromosomal alterations.

Le cancer épithélial de l’ovaire (CÉO) est le cancer gynécologique le plus létal. Bien que certains progrès aient été accomplis, une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires impliqués dans le développement de ce cancer est requise. Notre laboratoire a démontré que la protéine tyrosine phosphatase DEP-1 était impliquée dans l’activation de Src, la survie, la migration et l’invasion des cellules endothéliales en réponse au VEGF. Des études ont proposé que Src ait également un rôle important dans la progression tumorale du CÉO. Ainsi, nous nous intéressons au rôle de DEP-1 dans le potentiel invasif du CÉO. Nous avons observé des niveaux d’expression variables de DEP-1 dans 6 lignées cellulaires du CÉO et constaté que ceux-ci corrèlent positivement avec le potentiel invasif des cellules dans le Matrigel. Des expériences d’ARNi ont démontré que la réduction de l’expression de DEP-1 inhibe des voies de signalisation pro-invasives telles que la phosphorylation de Src et de Cortactine, ainsi que la localisation de Cortactine aux lamellipodes. Cette déplétion de DEP-1 a également eu pour effet de diminuer d’autres voies de signalisation pro-tumorales, tel que la phosphorylation de l’EGFR et de P65 (NfκB). Conséquemment, la déplétion de DEP-1 par transfection d’ARNi se traduit par une perte du potentiel invasif des cellules, et une diminution de la résistance des cellules au Carboplatin. L’analyse de l’expression de DEP-1 par immunohistochimie dans les tumeurs ovariennes révèle l’existence d’une corrélation positive entre l’expression en protéine de DEP-1 et le cancer de l’ovaire de grade élevé et la survie des patientes, qui a également été confirmé sur une puce à ARN. Nos résultats suggèrent que DEP-1 favoriserait la progression tumorale du cancer épithélial de l’ovaire. Nous avons démontré que DEP-1 est impliquée dans l’invasion in vitro, et que son expression est associée à un cancer de l’ovaire plus agressif, faisant ainsi de DEP-1 une cible thérapeutique potentiellement intéressante. / Epithelial ovarian cancer (EOC) is the most lethal gynecological cancer. Our laboratory has previously shown that the protein tyrosine phosphatase DEP-1 is involved in Src activation, survival, migration and invasion of endothelial cells in response to VEGF. Studies have shown that Src may be implicated in the progression of epithelial ovarian cancer progression. Thus, we were interested in determining if DEP-1 had a role in the promotion of the Src invasive pathway in EOC. First, we have observed a variable protein expression of DEP-1 in six EOC cell lines, and that there was a positive correlation with invasion in Matrigel. We also showed in RNAi experiments that inhibition of DEP-1expression resulted in the decreased phosphorylation of Src and Cortactin, also loss of Cortactin localisation at the cellular membrane. We also observed dysregulation of other pro-tumoral pathways like EGFR and P65 (NfκB) diminution of phosphorylation. Consequently, DEP-1 depletion resulted in loss of invasive capacities of most of the cell lines, and diminution of chemoresistance in response to Carboplatin. Analysis of DEP-1 in EOC tumors revealed the existence of a positive correlation with an aggressive form of ovarian cancer, high grade status, and poorer survival. These results suggest a positive role of DEP-1 in tumor progression of EOC. Our results show for the first time that DEP-1 is implicated in invasion in vitro, and is associated with the most aggressive form of EOC. Thus, DEP-1 is an interesting therapeutical target for EOC.

The objective of this study was to investigate primary cilia and their mechanotransduction role in lung adenocarcinoma tumor progression. The main focus investigated the effect of primary cilia on cell cycle progression, survival, adhesion and migration analysis of these cells and the role of sonic hedgehog signaling pathway in mechanotransduction. Human Non-Small Cell Lung Cancer (NSCLC) adenocarcinoma biopsies contain more primary cilia than non-tumor lung sections. To observe the effects of primary cilia presence in lung cancer cells in-vitro, formation of primary cilia is inhibited using small interfering RNA. A549 cells with intact primary cilia observe less cell cycle progression than cells deficient in primary cilia under static and cyclic stretch conditions. Primary cilia cause higher cell survival and adhesion. Increase in cell adhesion also increases the migration and wound closure rates in control samples compared to samples treated with inhibition of IFT88, thereby increasing the metastasis of these cells. Several downstream regulatory genes in sonic hedgehog signaling pathway observe significantly decreased gene expressions in primary cilia deficient cells, thus indicating inefficient mechanotransduction. Therefore, cancer cells need primary cilia to survive, adhere and migrate and continue tumor progression.