O inibidor da ligação do DNA 4 (ID4) é membro da família hélice-alça-hélice de fatores de transcrição, presente durante o desenvolvimento embrionário Sistema Nervoso Central, e que tem sido associado à mutações no gene TP53 e a ativação de SOX2. Juntamente com outros fatores de transcrição, ID4 está envolvido no processo de tumorigênese dos astrocitomas, contribuindo para a de-diferenciação celular, a proliferação e a quimiorresistência. Nesse estudo, nosso objetivo foi caracterizar o padrão de expressão de ID4 em astrocitomas humanos difusamente infiltrativos de graus II a IV de malignidade, classificados de acordo com a Organização Mundial de Saúde (OMS); correlacionar os níveis de expressão de ID4 com os de SOX2, SOX4, OCT-4 e NANOG, juntamente com o status mutacional de TP53; e correlacionar os resultados com os dados de sobrevida dos pacientes com GBM. PCR quantitativo em tempo real (qRT-PCR) foi realizado em 130 amostras de astrocitomas para obter a expressa relativa de cada gene, mostrando hiperexpressão de todos os fatores de transcrição analisados nas amostras tumorais. Correlação positiva foi encontrada comparando a expressão relativa de ID4 em astrocitomas infiltrativos com a expressão de SOX2 (r=0.50; p<0.005), SOX4 (r=0.43; p<0.005) e OCT-4 (r=0.39; p<0.05). Os resultados da análise mutacional de TP53 permitiu comparações entre os grupos mutado e não-mutado apenas nos casos de astrocitomas de baixo grau (AGII), que demonstraram altos níveis de ID4, SOX2 e SOX4 nos casos mutados (p<0.05). Esse padrão foi mantido em amostras de glioblastoma (GBM) secundário e foi confirmado por imunohistoquímica. A combinação da hiperexpressão de ID4, SOX4 e OCT-4 conferiu uma menor sobrevida (mediana de 6 meses) muito menor aos pacientes de GBM do que a hipoexpressão (mediana de 18 meses). Uma vez que ID4 isoladamente e SOX4 e OCT-4 como um complexo ativam a transcrição de SOX2, é possível que múltiplas vias de ativação de SOX2 prejudiquem o prognóstico dos pacientes de GBM. Esses resultados sugerem uma via comum para esses quatro alvos na tumorigênese dos astrocitomas, com ID4 surgindo como um novo alvo para estudos e terapias futuras / Inhibitor of DNA Binding 4 (ID4) is a member of the helix-loop-helix ID family of transcription factors, mostly present in the central nervous system during embryonic development, that has been associated with TP53 mutation and activation of SOX2. Along with other transcription factors, ID4 has been implicated in the tumorigenic process of astrocytomas, contributing to cell dedifferentiation, proliferation and chemoresistance. In this study, we aimed to characterize the ID4 expression pattern in human diffusely infiltrative astrocytomas of World Health Organization (WHO) grades II to IV of malignancy (AGII-AGIV); to correlate its expression level to that of SOX2, SOX4, OCT-4 and NANOG, along with TP53 mutational status; and to correlate the results with the clinical end-point of overall survival among glioblastoma patients. Quantitative real time PCR (qRT-PCR) was performed in 130 samples of astrocytomas for relative expression, showing up-regulation of all transcription factors in tumor cases. Positive correlation was found when comparing ID4 relative expression of infiltrative astrocytomas with SOX2 (r=0.50; p<0.005), SOX4 (r=0.43; p<0.005) and OCT-4 (r=0.39; p<0.05). The results from TP53 coding exon analysis allowed comparisons between wild-type and mutated status only in AGII cases, demonstrating significantly higher levels of ID4, SOX2 and SOX4 in mutated cases (p<0.05). This pattern was maintained in secondary GBM and further confirmed by immunohistochemistry. Combined hyperexpression of ID4, SOX4 and OCT-4 conferred a much lower (6 months) median survival than did hypoexpression (18 months). Because both ID4 alone and a complex of SOX4 and OCT-4 activate SOX2 transcription, it is possible that multiple activation pathways of SOX2 impair the prognosis of GBM patients. These results imply a similar pathway for these four targets in astrocytoma tumorigenesis, with ID4 appearing to be a new target for further studies and therapies

Astrocitomas constituem o tipo mais comum de tumor cerebral neuroepitelial primário apresentando grande heteogeneidade. De acordo com a Organização Mundial de Saúde, os astrocitomas podem ser histologicamente divididos em graus I- IV. Astrocitomas pilocíticos (grau I) são tumores circunscritos, de crescimento lento e bom prognóstico. Astrocitomas difusos (grau II) apresentam hipercelularidade, crescimento relativamente lento e propensão para invadir o tecido cerebral normaladjacente. Astrocitomas anaplásicos (grau III) apresentam aumento da celularidade, atipia nuclear e figuras mitóticas. Glioblastomas (GBMs - grau IV) representam o mais frequente e maligno tumor cerebral humano com crescimento extremamente agressivo, anaplasia, células altamente proliferativas, com frequente neoangiogênese e necrose. O comportamento altamente invasivo dos GBMs, caracterizado pela infiltração difusa para o parênquima cerebral normal adjacente, inviabiliza a remoção cirúrgica total do tumor. Além disso, as células dos GBMs são relativamente resistentes às terapias disponíveis. Analogamente a outros tipos de câncer, os GBMs demonstram comportamentos semelhantes às de células trofoblásticas, sugerindo vias de sinalização compartilhadas no controle dos processos tumorigênicos e de implantação da placenta. Em ambos os casos, o estabelecimento de um fenótipo invasivo compreende processos celulares que incluem aumento da proliferação, expressão ou repressão de moléculas de adesão celular específicas, produção de enzimas que digerem a matriz extracelular, expressão de produtos de proto-oncogenes, ativação da telomerase, evasão ou edição da resposta imune do hospedeiro e angiogênese. Com base nas características comuns entre células tumorais e trofoblastos, o presente trabalho teve como objetivo a busca in silico de genes expressos em placenta e tecidos tumorais e que podem contribuir para o estabelecimento e manutenção do fenótipo maligno, utilizando os bancos de dados de MPSS e SAGE. Dentre os 12 genes avaliados, CD99 foi o que apresentou o maior valor de expressão média nas amostras de GBM em comparação a amostras de tecido cerebral não neoplásico. Em uma casuística ampliada de astrocitomas , observou-se uma maior expressão relativa de CD99 em todos os graus de malignidade, sendo que os GBMs apresentaram os valores mais elevados. Esses achados foram confirmados em nível proteico por western blot e imunoistoquímica. Além disso, foi realizada a análise de imunolocalização de CD99 em amostras de tumores astrocíticos, com localização restrita a membrana ou citoplasma, em contraste ao tecido cerebral não neoplásico ou astrocitomas pilocíticos não infiltrantes, que não apresentaram marcação nestas estruturas. Ao compararmos três linhagens celulares derivadas de GBM, CD99 apresentou maior expressão na membrana e maior capacidade migratória nas linhagens A172 e U87MG, enquanto que a linhagem T98G apresentou menor expressão da proteína e ausência de capacidade migratória. O silenciamento da expressão de CD99 por siRNA diminuiu significativamente a migração das linhagens celulares A172 e U87MG. Além disto, anticorpo anti-CD99 apresentou maior marcação por em lamelipódios das células U87MG, possivelmente por reorganização do citoesqueleto de actina. Os resultados integrados de expressão gênica e proteica sugerem que a expressão de CD99 em astrocitomas de diferentes graus de malignidade pode contribuir para a capacidade infiltrativa destes tumores, ressaltando a importância desta proteína como um potencial alvo para a redução da capacidade infiltrativa dos astrocitomas nos processsos de migração e invasão / Astrocytomas are the most common type of primary neuroepithelial brain tumour and show great heterogeneity. According to World Health Organization criteria, astrocytomas can be histologically separated into grades I through IV. Pilocytic astrocytomas (grade I) are circumscribed, slow growing tumours with a good prognosis and mainly occur in children or young adults. Low-grade astrocytomas (grade II) show hypercellularity, relatively slow growth, and a propensity to invade surrounding normal brain tissue. Anaplastic astrocytomas (grade III) have increased cellularity, nuclear atypia, and mitotic figures. Glioblastomas (GBMs - grade IV), are the most common malignant and aggressive of all brain malignancies, exhibiting anaplastic, highly proliferative cells, with frequent neoangiogenesis and necrosis. GBM cells can escape complete resectability and are relatively resistant to the available therapies (radiation and chemotherapy). Similar to other cancer types, GBMs demonstrates behaviours that are analogous to trophoblastic cells, suggesting shared pathways to control tumourigenic processes and placental implantation. In both cases, the establishment of an invasive phenotype comprises cellular processes that include increased proliferation, the expression or repression of specific cell adhesion molecules, the production of enzymes that digest the extracellular matrix, the expression of proto-oncogene products, telomerase activation, evasion or edition of the host immune response, and angiogenesis. Based on the shared characteristics of tumour cells and trophoblasts, we searched in silico for genes that are in both placenta and tumour tissues using MPSS and SAGE databases and that could contribute to the establishment and maintenance of a malignant phenotype. Among 12 selected genes, CD99 exhibited the highest relative mRNA expression in GBM compared to non-neoplastic brain tissues. In a larger cohort of astrocytic tumours, we further demonstrated increased CD99 expression in all malignant grades, with GBMs showing the highest values. These findings were confirmed at the protein level by Western blotting and immunohistochemistry. Additionally, we demonstrated the CD99 localisation profile in astrocytic tumours. Interestingly, CD99 expression was confined to the cytoplasm or membrane in more malignant astrocytomas, in contrast to non-neoplastic brain tissue or non-infiltrative pilocytic astrocytoma, which showed no obvious staining in these structures. Comparison of three GBM cell lines revealed higher CD99 expression at the membrane and higher migratory capacity in the A172 and U87MG lines, but lower CD99 expression and no migratory ability in the T98 line. Knocking down CD99 expression by siRNA decreased significantly the migration of both A172 and U87MG cell lines. Additionally, a higher anti-CD99 antibody staining was observed in lamellipodia of U87MG, probably because of actin citoskeletal reorganization. These integrated CD99 gene and protein expression results suggest that CD99 expression in astrocytomas of different malignant grades might contribute to the infiltrative ability and support the importance of CD99 as a potential target to reduce infiltrative astrocytoma capacity in migration and invasion.

As mitocôndrias desempenham um papel fundamental na sobrevivência e morte celular. Alterações do DNA mitocondrial (DNAmt) - como, por exemplo, amplificação, mutação homoplásmica, deleção e depleção -, bem como suas implicações clínico-patológicas, tem sido analisadas em inúmeras neoplasias humanas. No intuito de se pesquisar alterações mitocondriais associadas à tumorigênese, o presente trabalho teve como objetivos analisar a expressão de genes implicados no metabolismo energético e envolvidos na replicação e transcrição mitocondriais, quantificar o número de organelas mitocondriais e de cópias de DNAmt e analisar a expressão dos genes em astrocitomas de diferentes graus de malignidade (23 OMS grau I, 26 grau II, 18 grau III e 84 grau IV ou GBM) em relação ao tecido cerebral não tumoral (22 amostras). As expressões relativas dos genes selecionados, bem como as quantificações relativa e absoluta do DNA mitocondrial, foram realizadas por PCR em tempo real. O aumento de expressão relativa de genes-chave da via glicolítica, alterações nos níveis de expressão dos genes do ciclo dos ácidos tricarboxílicos e hipoexpressão de genes da fosforilação oxidativa detectados corroboraram o efeito Warburg. Foi demonstrado que a redução do número de cópias do DNAmt está associada com o grau de malignidade dos astrocitomas difusamente infiltrativos, sendo GBM o mais depletado e independente do número de organelas. As médias observadas para tecido não tumoral, astrocitoma grau I, grau II, grau III e GBM foram, respectivamente, 1,28, 0,26, 0,45, 0,42 e 0,17. Níveis aumentados de expressão relativa dos genes dos fatores de transcrição mitocondriais A (TFAM), B1 (TFB1M), B2 (TFB2M) e da subunidade catalítica da polimerase mitocondrial (POLG) foram detectados em todos os graus de astrocitomas, exceto TFB2M em astrocitoma grau II. Embora exista forte correlação entre os fatores de transcrição mitocondriais, somente os níveis de expressão de POLG se correlacionaram inversamente com o número de cópias de DNAmt. A expressão elevada de TFAM está associada a uma maior sobrevida no grupo de pacientes com GBM, interpretada como compensatório. As hiperexpressões de TFAM e POLG estão relacionadas a um melhor prognóstico em pacientes com GBM. Embora nossos achados da disfunção do metabolismo intermediário e depleção do DNAmt em astrocitomas corroborem a literatura, ainda não está bem esclarecida sua implicação na iniciação e manutenção da transformação maligna. Investigações futuras são necessárias para o esclarecimento destas questões. / Mitochondria has a key role in cell survival and death. Mitochondrial DNA (mtDNA) alterations, for example, amplification, homoplasmic mutation, deletion and depletion, and their clinical and pathological implications have been analyzed in human malignancies. In order to search for mitochondrial alterations associated to tumorigenesis, this study aimed to analyze the expression levels of genes involved in energetic metabolism, and in mitochondrial replication and transcription, to quantify the number of mitochondrial organelle and mtDNA copy number in astrocytomas of different grades of malignancy (23 WHO grade I, 26 grade II, 18 grade III and 84 grade IV or GBM) related to non-neoplastic brain tissue (22 samples). The relative expression level of the selected genes as well as the relative and absolute quantification of mtDNA were performed by real-time PCR. Relative expression increase of glycolytic pathway key genes, change of citric acid cycle genes and hipoexpression of oxidative phosphorylation genes were detected, and confirmed the presence of Warburg effect. The reduced mtDNA copy number was associated to the grade of malignancy of diffusely infiltrating astrocytoma, being GBM the most depleted, and not related to parallel decrease in the number of organelle. The mean mtDNA copy number for non neoplastic tissue, astrocytoma grade I, grade II, grade III and GBM were respectively 1.28, 0.26, 0.45, 0.42 and 0.17. The increased relative gene expression of mitochondrial transcription factor A (TFAM), B1 (TFB1M), B2 (TFB2M) and the catalytic subunit of mitochondrial polymerase (POLG) were observed in all grades of astrocytoma, except TFB2M in grade II astrocytoma. Although a strong correlation was observed among the mitochondrial transcription factors, only the expression level of POLG correlated inversely to the mtDNA copy number. The overexpression of TFAM was associated with long-term survival in the GBM patients and interpreted as compensatory. TFAM and POLG overexpressions were related to better prognosis in GBM patients. Although our findings concerning the impairment of intermediary metabolism and depletion of mtDNA in astrocytomas confirmed previous reports, their role in initiation or maintenance of malignant transformation were not fully understood. Further investigations are needed to clarify these issues.

O inibidor da ligação do DNA 4 (ID4) é membro da família hélice-alça-hélice de fatores de transcrição, presente durante o desenvolvimento embrionário Sistema Nervoso Central, e que tem sido associado à mutações no gene TP53 e a ativação de SOX2. Juntamente com outros fatores de transcrição, ID4 está envolvido no processo de tumorigênese dos astrocitomas, contribuindo para a de-diferenciação celular, a proliferação e a quimiorresistência. Nesse estudo, nosso objetivo foi caracterizar o padrão de expressão de ID4 em astrocitomas humanos difusamente infiltrativos de graus II a IV de malignidade, classificados de acordo com a Organização Mundial de Saúde (OMS); correlacionar os níveis de expressão de ID4 com os de SOX2, SOX4, OCT-4 e NANOG, juntamente com o status mutacional de TP53; e correlacionar os resultados com os dados de sobrevida dos pacientes com GBM. PCR quantitativo em tempo real (qRT-PCR) foi realizado em 130 amostras de astrocitomas para obter a expressa relativa de cada gene, mostrando hiperexpressão de todos os fatores de transcrição analisados nas amostras tumorais. Correlação positiva foi encontrada comparando a expressão relativa de ID4 em astrocitomas infiltrativos com a expressão de SOX2 (r=0.50; p<0.005), SOX4 (r=0.43; p<0.005) e OCT-4 (r=0.39; p<0.05). Os resultados da análise mutacional de TP53 permitiu comparações entre os grupos mutado e não-mutado apenas nos casos de astrocitomas de baixo grau (AGII), que demonstraram altos níveis de ID4, SOX2 e SOX4 nos casos mutados (p<0.05). Esse padrão foi mantido em amostras de glioblastoma (GBM) secundário e foi confirmado por imunohistoquímica. A combinação da hiperexpressão de ID4, SOX4 e OCT-4 conferiu uma menor sobrevida (mediana de 6 meses) muito menor aos pacientes de GBM do que a hipoexpressão (mediana de 18 meses). Uma vez que ID4 isoladamente e SOX4 e OCT-4 como um complexo ativam a transcrição de SOX2, é possível que múltiplas vias de ativação de SOX2 prejudiquem o prognóstico dos pacientes de GBM. Esses resultados sugerem uma via comum para esses quatro alvos na tumorigênese dos astrocitomas, com ID4 surgindo como um novo alvo para estudos e terapias futuras / Inhibitor of DNA Binding 4 (ID4) is a member of the helix-loop-helix ID family of transcription factors, mostly present in the central nervous system during embryonic development, that has been associated with TP53 mutation and activation of SOX2. Along with other transcription factors, ID4 has been implicated in the tumorigenic process of astrocytomas, contributing to cell dedifferentiation, proliferation and chemoresistance. In this study, we aimed to characterize the ID4 expression pattern in human diffusely infiltrative astrocytomas of World Health Organization (WHO) grades II to IV of malignancy (AGII-AGIV); to correlate its expression level to that of SOX2, SOX4, OCT-4 and NANOG, along with TP53 mutational status; and to correlate the results with the clinical end-point of overall survival among glioblastoma patients. Quantitative real time PCR (qRT-PCR) was performed in 130 samples of astrocytomas for relative expression, showing up-regulation of all transcription factors in tumor cases. Positive correlation was found when comparing ID4 relative expression of infiltrative astrocytomas with SOX2 (r=0.50; p<0.005), SOX4 (r=0.43; p<0.005) and OCT-4 (r=0.39; p<0.05). The results from TP53 coding exon analysis allowed comparisons between wild-type and mutated status only in AGII cases, demonstrating significantly higher levels of ID4, SOX2 and SOX4 in mutated cases (p<0.05). This pattern was maintained in secondary GBM and further confirmed by immunohistochemistry. Combined hyperexpression of ID4, SOX4 and OCT-4 conferred a much lower (6 months) median survival than did hypoexpression (18 months). Because both ID4 alone and a complex of SOX4 and OCT-4 activate SOX2 transcription, it is possible that multiple activation pathways of SOX2 impair the prognosis of GBM patients. These results imply a similar pathway for these four targets in astrocytoma tumorigenesis, with ID4 appearing to be a new target for further studies and therapies

As mitocôndrias desempenham um papel fundamental na sobrevivência e morte celular. Alterações do DNA mitocondrial (DNAmt) - como, por exemplo, amplificação, mutação homoplásmica, deleção e depleção -, bem como suas implicações clínico-patológicas, tem sido analisadas em inúmeras neoplasias humanas. No intuito de se pesquisar alterações mitocondriais associadas à tumorigênese, o presente trabalho teve como objetivos analisar a expressão de genes implicados no metabolismo energético e envolvidos na replicação e transcrição mitocondriais, quantificar o número de organelas mitocondriais e de cópias de DNAmt e analisar a expressão dos genes em astrocitomas de diferentes graus de malignidade (23 OMS grau I, 26 grau II, 18 grau III e 84 grau IV ou GBM) em relação ao tecido cerebral não tumoral (22 amostras). As expressões relativas dos genes selecionados, bem como as quantificações relativa e absoluta do DNA mitocondrial, foram realizadas por PCR em tempo real. O aumento de expressão relativa de genes-chave da via glicolítica, alterações nos níveis de expressão dos genes do ciclo dos ácidos tricarboxílicos e hipoexpressão de genes da fosforilação oxidativa detectados corroboraram o efeito Warburg. Foi demonstrado que a redução do número de cópias do DNAmt está associada com o grau de malignidade dos astrocitomas difusamente infiltrativos, sendo GBM o mais depletado e independente do número de organelas. As médias observadas para tecido não tumoral, astrocitoma grau I, grau II, grau III e GBM foram, respectivamente, 1,28, 0,26, 0,45, 0,42 e 0,17. Níveis aumentados de expressão relativa dos genes dos fatores de transcrição mitocondriais A (TFAM), B1 (TFB1M), B2 (TFB2M) e da subunidade catalítica da polimerase mitocondrial (POLG) foram detectados em todos os graus de astrocitomas, exceto TFB2M em astrocitoma grau II. Embora exista forte correlação entre os fatores de transcrição mitocondriais, somente os níveis de expressão de POLG se correlacionaram inversamente com o número de cópias de DNAmt. A expressão elevada de TFAM está associada a uma maior sobrevida no grupo de pacientes com GBM, interpretada como compensatório. As hiperexpressões de TFAM e POLG estão relacionadas a um melhor prognóstico em pacientes com GBM. Embora nossos achados da disfunção do metabolismo intermediário e depleção do DNAmt em astrocitomas corroborem a literatura, ainda não está bem esclarecida sua implicação na iniciação e manutenção da transformação maligna. Investigações futuras são necessárias para o esclarecimento destas questões. / Mitochondria has a key role in cell survival and death. Mitochondrial DNA (mtDNA) alterations, for example, amplification, homoplasmic mutation, deletion and depletion, and their clinical and pathological implications have been analyzed in human malignancies. In order to search for mitochondrial alterations associated to tumorigenesis, this study aimed to analyze the expression levels of genes involved in energetic metabolism, and in mitochondrial replication and transcription, to quantify the number of mitochondrial organelle and mtDNA copy number in astrocytomas of different grades of malignancy (23 WHO grade I, 26 grade II, 18 grade III and 84 grade IV or GBM) related to non-neoplastic brain tissue (22 samples). The relative expression level of the selected genes as well as the relative and absolute quantification of mtDNA were performed by real-time PCR. Relative expression increase of glycolytic pathway key genes, change of citric acid cycle genes and hipoexpression of oxidative phosphorylation genes were detected, and confirmed the presence of Warburg effect. The reduced mtDNA copy number was associated to the grade of malignancy of diffusely infiltrating astrocytoma, being GBM the most depleted, and not related to parallel decrease in the number of organelle. The mean mtDNA copy number for non neoplastic tissue, astrocytoma grade I, grade II, grade III and GBM were respectively 1.28, 0.26, 0.45, 0.42 and 0.17. The increased relative gene expression of mitochondrial transcription factor A (TFAM), B1 (TFB1M), B2 (TFB2M) and the catalytic subunit of mitochondrial polymerase (POLG) were observed in all grades of astrocytoma, except TFB2M in grade II astrocytoma. Although a strong correlation was observed among the mitochondrial transcription factors, only the expression level of POLG correlated inversely to the mtDNA copy number. The overexpression of TFAM was associated with long-term survival in the GBM patients and interpreted as compensatory. TFAM and POLG overexpressions were related to better prognosis in GBM patients. Although our findings concerning the impairment of intermediary metabolism and depletion of mtDNA in astrocytomas confirmed previous reports, their role in initiation or maintenance of malignant transformation were not fully understood. Further investigations are needed to clarify these issues.

Astrocitomas constituem o tipo mais comum de tumor cerebral neuroepitelial primário apresentando grande heteogeneidade. De acordo com a Organização Mundial de Saúde, os astrocitomas podem ser histologicamente divididos em graus I- IV. Astrocitomas pilocíticos (grau I) são tumores circunscritos, de crescimento lento e bom prognóstico. Astrocitomas difusos (grau II) apresentam hipercelularidade, crescimento relativamente lento e propensão para invadir o tecido cerebral normaladjacente. Astrocitomas anaplásicos (grau III) apresentam aumento da celularidade, atipia nuclear e figuras mitóticas. Glioblastomas (GBMs - grau IV) representam o mais frequente e maligno tumor cerebral humano com crescimento extremamente agressivo, anaplasia, células altamente proliferativas, com frequente neoangiogênese e necrose. O comportamento altamente invasivo dos GBMs, caracterizado pela infiltração difusa para o parênquima cerebral normal adjacente, inviabiliza a remoção cirúrgica total do tumor. Além disso, as células dos GBMs são relativamente resistentes às terapias disponíveis. Analogamente a outros tipos de câncer, os GBMs demonstram comportamentos semelhantes às de células trofoblásticas, sugerindo vias de sinalização compartilhadas no controle dos processos tumorigênicos e de implantação da placenta. Em ambos os casos, o estabelecimento de um fenótipo invasivo compreende processos celulares que incluem aumento da proliferação, expressão ou repressão de moléculas de adesão celular específicas, produção de enzimas que digerem a matriz extracelular, expressão de produtos de proto-oncogenes, ativação da telomerase, evasão ou edição da resposta imune do hospedeiro e angiogênese. Com base nas características comuns entre células tumorais e trofoblastos, o presente trabalho teve como objetivo a busca in silico de genes expressos em placenta e tecidos tumorais e que podem contribuir para o estabelecimento e manutenção do fenótipo maligno, utilizando os bancos de dados de MPSS e SAGE. Dentre os 12 genes avaliados, CD99 foi o que apresentou o maior valor de expressão média nas amostras de GBM em comparação a amostras de tecido cerebral não neoplásico. Em uma casuística ampliada de astrocitomas , observou-se uma maior expressão relativa de CD99 em todos os graus de malignidade, sendo que os GBMs apresentaram os valores mais elevados. Esses achados foram confirmados em nível proteico por western blot e imunoistoquímica. Além disso, foi realizada a análise de imunolocalização de CD99 em amostras de tumores astrocíticos, com localização restrita a membrana ou citoplasma, em contraste ao tecido cerebral não neoplásico ou astrocitomas pilocíticos não infiltrantes, que não apresentaram marcação nestas estruturas. Ao compararmos três linhagens celulares derivadas de GBM, CD99 apresentou maior expressão na membrana e maior capacidade migratória nas linhagens A172 e U87MG, enquanto que a linhagem T98G apresentou menor expressão da proteína e ausência de capacidade migratória. O silenciamento da expressão de CD99 por siRNA diminuiu significativamente a migração das linhagens celulares A172 e U87MG. Além disto, anticorpo anti-CD99 apresentou maior marcação por em lamelipódios das células U87MG, possivelmente por reorganização do citoesqueleto de actina. Os resultados integrados de expressão gênica e proteica sugerem que a expressão de CD99 em astrocitomas de diferentes graus de malignidade pode contribuir para a capacidade infiltrativa destes tumores, ressaltando a importância desta proteína como um potencial alvo para a redução da capacidade infiltrativa dos astrocitomas nos processsos de migração e invasão / Astrocytomas are the most common type of primary neuroepithelial brain tumour and show great heterogeneity. According to World Health Organization criteria, astrocytomas can be histologically separated into grades I through IV. Pilocytic astrocytomas (grade I) are circumscribed, slow growing tumours with a good prognosis and mainly occur in children or young adults. Low-grade astrocytomas (grade II) show hypercellularity, relatively slow growth, and a propensity to invade surrounding normal brain tissue. Anaplastic astrocytomas (grade III) have increased cellularity, nuclear atypia, and mitotic figures. Glioblastomas (GBMs - grade IV), are the most common malignant and aggressive of all brain malignancies, exhibiting anaplastic, highly proliferative cells, with frequent neoangiogenesis and necrosis. GBM cells can escape complete resectability and are relatively resistant to the available therapies (radiation and chemotherapy). Similar to other cancer types, GBMs demonstrates behaviours that are analogous to trophoblastic cells, suggesting shared pathways to control tumourigenic processes and placental implantation. In both cases, the establishment of an invasive phenotype comprises cellular processes that include increased proliferation, the expression or repression of specific cell adhesion molecules, the production of enzymes that digest the extracellular matrix, the expression of proto-oncogene products, telomerase activation, evasion or edition of the host immune response, and angiogenesis. Based on the shared characteristics of tumour cells and trophoblasts, we searched in silico for genes that are in both placenta and tumour tissues using MPSS and SAGE databases and that could contribute to the establishment and maintenance of a malignant phenotype. Among 12 selected genes, CD99 exhibited the highest relative mRNA expression in GBM compared to non-neoplastic brain tissues. In a larger cohort of astrocytic tumours, we further demonstrated increased CD99 expression in all malignant grades, with GBMs showing the highest values. These findings were confirmed at the protein level by Western blotting and immunohistochemistry. Additionally, we demonstrated the CD99 localisation profile in astrocytic tumours. Interestingly, CD99 expression was confined to the cytoplasm or membrane in more malignant astrocytomas, in contrast to non-neoplastic brain tissue or non-infiltrative pilocytic astrocytoma, which showed no obvious staining in these structures. Comparison of three GBM cell lines revealed higher CD99 expression at the membrane and higher migratory capacity in the A172 and U87MG lines, but lower CD99 expression and no migratory ability in the T98 line. Knocking down CD99 expression by siRNA decreased significantly the migration of both A172 and U87MG cell lines. Additionally, a higher anti-CD99 antibody staining was observed in lamellipodia of U87MG, probably because of actin citoskeletal reorganization. These integrated CD99 gene and protein expression results suggest that CD99 expression in astrocytomas of different malignant grades might contribute to the infiltrative ability and support the importance of CD99 as a potential target to reduce infiltrative astrocytoma capacity in migration and invasion.

Os receptores do tipo Toll (TLRs) são as primeiras proteínas do sistema imune a identificarem distúrbios, reconhecem patógenos como bactérias, fungos e vírus. Como o processo inflamatório possui um importante papel em diversas doenças, os TLRs foram considerados potenciais alvos em estratégias terapêuticas, incluindo o tratamento de câncer. No entanto, o papel dos TLRs permanece ambíguo. Esse estudo teve como objetivos analisar os níveis de expressão dos TLRs presentes em membrana plasmática, TLRs (TLR1, TLR2, TLR4, TLR5, TLR6) em astrocitomas de diferentes graus de malignidade (grau II-IV), tumor mais prevalente do Sistema Nervoso Central (SNC). Nós demonstramos que a expressão dos TLRs foi mais alta em amostras de astrocitomas comparadas com tecido cerebral não-neoplásico, por qRT-PCR. A expressão gênica e proteica foi observada em células de linhagem de glioblastoma (GBM) U87MG e A172, mostrando sua presença em células tumorais. Foi observada expressão associada entre os heterodímeros TLR1- TLR2. Em GBMs, o subtipo mesenquimal mostrou maior nível de expressão dos TLRs comparados aos subtipos clássico e proneural. Com o objetivo de identificar o papel dos TLRs nas células tumorais, foi selecionado dentre os TLRs o que apresentou maior nível de expressão, o TLR4, e realizamos ensaios funcionais estimulando a U87MG com LPS, um agonista natural para TLR4. A taxa de proliferação da célula tratada com LPS foi similar a não tratada. No entanto, foi observado a ativação do NF-kB após 12hrs do estímulo com LPS. Quando a sinalização do receptor foi inibida por um composto químico (VGX-1027), o nível de proliferação da U87MG decaiu. Adicionalmente, análise in silico revelou uma forte associação dos TLRs hiperexpressos com aumento da expressão de genes relacionados à sinalização do ciclo celular, inflamassoma e ripoptossoma. O que sugere serem os TLRs alvos para complementação do tratamento do câncer / Toll-like receptors (TLRs) are the first to identify disturbances in the immune system, recognizing pathogens such as bacteria, fungi, and viruses. Since the inflammation process plays an important role in several diseases, TLRs have been considered potential therapeutic targets, including treatment for cancer. However, TLRs\' role in cancer remains ambiguous. This study aims to analyze the expression levels of plasmatic cell membrane TLRs (TLR1, TLR2, TLR4, TLR5, and TLR6) in different grades (II-IV) of human astrocytoma, the most prevalent tumor of CNS. We demonstrated that TLR expressions were higher in astrocytoma samples compared to non-neoplastic brain tissue, by qRT-PCR. The genes and proteins expressions were observed in U87MG and A172 GBM cell lines, proving their presence in the tumor cells. Associated expressions between the known heterodimers TLR1-TLR2 were found in diffusely infiltrative astrocytoma. In GBM, the mesenchymal subtype showed higher levels of TLR expressions in relation to classical and proneural subtypes. Aiming to indentify the role of TLRs in tumor cells, we chose the highest TLR expressed in GBM cells, the TLR4, and performed functional assays stimulating U87MG-GBM cell line with LPS, a natural agonist for TLR4. The proliferation rate was similar in treated and non-treated cell with LPS. However, NF-kB activation was detected after 12hrs of LPS stimulation. When TLR4 signaling pathway was inhibited by a chemical compound (VGX-1027) a decrease in the proliferation rate was observed. Additionally, in silico analysis revealed a strong association of TLRs upregulation with increased expression level of genes related to cell cycle, inflammasome and ripoptosome pathways, further highlighting TLRs as interesting targets for cancer complementary treatment

Os receptores do tipo Toll (TLRs) são as primeiras proteínas do sistema imune a identificarem distúrbios, reconhecem patógenos como bactérias, fungos e vírus. Como o processo inflamatório possui um importante papel em diversas doenças, os TLRs foram considerados potenciais alvos em estratégias terapêuticas, incluindo o tratamento de câncer. No entanto, o papel dos TLRs permanece ambíguo. Esse estudo teve como objetivos analisar os níveis de expressão dos TLRs presentes em membrana plasmática, TLRs (TLR1, TLR2, TLR4, TLR5, TLR6) em astrocitomas de diferentes graus de malignidade (grau II-IV), tumor mais prevalente do Sistema Nervoso Central (SNC). Nós demonstramos que a expressão dos TLRs foi mais alta em amostras de astrocitomas comparadas com tecido cerebral não-neoplásico, por qRT-PCR. A expressão gênica e proteica foi observada em células de linhagem de glioblastoma (GBM) U87MG e A172, mostrando sua presença em células tumorais. Foi observada expressão associada entre os heterodímeros TLR1- TLR2. Em GBMs, o subtipo mesenquimal mostrou maior nível de expressão dos TLRs comparados aos subtipos clássico e proneural. Com o objetivo de identificar o papel dos TLRs nas células tumorais, foi selecionado dentre os TLRs o que apresentou maior nível de expressão, o TLR4, e realizamos ensaios funcionais estimulando a U87MG com LPS, um agonista natural para TLR4. A taxa de proliferação da célula tratada com LPS foi similar a não tratada. No entanto, foi observado a ativação do NF-kB após 12hrs do estímulo com LPS. Quando a sinalização do receptor foi inibida por um composto químico (VGX-1027), o nível de proliferação da U87MG decaiu. Adicionalmente, análise in silico revelou uma forte associação dos TLRs hiperexpressos com aumento da expressão de genes relacionados à sinalização do ciclo celular, inflamassoma e ripoptossoma. O que sugere serem os TLRs alvos para complementação do tratamento do câncer / Toll-like receptors (TLRs) are the first to identify disturbances in the immune system, recognizing pathogens such as bacteria, fungi, and viruses. Since the inflammation process plays an important role in several diseases, TLRs have been considered potential therapeutic targets, including treatment for cancer. However, TLRs\' role in cancer remains ambiguous. This study aims to analyze the expression levels of plasmatic cell membrane TLRs (TLR1, TLR2, TLR4, TLR5, and TLR6) in different grades (II-IV) of human astrocytoma, the most prevalent tumor of CNS. We demonstrated that TLR expressions were higher in astrocytoma samples compared to non-neoplastic brain tissue, by qRT-PCR. The genes and proteins expressions were observed in U87MG and A172 GBM cell lines, proving their presence in the tumor cells. Associated expressions between the known heterodimers TLR1-TLR2 were found in diffusely infiltrative astrocytoma. In GBM, the mesenchymal subtype showed higher levels of TLR expressions in relation to classical and proneural subtypes. Aiming to indentify the role of TLRs in tumor cells, we chose the highest TLR expressed in GBM cells, the TLR4, and performed functional assays stimulating U87MG-GBM cell line with LPS, a natural agonist for TLR4. The proliferation rate was similar in treated and non-treated cell with LPS. However, NF-kB activation was detected after 12hrs of LPS stimulation. When TLR4 signaling pathway was inhibited by a chemical compound (VGX-1027) a decrease in the proliferation rate was observed. Additionally, in silico analysis revealed a strong association of TLRs upregulation with increased expression level of genes related to cell cycle, inflammasome and ripoptosome pathways, further highlighting TLRs as interesting targets for cancer complementary treatment

INTRODUÇÃO: Os astrocitomas difusamente infiltrativos são os tumores mais freqüentes de Sistema Nervoso Central (SNC) com uma taxa de 5-7 novos casos por 100.000 pessoas ano. São tumores altamente invasivos e estão associados com alterações de alguns genes como EGF (fator de crescimento epidérmico) e o EGFR (receptor do fator de crescimento epidérmico), que podem criar um aumento da atividade mitogênica, acarretando aumento de proliferação e maturação celular, apoptose, angiogênese e metástase. O nível de expressão destes genes pode ser influenciado por alterações genéticas, como a presença de polimorfismos. Uma mudança única de base (SNP) pode alterar a expressão gênica e, sendo assim, estar associada ao aumento do risco de desenvolver astrocitomas. Nesse trabalho, foram analisados 2 SNPs na região não traduzida (c.-191C>A e c.-216G>T) e um SNP no exon 16 (c.2073A>T) do gene EGFR, e um outro SNP na região não traduzida no gene EGF (c.61A>G). Os SNPs foram associados a expressão gênica do EGFR e a sobrevida dos pacientes. MÈTODOS: Foi realizado um estudo caso-controle com 193 casos de astrocitomas difusamente infiltrativos e 200 controles por amplificação por PCR seguido de digestão enzimática. Os produtos digeridos das amostras foram analisados por eletroforese em gel de agarose e poliacrilamida e corados com brometo de etídeo. A expressão gênica foi realizada após extração de RNA do tecido tumoral seguida de transcrição reversa e PCR em tempo real. Testes de qui-quadrado, odds ratio (OR), intervalo de confiança 95% (IC95%), t de Student e curvas de Kaplan-Meier foram realizados para análises estatística. RESULTADOS: A análise das freqüências dos genótipos dos polimorfismos mostrou uma diferença na distribuição entre casos e controles para o polimorfismo c.2073A>T. Pacientes com o genótipo TT apresentou um menor risco para astrocitoma quando comparados com o genótipo AA (OR=0,51, IC95%=0,29-0,99). Nenhuma correlação foi encontrada para os outros polimorfismos analisados. Também não foi encontrada correlação entre os genótipos dos polimorfismos e os níveis de expressão de EGFR e a sobrevida dos pacientes. CONCLUSÃO: Nosso trabalho mostrou haver um possível fator de proteção quando o paciente é portador do genótipo TT, o que pode levar a uma diminuição do risco de desenvolver o tumor. Pacientes com genótipo TT do polimorfismo c.2073A>T do gene EGFR apresentam um menor risco para astrocitomas difusamente infiltrativos do que os com o genótipo AA. / INTRODUCTION: Diffusely infiltrative astrocytomas are the most frequent tumors of the Central Nervous System (CNS) with a rate of 5-7 new cases in 100,000 individuals per year. They are highly invasive, and they are associated to alterations in some genes as EGF (epidermal growth factor) and EGFR (epidermal growth factor receptor), which may increase mitogenic activity, leading to increase of proliferation, cellular maturation, apoptosis, angiogenesis, and metastasis. Genetic alterations, as presence of polymorphisms of single nucleotide change (SNP) could influence their expression level, and thus could be associated to increased risk in developing astrocytomas. In the present study, two SNP of non-coding region (c.-191C>A and c.-216G>T) and one SNP in exon 16 (c.2073A>T) of EGFR, and another SNP of non-coding region of EGF (c.61A>G) were analyzed. The SNPs were associated to EGFR expression level and to survival time. METHOD: a case-control study of 193 of diffusely infiltrative astrocytomas and 200 controls was carried out, with PCR amplification and enzymatic digestion, which products were analyzed in agarose gel or polyacrylamide gel electrophoresis stained by ethidium bromide. EGFR expression level was studied by real time PCR after RNA extraction followed by reverse transcription of tumor tissues compared to epileptic non-neoplastic brain tissues. Stastistical analysis were performed by chi-square, odds ratio (OR), 95% confidence interval (95% CI), Student-t test and Kaplan Meier. RESULTS: The polymorphic genotype frequency was different between case and controls for the polymorphism c.2073A>T. Patients with TT genotype presented lower risk to develop astrocytoma when compared to genotype AA (OR=0.51, CI95%=0.29- 0.99). No other correlation was observed for the remaining studied polymorphisms. There was neither correlation between the polymorphic genotypes and the EGFR expression levels nor with survival time. CONCLUSION: The present study showed a possible protection factor in developing astrocytomas for the patients harboring the genotype TT of c.2073A>T polymorphism of EFGR, thus the patients presenting TT genotype have lower risk to develop diffusely infiltrative astrocytoma than patients presenting the genotype AA.

O metabolismo da glutamina (Gln) é alvo de atenções recentes para a compreensão da reprogramação metabólica para o suprimento energético das células tumorais em proliferação e para o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas em câncer. Tanto a absorção de glutamina quanto a taxa de glutaminólise, o catabolismo da Gln para gerar adenosina trifosfato (ATP) e lactato na mitocôndria estão aumentados em diferentes tumores. A Gln e glicose participam do processo da proliferação de células tumorais tanto na produção de (ATP) como no fornecimento de produtos intermediários utilizados na síntese de macromoléculas e Gln é utilizado para anaplerose do ciclo do ácido tricarboxílico. Nesse estudo, nosso objetivo foi analisar a expressão dos genes envolvidos na glutaminólise: ASCT2, LAT1, GLS, GLSISO1, GLSISO2, GLS2, GOT1, GOT2, GLUD1 e GPT2 em astrocitomas de diferentes graus de malignidade (AGI-AGIV), classificados de acordo com a Organização Mundial de Saúde (OMS), em relação às expressões em tecidos cerebrais não neoplásicos e correlacionar os níveis de expressão destes genes aos dados clínicos. PCR quantitativo em tempo real (qRT-PCR) foi realizado em 175 amostras, sendo 22 dentre estes de tecidos não neoplásicos. Observou-se tempo de sobrevida menor entre os pacientes com hiperexpressão de LAT1, na presença de hipoexpressão de ASCT2. A expressão de GLS foi comparativamente maior que a expressão de GLS2 entre os astrocitomas de diferentes graus de malignidade, corroborando descrições prévias de que GLS relaciona-se à proliferação tumoral e GLS2 à supressão do crescimento tumoral. Observou-se, adicionalmente, o aumento da associação das expressões destes genes conforme o aumento do grau de malignidade, culminando em GBM, onde estas correlações foram estatisticamente significativas. Apesar da demonstração da ativação gradativa desta via da glutaminólise com o aumento da malignidade, a hiperexpressão dos genes relacionados a esta via mostrou-se hiperexpressa em apenas um subgrupo de pacientes com GBM. Esta observação ressalta a heterogeneidade observada em GBM e a elegibilidade restrita deste subgrupo a eventuais estratégias terapêuticas que forem desenvolvidas com alvos nesta via / The metabolism of glutamine (Gln) is the target of recent attentions to understand the metabolic reprogramming of cancer cell for the energetic needs for cell proliferation, and to develop new cancer therapeutic strategies. Glutamine absortion and glutamine conversion to ATP and lactate in the mitochondria through glutaminolysis are both increased in different cancer types. Gln and glucose participate in metabolic pathways which provide ATP and intermediate substrats for synthesis of macromolecules, and Gln is used for anaplesoris of tricyclic acid cycle. The aims of the present study were to analyze the differential mRNA expressions of genes involved in the glutaminolysis pathways: ASCT2, LAT1, GLS, GLSISO1, GLSISO2, GLS2, GOT1, GOT2, GLUD1 e GPT2 in astrocytomas of different grades of malignancy (WHO grades I to IV) compared to non-neoplastic brain tissues, and to correlate these expression data to clinical outcome. Shorter overall survival time was observed among a subset of GBM patients presenting hyperexpression of LAT1 while ASCT2 was hypoexpressed. GLS expression was comparatively higher than GLS2 expression among astrocytomas of different grades of malignancy, which corrobates previous reports relating GLS to tumor proliferation and GLS2 to suppression of tumor growth. Additionally, increased gene expression correlation was observed in parallel to the increase of malignancy, and these associated expressions were significant among GBM. Although a stepwise increase of the glutaminolysis pathway was demonstrated with the increase of malignancy in astrocytomas, the hyperexpression of genes involved in this pathway were detected only in a subset of GBM patients. This finding confirm the heterogeneity observed among GBM, and highlights the fact that any therapeutic strategy aiming this pathway will be restricted to a subset of GBM patients