Os mecanismos responsáveis pela fibrose hepática na infância são pouco conhecidos. Crianças com atresia das vias biliares, quando submetidas a portoenterostomia a Kasai com sucesso, se tornam anictéricas mas mesmo assim desenvolvem cirrose a longo prazo. Da mesma forma, a ocorrência de estenoses biliares segmentares intra-hepáticas no pós-operatório de transplante hepático podem levar ao desenvolvimento de cirrose em todo o órgão. Tais fatos sugerem que mecanismos endócrinos ou parácrinos estejam envolvidos na fibrogênese hepática. Para elucidar este processo o modelo de ligadura seletiva das vias biliares em ratos jovens foi desenvolvido em nosso laboratório. Usando este modelo, identificamos mudanças na expressão do gene da alfa-actina de músculo liso, tanto no parênquima hepático obstruído como no parênquima hepático adjacente à obstrução. No entanto, o perfil de expressão gênica da desmina, uma proteína presente em níveis elevados durante a ativação das células estreladas hepáticas e o TGF-beta1, principal citocina pró-fibrogênica, não demostraram diferenças significantes quando analisados pelo método do RT-PCR semiquantitativo. Assim, os mecanismos moleculares envolvidos na modulação da fibrogênese hepática nesse modelo experimental não estão totalmente compreendidos. A metodologia do qRT-PCR (PCR em tempo real), têm sido previamente descrita como um método mais preciso e sensível, possibilitando a detecção do aumento do número de cópias do gene à medida que ocorre a amplificação, enquanto que o método do RT-PCR semiquantitativo a análise dos transcritos só é realizada após a etapa da amplificação. O objetivo deste estudo foi avaliar as alterações moleculares no modelo experimental de ligadura seletiva das vias biliares e comparar os resultados obtidos entre os métodos do RT-PCR semiquantitativo e do qRT-PCR em tempo real. Foi realizada a ligadura seletiva do ducto biliar em ratos Wistar com 21 dias de vida, os grupos foram separados de acordo com o momento da morte: 7 ou 60 dias após a cirurgia. A expressão da desmina, alfa actina de músculo liso e TGF-beta1 foi avaliada no tecido do parênquima hepático com obstrução biliar (ducto ligado - DL) e no parênquima hepático adjacente à obstrução biliar (ducto não ligado - DNL) usando o RT-PCR semiquantitativo e o qRT-PCR em tempo real. A metodologia do qRT-PCR em tempo real permitiu identificar mudanças no perfil de expressão gênica que não foram demonstrados pelo método semiquantitativo. O parênquima DL mostrou reação fibrogênica mais intensa, com aumento na expressão da alfa actina de músculo liso e TGF-beta1 após 7 dias. O parênquima DNL apresentou resposta fibrogênica tardia, com aumento da expressão da desmina 7 dias e 60 dias após a cirurgia, além de aumento da alfa-actina de músculo liso 60 dias após a cirurgia. O qRT-PCR em tempo real apresentou maior sensibilidade para identificar mudanças no perfil de expressão gênica em relação ao método convencional do RT-PCR semiquantitativo. Nossos resultados ajudam a esclarecer a dinâmica das alterações moleculares envolvidas na modulação da fibrogênese hepática no modelo experimental de ligadura seletiva do ducto biliar e pode ser diretamente aplicado para o estudo de estenoses biliares intra-hepáticas e atresia das vias biliares / The mechanisms responsible for liver fibrosis in childhood are poorly understood. Children suffering from biliary atresia, when submitted to the successful Kasai portoentostomy, become anicteric, but nonetheless develop cirrhosis in the long term. Similarly, the occurrence of intrahepatic biliary stenosis in the postoperative period of liver transplantation may lead to cirrhosis of the whole organ. Such facts suggest that endocrine or paracrine mechanisms are involved in hepatic fibrogenesis. To elucidate this process, the selective bile duct ligation model in young rats was developed in our laboratory. Using this model, we identified changes in the expression of smooth muscle alpha-actin both in the obstructed parenchyma and the hepatic parenchyma adjacent to the obstruction. However, the expression profiles of desmin, a protein present at high levels during activation of hepatic stellate cells and TGF-beta1, the main pro-fibrogenic cytokine, were unchanged when analyzed with semiquantitative RT-PCR. Thus, the molecular mechanisms involved in the modulation of hepatic fibrogenesis in this experimental model are not fully understood. The methodology of qRT-PCR (real time PCR) has previously been described as a more precise and sensitive method, allowing the detection of increased copy number of the gene while amplification occurs, whereas by semiquantitative RT-PCR analysis transcripts is only perfomed after the amplification step. This study aimed to evaluate the molecular changes in experimental model of selective bile duct ligation and compare the results between semiquantitative RT-PCR and real-time qRT-PCR methods. Selective biliary duct ligation was performed on Wistar rats with 21 days of life, the groups were separated according to the moment of death: 7 or 60 days after surgery. The expression of desmin, alpha-actin smooth muscle and TGF-beta1 was examined in tissue from hepatic parenchyma with biliary obstruction (duct ligation - DL) and in the adjacent hepatic parenchyma (duct non-ligated - DNL) using semiquantitative RT-PCR and real-time qRT-PCR. The methodology of the real-time qRT-PCR allowed to identify changes in gene expression profile that were not shown by semiquantitative method. The DL parenchyma showed a more severe fibrogenic reaction, with increased alpha-actin smooth muscle and TGF-beta1 expression after 7 days. The DNL parenchyma presented a later fibrotic response, with increased desmin expression 7 and 60 days after surgery, besides of increased alpha-actin smooth muscle 60 days after surgery. Real-time qRT-PCR was more sensitive to identify changes in gene expression profile comparated to the semiquantitative method. Our results help to clarify the dynamic of molecular changes involved in the modulation of hepatic fibrogenesis in an experimental model of selective bile duct ligation and can be directly applied to the study of intrahepatic biliary stenosis and biliary atresia

Transforming growth factor beta 1 (TGF-beta1) ist ein multifunktionales Zytokin, welches eine Rolle in der Sepsis und in der Sepsis-induzierten Myopathie spielen könnte. Weiterhin könnten erhöhte TGF-beta1-Level zur Muskelschwäche, die mit der Intensivpflege assoziiert ist (engl. intensiv care unit-acquired weakness, ICUAW), beitragen. Der TGF-beta1- Signalweg wurde in Skelettmuskelbiopsien von ICUAW-Patienten heraufreguliert. Secreted frizzled related protein 2 (SFRP2) wurde in einer Gen-Set-Anreicherungsanalyse als das am höchsten regulierte Gen identifiziert. Im Mausmodell führten Sepsis und Hunger zu einer verringerten Sfrp2-Expression, während dies in der Denervation-induzierten Skelettmuskelatrophie nicht festzustellen war. In differenzierten C2C12-Myotuben führte TGF-beta1 zu einer verringerten Sfrp2-mRNA- und Proteinexpression. Luciferase-Assays deuteten auf eine TGF-beta1-abhängige Herunterregulation von Sfrp2 hin, welche auf Promoterebene durch mögliche negative regulatorische Elemente im Sfrp2-Promoter vermittelt wurde. Weiterhin wurde eine TGF-beta1 induzierte Muskelatrophie durch transkriptionelle Repression der myosin heavy chain Gene beobachtet. Im Gegensatz dazu veränderte TGF-beta1 nicht den proteasomalen Abbau muskulärer Proteine. Die Genexpression von Tripartite motif containing 63 und F-box only protein 32 war hingegen leicht herunterreguliert. TGF-beta1-induzierte Atrophie in differenzierten C2C12-Myotuben wurde teilweise durch rekombinantes Sfrp2 aufgehoben. Weiterhin wurde eine direkte physikalische Interaktion zwischen Sfrp2 und TGF-beta1 gefunden, welche diesen Effekt verursacht haben könnte. Zusammengefasst lässt sich feststellen, dass der TGF-beta1- Signalweg eine wichtige Rolle in der ICUAW durch Inhibition der myosin heavy chain Expression spielt. TGF-beta1-abhängige Herunterregulation von Sfrp2 könnte zu einer Feedback-Antwort, die das Ausmaß der Atrophie durch TGF-beta1 verstärkt, führen. / Transforming growth factor beta 1 (TGF-beta1) is a multifunctional cytokine that may play a role in sepsis and in sepsis-induced myopathy. Our group speculated that increased TGF-beta1 could contribute to intensive care (ICU)-acquired weakness (ICUAW), a catastrophic muscle disease in critically ill patients. We found that TGF-beta1 signaling in skeletal muscle biopsies of ICUAW patients was upregulated. Secreted frizzled related protein 2 (SFRP2) was the most regulated gene identified by gene set enrichment analysis (GSEA). I then studied the regulation and function of SFRP2 in different skeletal muscle atrophy models. In three mouse models, downregulated Sfrp2 expression was observed in sepsis and starvation, but not in denervation-induced skeletal muscle atrophy. In differentiated C2C12 myotubes, TGF-beta1 downregulated Sfrp2 expression on both mRNA and protein levels. Luciferase assays suggested that TGF-beta1-dependent downregulation of Sfrp2 was mediated at the promoter level through possible negative regulatory elements in the Sfrp2 promoter. I also observed that TGF-beta1-induced muscle atrophy was accompanied by transcriptional repression of myosin heavy chain genes. In contrast, TGF-beta1 did not increase proteasomal degradation of muscular proteins since gene expression of Tripartite motif containing 63 (Trim63) and F-box only protein (Fbxo32) was not upregulated; instead, they were slightly downregulated. TGF- beta1-induced differentiated C2C12 myotube atrophy was partially reversed by recombinant Sfrp2. This inhibitory effect could have resulted from direct interaction between Sfrp2 and TGF-beta1, since I found a physical interaction between these two proteins. Taken together, TGF-beta1 signaling pathway could play an important role in ICUAW via inhibition of myosin heavy chain expression. TGF-beta1-dependent downregulation of Sfrp2 may establish a feedback loop augmenting the atrophic effect of TGF-beta1.

Os mecanismos responsáveis pela fibrose hepática na infância são pouco conhecidos. Crianças com atresia das vias biliares, quando submetidas a portoenterostomia a Kasai com sucesso, se tornam anictéricas mas mesmo assim desenvolvem cirrose a longo prazo. Da mesma forma, a ocorrência de estenoses biliares segmentares intra-hepáticas no pós-operatório de transplante hepático podem levar ao desenvolvimento de cirrose em todo o órgão. Tais fatos sugerem que mecanismos endócrinos ou parácrinos estejam envolvidos na fibrogênese hepática. Para elucidar este processo o modelo de ligadura seletiva das vias biliares em ratos jovens foi desenvolvido em nosso laboratório. Usando este modelo, identificamos mudanças na expressão do gene da alfa-actina de músculo liso, tanto no parênquima hepático obstruído como no parênquima hepático adjacente à obstrução. No entanto, o perfil de expressão gênica da desmina, uma proteína presente em níveis elevados durante a ativação das células estreladas hepáticas e o TGF-beta1, principal citocina pró-fibrogênica, não demostraram diferenças significantes quando analisados pelo método do RT-PCR semiquantitativo. Assim, os mecanismos moleculares envolvidos na modulação da fibrogênese hepática nesse modelo experimental não estão totalmente compreendidos. A metodologia do qRT-PCR (PCR em tempo real), têm sido previamente descrita como um método mais preciso e sensível, possibilitando a detecção do aumento do número de cópias do gene à medida que ocorre a amplificação, enquanto que o método do RT-PCR semiquantitativo a análise dos transcritos só é realizada após a etapa da amplificação. O objetivo deste estudo foi avaliar as alterações moleculares no modelo experimental de ligadura seletiva das vias biliares e comparar os resultados obtidos entre os métodos do RT-PCR semiquantitativo e do qRT-PCR em tempo real. Foi realizada a ligadura seletiva do ducto biliar em ratos Wistar com 21 dias de vida, os grupos foram separados de acordo com o momento da morte: 7 ou 60 dias após a cirurgia. A expressão da desmina, alfa actina de músculo liso e TGF-beta1 foi avaliada no tecido do parênquima hepático com obstrução biliar (ducto ligado - DL) e no parênquima hepático adjacente à obstrução biliar (ducto não ligado - DNL) usando o RT-PCR semiquantitativo e o qRT-PCR em tempo real. A metodologia do qRT-PCR em tempo real permitiu identificar mudanças no perfil de expressão gênica que não foram demonstrados pelo método semiquantitativo. O parênquima DL mostrou reação fibrogênica mais intensa, com aumento na expressão da alfa actina de músculo liso e TGF-beta1 após 7 dias. O parênquima DNL apresentou resposta fibrogênica tardia, com aumento da expressão da desmina 7 dias e 60 dias após a cirurgia, além de aumento da alfa-actina de músculo liso 60 dias após a cirurgia. O qRT-PCR em tempo real apresentou maior sensibilidade para identificar mudanças no perfil de expressão gênica em relação ao método convencional do RT-PCR semiquantitativo. Nossos resultados ajudam a esclarecer a dinâmica das alterações moleculares envolvidas na modulação da fibrogênese hepática no modelo experimental de ligadura seletiva do ducto biliar e pode ser diretamente aplicado para o estudo de estenoses biliares intra-hepáticas e atresia das vias biliares / The mechanisms responsible for liver fibrosis in childhood are poorly understood. Children suffering from biliary atresia, when submitted to the successful Kasai portoentostomy, become anicteric, but nonetheless develop cirrhosis in the long term. Similarly, the occurrence of intrahepatic biliary stenosis in the postoperative period of liver transplantation may lead to cirrhosis of the whole organ. Such facts suggest that endocrine or paracrine mechanisms are involved in hepatic fibrogenesis. To elucidate this process, the selective bile duct ligation model in young rats was developed in our laboratory. Using this model, we identified changes in the expression of smooth muscle alpha-actin both in the obstructed parenchyma and the hepatic parenchyma adjacent to the obstruction. However, the expression profiles of desmin, a protein present at high levels during activation of hepatic stellate cells and TGF-beta1, the main pro-fibrogenic cytokine, were unchanged when analyzed with semiquantitative RT-PCR. Thus, the molecular mechanisms involved in the modulation of hepatic fibrogenesis in this experimental model are not fully understood. The methodology of qRT-PCR (real time PCR) has previously been described as a more precise and sensitive method, allowing the detection of increased copy number of the gene while amplification occurs, whereas by semiquantitative RT-PCR analysis transcripts is only perfomed after the amplification step. This study aimed to evaluate the molecular changes in experimental model of selective bile duct ligation and compare the results between semiquantitative RT-PCR and real-time qRT-PCR methods. Selective biliary duct ligation was performed on Wistar rats with 21 days of life, the groups were separated according to the moment of death: 7 or 60 days after surgery. The expression of desmin, alpha-actin smooth muscle and TGF-beta1 was examined in tissue from hepatic parenchyma with biliary obstruction (duct ligation - DL) and in the adjacent hepatic parenchyma (duct non-ligated - DNL) using semiquantitative RT-PCR and real-time qRT-PCR. The methodology of the real-time qRT-PCR allowed to identify changes in gene expression profile that were not shown by semiquantitative method. The DL parenchyma showed a more severe fibrogenic reaction, with increased alpha-actin smooth muscle and TGF-beta1 expression after 7 days. The DNL parenchyma presented a later fibrotic response, with increased desmin expression 7 and 60 days after surgery, besides of increased alpha-actin smooth muscle 60 days after surgery. Real-time qRT-PCR was more sensitive to identify changes in gene expression profile comparated to the semiquantitative method. Our results help to clarify the dynamic of molecular changes involved in the modulation of hepatic fibrogenesis in an experimental model of selective bile duct ligation and can be directly applied to the study of intrahepatic biliary stenosis and biliary atresia

Na maioria dos países, a incidência e prevalência da doença renal crônica (DRC) vem aumentando ao longo dos anos. Embora tenha havido uma melhora significativa no manejo da DRC com os inibidores do sistema renina-angiotensina-aldosterona, a doença ainda é progressiva, levando a necessidade do surgimento de novas estratégias protetoras. A fibrose renal progressiva está presente na DRC e envolve a participação de várias citocinas, com destaque para o fator Transforming growth factor- beta1 (TGF-beta1). Tem sido demonstrado que a mortalidade de pacientes com DRC está diretamente relacionada à função renal e está associada a riscos tradicionais como cardiovasculares e infecções. Entretanto, esses riscos tradicionais explicam apenas metade das causas de mortalidade nesses pacientes. Evidências crescentes mostram que o status de vitamina D pode ser um fator de risco não tradicional para a evolução da DRC. Tendo em vista o importante papel da vitamina D na manutenção das funções fisiológicas essenciais e a observação da queda dos níveis deste hormônio na DRC, torna-se relevante o estudo da deficiência de vitamina D nos eventos envolvidos na evolução crônica da lesão renal aguda em modelo experimental de isquemia/reperfusão renal. Ratos Wistar foram divididos em quatro grupos: controle, animais que receberam dieta padrão; dVD, animais que receberam dieta depletada em vitamina D; Isq, animais que receberam dieta padrão e foram submetidos ao insulto de isquemia/reperfusão renal bilateral no 28º dia; Isq+dVD, animais que receberam dieta depletada em vitamina D e foram submetidos ao insulto de isquemia/reperfusão bilateral no 28º dia. Ao final dos 90 dias do protocolo, os animais foram submetidos à eutanásia, amostras de sangue, urina e o tecido renal foram coletados para a análise dos mecanismos de lesão renal. Os animais submetidos ao insulto de isquemia/reperfusão renal apresentaram hipertrofia renal, aumento dos níveis de pressão arterial média, colesterol e de PTH plasmático. Além disso, foi observada expansão da área intersticial, aumento do infiltrado de macrófagos/monócitos, da expressão de colágeno IV, fibronectina, vimentina e alfa-actina e redução da expressão da proteína Klotho. A deficiência de vitamina D contribuiu para a elevação dos níveis plasmáticos de PTH e aumento da proteinúria assim como para as alterações túbulo-intersticiais crônicas importantes (fibrose e infiltrado inflamatório do interstício, dilatação e atrofia tubular), aumento da expressão da citocina TGF-beta1 expressão do receptor de vitamina D (VDR) e da proteína Klotho, observados nos animais deficientes em vitamina D submetidos ao insulto de isquemia/reperfusão renal. Portanto, através de vias inflamatórias e com participação do fator de crescimento TGF-beta1 ê um fator agravante para o dano túbulo-intersticial e formação de fibrose intersticial nesse modelo experimental de isquemia/reperfusão renal / In most countries, the incidence and prevalence of chronic kidney disease (CKD) has been increasing over the years. Although there was a significant improvement in the management of CKD with renin-angiotensin-system inhibitors, the disease is still progressive, leading to the need of emergence of new protective strategies. The progressive renal fibrosis is present in CKD and involves the participation of several cytokines, especially the Transforming growth factor-beta1 (TGF-beta1). It has been shown that the mortality of patients with CKD is directly related to renal function, which is associated to traditional risk factors such as cardiovascular diseases and infections. However, these traditional risk factors explain only half of the causes of mortality in these patients. Growing evidence shows that vitamin D status may be a non-traditional risk factor for the progression of CKD. Considering the important role of vitamin D in the maintenance of essential physiological functions and the observation of low levels of this hormone in CKD, the study of vitamin D deficiency in the events involved in chronic evolution of acute kidney injury in an experimental model of ischemia/reperfusion becomes relevant. Wistar rats were divided into four groups : control, animals received a standard diet ; dVD, animals received a vitamin D-depleted diet ; Isq, animals received a standard diet and were subjected to bilateral renal ischemia/reperfusion injury on day 28; Isq +dVD, animals received a vitamin D-depleted diet and were subjected to bilateral renal ischemia/reperfusion injury on day 28 . At the end of the 90 days of the protocol, the animals were euthanized and samples of blood, urine and kidney tissue were collected for analysis of the mechanisms of renal injury. The animals subjected to the insult of ischemia/ reperfusion showed renal hypertrophy, increased levels of mean blood pressure, cholesterol and plasma PTH. Furthermore, expansion of the interstitial area, increased infiltration of macrophages/monocytes, increased expression of collagen IV, fibronectin, vimentin and alpha-actin, and reduced expression of Klotho protein were observed. The vitamin D deficiency contributed to the elevation of plasma PTH levels and increased proteinuria as well as for important chronic tubulo-interstitial changes (fibrosis and inflammatory infiltration of the interstitium, tubular dilation and atrophy), increased expression of cytokine TGF-beta1 vitamin D receptor (VDR) and Klotho protein observed in vitamin D-deficient animals subjected to the insult of renal ischemia/reperfusion. Therefore, through inflammatory pathways and involvement of TGF-beta1 w y aggravating factor in tubulointerstitial damage and formation of interstitial fibrosis in this experimental model of renal ischemia/reperfusion

La protéine du TGF-[bêta]1 est une protéine multifonctionnelle qui agit dans plusieurs types cellulaires. Son action varie selon le type de cellulaire. Bien qu'elle ait un rôle inhibiteur chez les astrocytes normaux, elle posséderait un rôle principalement activateur de nombreuses voies carcinogéniques chez les tumeurs astrocytaires primaires malignes. L'isoforme du TGF-[bêta]1 est celle qui est la plus impliquée dans ces processus. Elle joue un rôle dans l'activation des voies d'invasion tissulaire et d'angiogenèse, mais inhibe des mécanismes d'apoptose et d'immunosuppression.La présente étude vise à évaluer l'effet de l'inhibition de la protéine du TGF-[bêta]1 sur le modèle cellules de glioblastome F98/Fischer sur la prolifération et la migration cellulaire. Pour ce faire, un inhibiteur sélectif au récepteur a d'abord été utilisé. Par la suite, des techniques d'inhibitions nucléotidiques (oligoantisens, siRNA, shRNA) ont été testées. Nous avons d'abord validé l'utilisation du modèle F98/Fischer dans l'étude des fonctions du TGF-[bêta]1 et de l'inhibition de la production de cette protéine. Nous avons observé la production importante de TGF-[bêta]1 par les cellules F98 avec des essais immunologiques (Western, ELISA). Avec l'essai ELISA, nous avons observé la production considérable de TGF-[bêta]1 actif d'emblée.La présence de notre protéine d'intérêt a été détectée dans le cerveau de rat Fischer implanté avec les cellules F98 contrairement aux animaux sains qui ne montrent aucune trace de TGF-[bêta]1. Ensuite, nous avons tenté de mettre au point une approche nucléotidique pour inhiber la production du TGF-[bêta]1. Pour les oligoantisens et les siRNA qui ont été couplés avec le vecteur liposomale Metafecten, nous n'avons pas réussi à obtenir de diminution significative du TGF-[bêta]1 dans les surnageants des cultures de F98 . Pour l'approche au shRNA/lentivirus, nous n'avons pas réussi à former de bactéries contenant la construction recherchée. Par la suite, nous avons testé sur notre modèle cellulaire un inhibiteur pharmacologique sélectif, le SB-431642, du récepteur permettant la phosphoryllation de la voie instracellulaire Smad, le T[bêta]R-I. Les essais de prolifération (WST-1) ont permis de constater un ralentissement dans la croissance des F98 traitées au SB-431542. Un essai immunologique western a permis de constater que la production de VEGF était d'ailleurs influencée par cette inhibition du TGF-[bêta]1. L'utilisation d'un vecteur luciférase couplé à un élément de réponse Smad a permis de constater que la voie du TGF-[bêta]1 était bel et bien affectée à la baisse par cet inhibiteur. En effet, le dosage luminescent de la luciférase a permis de noter une diminution significative de sa quantité. L'activité d'un tel vecteur est proportionnelle à l'activité Smad intracellulaire. Nous avons aussi testé cet inhibiteur sur le modèle de croissance tumorale tridimensionnelle de sphéroïdes F98.La croissance des sphéroïdes a été ralentie par la présence de l'inhibiteur et l'invasion de la matrice de collagène observée chez les sphéroïdes contrôles a été freinée par l'ajout de SB-431542. Bien que certains de nos essais n'aient pas donné les résultats escomptés, l'utilisation de l'inhibiteur SB-431542 nous a permis de voir l'implication à du TGF-[bêta]1 dans les mécanismes de progression tumorale chez la lignée cellulaire F98, tel que la prolifération et la migration cellulaire. Ces résultats sont le préalable à d'éventuels essais avec le modèle d'étude animal, le rat Fischer avec l'utilisation de cellules de glioblastomes F98.

INTRODUÇÃO: A cirurgia associada à radioterapia proporciona altas taxas de preservação de membros e de controle local em sarcomas de partes moles de extremidade de adultos, mas ainda apresenta elevadas taxas de complicações locais e de metástases à distância. O valor da quimioterapia adjuvante ou neoadjuvante ainda é controverso e objeto de investigações clínicas. A identificação de fatores moleculares preditivos de resposta à quimioterapia pode selecionar pacientes que se beneficiem ou não da sua aplicação. OBJETIVOS: identificar perfis de expressão gênica capazes de diferenciar tumores respondedores e não respondedores a quimioterapia neoadjuvante em sarcomas de partes moles. Analisar os resultados preliminares relativos à efetividade de um esquema de quimioterapia neoadjuvante em sarcomas de partes moles. MÉTODOS: amostras foram coletadas a partir de um ensaio clínico fase II não controlado que testa um esquema de quimioterapia neoadjuvante com doxorrubicina e ifosfamida em sarcomas de alto grau histológico, localizados em extremidades de pacientes adultos. O perfil de expressão gênica foi determinado pela análise de cDNA microarrays. RESULTADOS: 14 pacientes foram incluídos no estudo clínico e 6 amostras foram utilizadas para análise molecular. 222 seqüências diferentemente expressas entre respondedores e não respondedores foram identificadas. Entre os genes com maior diferença de expressão, foram observados genes envolvidos com via de sinalização de TGF, genes envolvidos com angiogênese, com degradação de matriz extracelular e com desenvolvimento. A taxa de resposta objetiva à quimioterapia neoadjuvante foi de 28,6%, a taxa de amputação foi de 7,1% e taxa de complicações relacionadas à ferida operatória foi de 23%. Complicações graus 3 e 4 ocorreram em 50% dos pacientes e nenhum deles faleceu ou teve a proposta cirúrgica suspensa em decorrência de complicações da quimioterapia. CONCLUSÕES: tumores respondedores a quimioterapia neoadjuvante com doxorrubicina e ifosfamida apresentaram um perfil de expressão gênica diferente dos não respondedores, particularmente em genes envolvidos na via de sinalização de TGF. O esquema terapêutico testado mostrou-se efetivo e seguro para ser investigado em um estudo fase III / INTRODUCTION: Surgery combined with adjuvant radiotherapy provides high rates of limb sparing and local control for adult extremity soft tissue sarcomas, but is still associated with high rates of local morbidity and distant recurrences. The role of adjuvant or neoadjuvant chemotherapy is still controversy and target of clinical investigations. The identification of molecular predictive factors of response to chemotherapy could select patients who have benefits or not with its use. OBJECTIVES: to identify gene expression profiles that discriminate tumors with respect to response to neoadjuvant chemotherapy. Analyze the preliminary results of a protocol of neoadjuvant chemotherapy in soft tissue sarcomas. METHODS: samples were collected from subjects of a single-arm prospective clinical trial that investigates the effectiveness of a neoadjuvant doxorubicin and ifosphamide-based chemotherapy regimen in high grade extremity soft tissue sarcomas in adults. Gene expression profiles were determined by the analysis of cDNA microarrays. RESULTS: 14 patients were included in the clinical trial and six samples were used in the molecular study. 222 sequences differentially expressed between responders and non responders were identified. Among the genes with higher differences in expression, we have identified genes involved with TGF signaling pathway, angiogenesis, extracelular matrix degradation and development. The objective response rate to neoadjuvant chemotherapy was 28,6%, the amputation rate was 7,1%, and the wound complication rate was 23%. Grades 3 and 4 complications have occurred in 50 % of the cases, but no deaths or modifications on surgical intent related to chemotherapy complications have occurred. CONCLUSIONS: tumors considered responders to neoadjuvant chemotherapy showed a gene expression profile significantly different from non responders, especially with respect to the TGF signaling pathway. The neoadjuvant regimen tested has showed to be effective and safe to be considering for a phase III clinical trial

Einen Aspekt dieser Arbeit stellt die Analyse der Stimulation von Ratten-Calvaria-Osteoblasten (RCA) mit den beiden Wachstumsfaktoren TGF-b1 und BMP-4 während der Proliferations- sowie Differenzierungs- und Mineralisierungsphase dar. Hierfür soll die Phosphorylierung und Aktivierung von Erk1 und Erk2, sowie von Smad1 und Smad2 mit Hilfe eines Kinase-Aktivitätsassays sowie der Westernblot-Analyse untersucht werden. Im Rahmen dieser Arbeit soll weiterhin untersucht werden, welche Bedeutung die Wachstumsfaktoren TGF-b1 und BMP-4 auf die Aktivität der alkalischen Phosphatase (ALP), einem wichtigen Differenzierungsmarker in Osteoblasten, ausüben. Enzymatische Aktivitätsbestimmungen und zytochemische Färbung aktiver ALP sollen darüber Aufschluss geben. Weiterhin soll der Gehalt an ALP-mRNA durch PCR bestimmt werden. Ein weiteres wichtiges Ziel dieser Arbeit ist die Analyse der Bedeutung von Erk1, Erk2, Smad1 und Smad2 auf die Aktivität der ALP. Dafür sollen Inhibitoren eingesetzt werden. Die enzymatische Aktivitätsbestimmung soll darüber aufklären. Außerdem soll mit Hilfe von kurzen, doppelsträngigen RNA-Molekülen (siRNA) ein knock down der Kinasen herbeigeführt werden und dessen Auswirkung auf die Aktivität der ALP enzymatisch bestimmt werden. Dafür muss zunächst die Wirksamkeit der siRNA auf RNA-Ebene mittels PCR und auf Proteinebene mittels Westernblot-Analysen überprüft werden. Zusätzlich soll die Bedeutung der Wachstumsfaktoren und der Kinasen Erk1 und Erk2 auf die Mineralisierung der RCA analysiert werden. Dafür wird die Menge des zellassoziierten Kalziums und Phosphats experimentell bestimmt, wodurch der Mineralisationsgrad der Zellen wiedergegeben werden kann.

La signalisation cellulaire regroupe l'ensemble des mécanismes biologiques permettant à une cellule de répondre de façon adaptée à son microenvironnement. Pour ce faire, de nombreuses réactions biologiques entrent en jeux avec un important enchevêtrement, créant ainsi un réseau dont le comportement s'apparente à un système complexe. Le compréhension de la réponse cellulaire à une stimulation passe par le développement conjoint des techniques d'acquisition de données, et des méthodes permettant de formaliser ces données dans un modèle. C'est sur ce dernier point que s'inscrivent les travaux exposés dans cette thèse. Nous présentons ici deux approches visant à répondre à des questions de natures différentes sur la signalisation cellulaire. Dans la première nous utilisons un modèle différentiel pour étudier le rôle d'un nouvel interactant dans la voie canonique du TGF-beta. Dans la seconde nous avons exploré la combinatoire de la signalisation cellulaire en développant un formalisme discret basé sur les transitions gardées. Cette approche regroupe l'interprétation de la base de données Pathway Interaction Database dans un unique modèle dynamique de propagation du signal. Des méthodes de simulations et d'analyses inspirées des techniques de vérification de modèles telles que l'atteignabilité et l'invariance ont été développées. En outre, nous avons étudié la régulation du cycle cellulaire en réponse à la signalisation, ainsi que la régulation des gènes de notre modèle en comparaison avec des données d'expressions.

INTRODUÇÃO: A cirurgia associada à radioterapia proporciona altas taxas de preservação de membros e de controle local em sarcomas de partes moles de extremidade de adultos, mas ainda apresenta elevadas taxas de complicações locais e de metástases à distância. O valor da quimioterapia adjuvante ou neoadjuvante ainda é controverso e objeto de investigações clínicas. A identificação de fatores moleculares preditivos de resposta à quimioterapia pode selecionar pacientes que se beneficiem ou não da sua aplicação. OBJETIVOS: identificar perfis de expressão gênica capazes de diferenciar tumores respondedores e não respondedores a quimioterapia neoadjuvante em sarcomas de partes moles. Analisar os resultados preliminares relativos à efetividade de um esquema de quimioterapia neoadjuvante em sarcomas de partes moles. MÉTODOS: amostras foram coletadas a partir de um ensaio clínico fase II não controlado que testa um esquema de quimioterapia neoadjuvante com doxorrubicina e ifosfamida em sarcomas de alto grau histológico, localizados em extremidades de pacientes adultos. O perfil de expressão gênica foi determinado pela análise de cDNA microarrays. RESULTADOS: 14 pacientes foram incluídos no estudo clínico e 6 amostras foram utilizadas para análise molecular. 222 seqüências diferentemente expressas entre respondedores e não respondedores foram identificadas. Entre os genes com maior diferença de expressão, foram observados genes envolvidos com via de sinalização de TGF, genes envolvidos com angiogênese, com degradação de matriz extracelular e com desenvolvimento. A taxa de resposta objetiva à quimioterapia neoadjuvante foi de 28,6%, a taxa de amputação foi de 7,1% e taxa de complicações relacionadas à ferida operatória foi de 23%. Complicações graus 3 e 4 ocorreram em 50% dos pacientes e nenhum deles faleceu ou teve a proposta cirúrgica suspensa em decorrência de complicações da quimioterapia. CONCLUSÕES: tumores respondedores a quimioterapia neoadjuvante com doxorrubicina e ifosfamida apresentaram um perfil de expressão gênica diferente dos não respondedores, particularmente em genes envolvidos na via de sinalização de TGF. O esquema terapêutico testado mostrou-se efetivo e seguro para ser investigado em um estudo fase III / INTRODUCTION: Surgery combined with adjuvant radiotherapy provides high rates of limb sparing and local control for adult extremity soft tissue sarcomas, but is still associated with high rates of local morbidity and distant recurrences. The role of adjuvant or neoadjuvant chemotherapy is still controversy and target of clinical investigations. The identification of molecular predictive factors of response to chemotherapy could select patients who have benefits or not with its use. OBJECTIVES: to identify gene expression profiles that discriminate tumors with respect to response to neoadjuvant chemotherapy. Analyze the preliminary results of a protocol of neoadjuvant chemotherapy in soft tissue sarcomas. METHODS: samples were collected from subjects of a single-arm prospective clinical trial that investigates the effectiveness of a neoadjuvant doxorubicin and ifosphamide-based chemotherapy regimen in high grade extremity soft tissue sarcomas in adults. Gene expression profiles were determined by the analysis of cDNA microarrays. RESULTS: 14 patients were included in the clinical trial and six samples were used in the molecular study. 222 sequences differentially expressed between responders and non responders were identified. Among the genes with higher differences in expression, we have identified genes involved with TGF signaling pathway, angiogenesis, extracelular matrix degradation and development. The objective response rate to neoadjuvant chemotherapy was 28,6%, the amputation rate was 7,1%, and the wound complication rate was 23%. Grades 3 and 4 complications have occurred in 50 % of the cases, but no deaths or modifications on surgical intent related to chemotherapy complications have occurred. CONCLUSIONS: tumors considered responders to neoadjuvant chemotherapy showed a gene expression profile significantly different from non responders, especially with respect to the TGF signaling pathway. The neoadjuvant regimen tested has showed to be effective and safe to be considering for a phase III clinical trial

Einen Aspekt dieser Arbeit stellt die Analyse der Stimulation von Ratten-Calvaria-Osteoblasten (RCA) mit den beiden Wachstumsfaktoren TGF-b1 und BMP-4 während der Proliferations- sowie Differenzierungs- und Mineralisierungsphase dar. Hierfür soll die Phosphorylierung und Aktivierung von Erk1 und Erk2, sowie von Smad1 und Smad2 mit Hilfe eines Kinase-Aktivitätsassays sowie der Westernblot-Analyse untersucht werden. Im Rahmen dieser Arbeit soll weiterhin untersucht werden, welche Bedeutung die Wachstumsfaktoren TGF-b1 und BMP-4 auf die Aktivität der alkalischen Phosphatase (ALP), einem wichtigen Differenzierungsmarker in Osteoblasten, ausüben. Enzymatische Aktivitätsbestimmungen und zytochemische Färbung aktiver ALP sollen darüber Aufschluss geben. Weiterhin soll der Gehalt an ALP-mRNA durch PCR bestimmt werden. Ein weiteres wichtiges Ziel dieser Arbeit ist die Analyse der Bedeutung von Erk1, Erk2, Smad1 und Smad2 auf die Aktivität der ALP. Dafür sollen Inhibitoren eingesetzt werden. Die enzymatische Aktivitätsbestimmung soll darüber aufklären. Außerdem soll mit Hilfe von kurzen, doppelsträngigen RNA-Molekülen (siRNA) ein knock down der Kinasen herbeigeführt werden und dessen Auswirkung auf die Aktivität der ALP enzymatisch bestimmt werden. Dafür muss zunächst die Wirksamkeit der siRNA auf RNA-Ebene mittels PCR und auf Proteinebene mittels Westernblot-Analysen überprüft werden. Zusätzlich soll die Bedeutung der Wachstumsfaktoren und der Kinasen Erk1 und Erk2 auf die Mineralisierung der RCA analysiert werden. Dafür wird die Menge des zellassoziierten Kalziums und Phosphats experimentell bestimmt, wodurch der Mineralisationsgrad der Zellen wiedergegeben werden kann.