Orientador: Ney Lemke / Banca: José Carlos Merino Mombach / Banca: Marcos Roberto de Mattos Fontes / Banca: Tie Koide / Banca: Deilson Elgui de Oliveira / Resumo: Virtualmente, todas as células normais, com exceção das células hematopoieticas, precisam estar aderi das à matriz extracelular para que elas possam se proliferar. Na ausência de adesão, essas células não se proliferam mais e acabam sofrendo apoptose. Porém, após transformação oncogênica, as células adquirem a capacidade de proliferação na ausência de adesão à matriz extracelular. Essa capacidade, cuja base molecular está na regulação anormal da transição G tiS do ciclo celular pela adesão, é uma das propriedades fundamentais das células cancerosas e também requisito para que essas células adquiriam sua capacidade metastática. Como as metástases correspondem a aproximadamente 90% das mortes por câncer, a elucidação dos mecanismos moleculares subjacentes à regulação da transição G IIS do ciclo celular pela adesão à matriz extracelular é, portanto, essencial para o desenvolvimento de drogas que possam inibir a formação das metástases. Com o intuito de elucidar esses mecanismos, nós adotamos neste trabalho uma abordagem estritamente computacional baseada em teoria das redes e aprendizado de máquina através do desenvolvimento de novos métodos de (i) construção de redes que representam a provável regulação entre dois diferentes processos (nesse caso, regulação da transição G l/S pela adesão à matriz extracelular), (á) predição de interações oncogênicas, (iii) determinação de sub-redes de vias de sinalização oncogênica entre dois genes de interesse em uma rede (batizado de graph2sig) e (iv) predição de potenciais alvos de drogas. A rede potencialmente envolvida na regulação da transição G l/S do ciclo celular pela matriz extracelular construída (Gccam) possui ~ 2000 genes e ~ 20.000 interações e representa ~ 78% dos processos biológicos conhecidamente envolvidos nessa regulação... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Virtually all normal cells, excluding the hematopoietic cells, require anchorage to the extracellular matrix for their proliferation and survival. When such cells are deprived of anchorage, they arrest in the G1 phase of the cell cycle and eventually undergo apoptosis. Cancer cells, on the other hand, acquire the ability to perform anchorage-independent proliferation as a result of the disruption of the regulation of the G1/S cell cycle transition by adhesion to extracellular matrix. Anchorage-independent proliferation is the foundation for tumorigenicity and metastatic capability of cancer cells. As metastases are the cause of 90% of human cancer deaths, it is crucial to decipher the molecular mechanisms underlying the regulation of the G1/S cell cycle transition by the adhesion to extracellular cell matrix. In order to decipher such mechanisms, we developed in this present work machine learning and graph theory-based computational methods for the (i) construction of networks representing the regulatory relationships between two biological processes of interest, (ii) prediction of oncogenic interactions, (iii) extraction of oncogenic signaling subnetworks between two genes and (iv) prediction of druggable genes. The network representing the regulatory relationships between G1/S cell cycle transition and adhesion to extracellular matrix, Gccam, is comprised by 2,000 genes and 20,000 interactions. Moreover, 78% of known biological process involved in the regulation of G1/S cell cycle transition by adhesion to extracellular matrix are embedded in Gccam. Through the prediction of oncogenic interactions and the extraction of oncogenic signaling subnetworks between EGFR and CDC6, genes that encode proteins likely to be relevant to anchorage-independent proliferation, we postulate the following hypotheses for the molecular mechanisms underlying the anchorage-independent proliferation: cancer... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Resumo: A infecção pelo vírus da Hepatite C (HCV) é considerada um grande problema de saúde pública, desde a sua descoberta em 1989. Entretanto a terapia mais utilizada atualmente, baseada no uso de Peginterferon, tem sucesso em aproximadamente 50% dos pacientes com o genótipo 1. Embora os mecanismos envolvidos nesta resistência viral ainda não sejam esclarecidos, sugere-se que fatores virais e do hospedeiro participam deste. A proteína não-estrutural 5A (NS5A) está envolvida em diversos processos celulares e é um componente essencial para o HCV. Entretanto, sua estrutura e função ainda não foram bem elucidadas. A partir destes fatos, os objetivos do presente estudo foram elaborar um modelo teórico da NS5A e investigar as propriedades estruturais e funcionais in silico. Foram analisadas 345 sequências da proteína NS5A do HCV de 23 pacientes infectados com o genótipo 1 ou 3. As composições de aminoácidos e de estrutura secundária demonstraram que há diferença entre os genótipos, podendo indicar que há diferenças nas interações proteína-proteína entre os genótipos, o que pode estar relacionado com a diferença da taxa de resistência ao tratamento. A análise funcional foi realizada com o ProtFun, que sugeriu que a NS5A estaria envolvida nas funções celulares de metabolismo intermediário central, tradução, crescimento, tranporte, ligação e hormônio. Estas funções variaram entre os domínios, suportando a hipótese de que a NS5A é uma proteína multifuncional. A análise pelo PROSITE indicou vários sítios de glicosilação, fosforilação e miristoilação, que são altamente conservados e podem ter função importante na estabilização da estrutura e função, sendo assim possíveis alvos de novos antivirais. Alguns deles estão em regiões relacionadas com a resposta ao tratamento. Outro... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Hepatitis C virus (HCV) infects almost 3% of people worldwide and it is considered the main cause of liver chronic diseases and transplants. Until today, there is no effective vaccine and the current most used therapy, based on Peginterferon, is successful only in 50% of patients infected by genotype 1. Although the outcomes of this treatment resistance are unclear, it is suggested host and virus factors may participate in this mechanism. Non-structural 5A (NS5A) protein is involved in several cellular and virus processes and it is a critical component of HCV. However, its structure and function are still uncertain. Regarding these facts, the present study attachments were to elaborate a model of the NS5A protein and to investigate NS5A structural and functional features, using in silico tools. It was analyzed 345 sequences of HCV NS5A protein from 23 patients infected by genotypes 1 or 3. Residues and secondary structure composition of all sequences demonstrated that there are differences between genotypes. It may indicate that there are differences in interactions between genotypes, which could be related with the distinct average of treatment resistance. In addition, among those that varied between genotypes, there were amino acids in regions that studies suggested as related with virus persistence. Functional analysis was performed with ProtFun. It suggested that NS5A is involved with central intermediary metabolism, translation, growth, transport, ligation and hormone functions in the cell. These functions vary between the domains, strengthening the hypothesis that NS5A is a multifunctional protein. Prosite motif search indicated that there are many glicosilation, fosforilation and myristoilation sites, which are highly conserved and may play an important role in structural stabilization and... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Paula Rahal / Coorientador: Helen Andrade Arcuri / Banca: Fernanda Canduri / Banca: Carlos Alberto Montanari / Mestre