Baixos níveis séricos de 25(OH)D3 e 1,25(OH)2D3 (calcitriol) podem estar associados à incidência e prognóstico do câncer de mama. Além disso, vários estudos indicam que a vitamina D tenha um efeito antiproliferativo em linhagens celulares de câncer de mama expostas a concentrações supra-fisiológicas de calcitriol (1,25(OH)2D3, 100nM). A suplementação com vitamina D é indicada a mulheres pós-menopausadas para prevenção de osteoporose e observamos previamente que a suplementação de calcitirol a pacientes pós-menopausadas com câncer de mama causa redução do índice proliferativo tumoral. Entretanto, não há estudos até o momento que avaliam o efeito da vitamina D na expressão gênica global in vivo. Incluímos 31 pacientes pós-menopausadas com câncer de mama. Estas pacientes realizaram suplementação com calcitriol (0,5g/dia, dose indicada para prevenção de osteoporose) por um curto período de tempo (mediana de 32 dias). A amostra tumoral foi coletada por ocasião da biópsia (présuplementação) e da ressecção tumoral (pós-suplementação). Os perfis de expressão gênica de 16 pacientes foram analisados a partir de 100ng de RNA total no gene chip U133 Plus 2.0 Affymetrix. Observamos redução na expressão de Ki-67 após a suplementação. Dentre os genes diferencialmente expressos encontram-se EGR1, FOS, DUSP1, MMP12 e RGS1, os quais foram mais expressos em amostras pós-suplementadas. Genes modulados pela vitamina D estão associados à resposta inflamatória e à membrana. Nossos resultados indicam que a suplementação com vitamina D reduz o índice de proliferação tumoral, sendo a mesma envolvida em vias importantes na regulação da resposta inflamatória / Low 25(OH)2D3 or 1,25(OH)2D3 serum levels may be associated with breast cancer incidence and prognosis. Additionally, the antiproliferative effects of vitamin D are observed in breast cancer cell lines exposed to phamacological doses of calcitriol (1,25(OH)2D3, 100nM). Vitamin D supplementation is indicated for post-menopausal women to prevent osteoporosis and a previous study from our group observed a reduced tumor proliferative index after calcitriol supplementation on post menopausal breast cancer patients. However, there is no study that verifies the effect of vitamin D on gene expression profile in vivo so far. Thirty one post menopausal breast cancer patients were included on our analysis. They were supplemented with calcitriol after tumor biopsy (0.50g/day, indicated dose for osteoporosis prevention) for a short period of time (median 32 days). Tumor samples were collected during biopsy (before supplementation) and breast surgery (after supplementation). Gene expression profile of 16 patients was analyzed using the U133 Plus 2.0 Affymetrix Gene Chips from 100ng of total RNA. After supplementation, a reduced expression of Ki-67 was observed. Among the differentially expressed genes, EGR1, FOS, DUSP1, MMP12 and RGS1 were upregulated after calcitriol supplementation. Differentially expressed genes were involved in inflammatory response or were associated with the membrane. Our results indicate that calcitriol supplementation diminish tumor proliferation index regulating inflammatory pathways .

O estudo investigou a influência do tratamento de 10 semanas com paricalcitol (0,1µg/kg 5x/semana) e calcitriol (0,03µg/kg 5x/semana) em modelo de aterosclerose espontânea utilizando camundongos ApoE -/- sham e uninefrectomizados (UNX). Resultados: a densidade capilar por comprimento no tecido cardíaco foi significativamente mais baixa nos animais UNX Controle quando comparados aos shams, o que não ocorreu nos animais UNX tratados com paricalcitol e calcitriol. Nas aortas, a relação parede/lúmen foi significativamente menor no grupo Sham Controle quando comparada à dos grupos UNX Controle e UNX Calcitriol, sendo que nesses últimos, foram evidenciadas calcificações vasculares acompanhadas por células positivas para Runx-2 (cbfa-1). Além disso, foi evidenciada uma menor expressão de TGFß nas aortas dos animais do grupo UNX Paricalcitol em relação aos grupos UNX Controle e UNX Calcitriol. Conclusões: Ambos os tratamentos preveniram alterações na capilarização cardíaca induzidas pela UNX. O tratamento com calcitriol na dose empregada induziu significativas calcificações vasculares, o que não ocorreu com o paricalcitol. / The study investigated the influence of a 10-week treatment with Paricalcitol (0.1µg/kg, 5x/week) or Calcitriol (0.03µg/kg, 5x/week) on cardiovascular disease in spontaneously atherosclerotic ApoE -/- mice submitted to uninephrectomy (UNX). Results: capillary length density of the heart was significantly lower in UNX Control, but not in UNX Paricalcitol and UNX Calcitriol animals, when compared to shams. In the aortas, a significantly lower wall/lumen ratio was observed in the Sham Control group when compared to UNX Control and UNX Calcitriol groups. In the latter, vascular calcifications accompanied by a significant presence of Runx-2 (cbfa-1) positive cells was observed. TGFß aorta expression was significantly higher in UNX Control and UNX Calciriol groups when compared to UNX Paricalcitol. Conclusions: Both treatments were able to prevent the reduction in heart capillarization induced by the UNX model. Treatment with Calcitriol at the employed dose and duration, though, induced significant vascular calcifications.

Der Hedgehog (Hh)-Signalweg ist an der Entstehung verschiedener Tumorentitäten beteiligt. Es wird vermutet, dass die Signalwegskomponente Patched (Ptch) physiologischerweise als Oxysterolpumpe dient und ein Molekül - vermutlich ein Vitamin D3 Derivat - sezerniert, welches den Hh Signalweg durch Bindung an das Transmembranprotein Smoothened (Smo) hemmt. Durch inaktivierende Ptch Mutationen wird die Sekretion dieses Moleküls vermutlich gestört, was zu einer Aktivierung des Signalwegs führt. Vorarbeiten lassen vermuten, dass es sich bei dem sezernierten Vitamin D3-Derivat um 1α,25(OH)2D3 (Calcitriol) handeln könnte. Da Calcitriol seine antitumorale Wirkung neben der Hemmung der Hh-Signalkaskade auch über die Aktivierung des Vitamin-D-Rezepor (Vdr) -Signalwegs vermitteln kann, sollten in dieser Arbeit mögliche Schnittpunkte der Hh-Signalkaskade, des Vdr-Signalwegs und des Calcitriol Metabolismus untersucht werden. Zunächst ergaben die Untersuchungen, dass Ptch-defiziente Rhabdomyosarkom Zellen, verglichen mit Wildtyp-Ptch Zellen, eine verminderte Calcitriol-Synthese aufweisen, die vermutlich durch eine herabgesetzte Aktivität der 1α Hydroxylase bedingt ist. Die dadurch verminderte Calcitriol Konzentration ist wahrscheinlich die Ursache der gleichzeitig erhöhten Hh Signalwegsaktivität in den Zellen. Dies bestätigten weitere Untersuchungen mit dem 1α Hydroxylaseinhibitor Itraconazol an Ptch-/- Zellen. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass Itraconazol mit Calcitriol hinsichtlich der Hemmung des Hh-Signalwegs kooperiert. Die verstärkte Hemmung ist aber unabhängig von einer Itraconazol-abhängigen Herabsetzung der 24 Hydroxylaseaktivität. Zudem zeigten die Untersuchungen, dass Calcitriol (neben der Aktivierung des Vdr Signalwegs) den Hh-Signalweg in Ptch / Zellen effizienter hemmt als Cyclopamin. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass Calcitriol auch mit Cyclopamin bezüglich der Hemmung der Hh-Signalkaskade kooperiert. Weitere Untersuchungen bekräftigen die Hypothese, dass Calcitriol, ähnlich wie der bekannte Smo-Inhibitor Cyclopamin, an Smoothened (Smo) bindet. Daneben weisen die Untersuchungen darauf hin, dass 1α,25(OH)2D3 den Hh-Signalweg zusätzlich über einen nicht-kanonischen, Suppressor of fused-unabhängigen Weg hemmen könnte. Transfektionsuntersuchungen an Gli-Knock-Out-Zellen zeigten, dass Gli3 möglicherweise die Vdr-Expression und dadurch auch die Calcitriol/Vdr-vermittelte Proliferationshemmung von Calcitriol reguliert. Schließlich konnte im Tiermodell für BCC die antitumorale Wirkung von 100 ng/kg/d Calcitriol gezeigt werden. Die Studie zeigte die effektive Wirkung von Calcitriol, wenn die Substanz ab einem frühen Tumorstadium verabreicht wird. Daneben scheint die Dauer der Behandlung eine entscheidende Rolle für die antiproliferative in vivo Wirkung von Calcitriol zu spielen.

O estudo investigou a influência do tratamento de 10 semanas com paricalcitol (0,1µg/kg 5x/semana) e calcitriol (0,03µg/kg 5x/semana) em modelo de aterosclerose espontânea utilizando camundongos ApoE -/- sham e uninefrectomizados (UNX). Resultados: a densidade capilar por comprimento no tecido cardíaco foi significativamente mais baixa nos animais UNX Controle quando comparados aos shams, o que não ocorreu nos animais UNX tratados com paricalcitol e calcitriol. Nas aortas, a relação parede/lúmen foi significativamente menor no grupo Sham Controle quando comparada à dos grupos UNX Controle e UNX Calcitriol, sendo que nesses últimos, foram evidenciadas calcificações vasculares acompanhadas por células positivas para Runx-2 (cbfa-1). Além disso, foi evidenciada uma menor expressão de TGFß nas aortas dos animais do grupo UNX Paricalcitol em relação aos grupos UNX Controle e UNX Calcitriol. Conclusões: Ambos os tratamentos preveniram alterações na capilarização cardíaca induzidas pela UNX. O tratamento com calcitriol na dose empregada induziu significativas calcificações vasculares, o que não ocorreu com o paricalcitol. / The study investigated the influence of a 10-week treatment with Paricalcitol (0.1µg/kg, 5x/week) or Calcitriol (0.03µg/kg, 5x/week) on cardiovascular disease in spontaneously atherosclerotic ApoE -/- mice submitted to uninephrectomy (UNX). Results: capillary length density of the heart was significantly lower in UNX Control, but not in UNX Paricalcitol and UNX Calcitriol animals, when compared to shams. In the aortas, a significantly lower wall/lumen ratio was observed in the Sham Control group when compared to UNX Control and UNX Calcitriol groups. In the latter, vascular calcifications accompanied by a significant presence of Runx-2 (cbfa-1) positive cells was observed. TGFß aorta expression was significantly higher in UNX Control and UNX Calciriol groups when compared to UNX Paricalcitol. Conclusions: Both treatments were able to prevent the reduction in heart capillarization induced by the UNX model. Treatment with Calcitriol at the employed dose and duration, though, induced significant vascular calcifications.

Baixos níveis séricos de 25(OH)D3 e 1,25(OH)2D3 (calcitriol) podem estar associados à incidência e prognóstico do câncer de mama. Além disso, vários estudos indicam que a vitamina D tenha um efeito antiproliferativo em linhagens celulares de câncer de mama expostas a concentrações supra-fisiológicas de calcitriol (1,25(OH)2D3, 100nM). A suplementação com vitamina D é indicada a mulheres pós-menopausadas para prevenção de osteoporose e observamos previamente que a suplementação de calcitirol a pacientes pós-menopausadas com câncer de mama causa redução do índice proliferativo tumoral. Entretanto, não há estudos até o momento que avaliam o efeito da vitamina D na expressão gênica global in vivo. Incluímos 31 pacientes pós-menopausadas com câncer de mama. Estas pacientes realizaram suplementação com calcitriol (0,5g/dia, dose indicada para prevenção de osteoporose) por um curto período de tempo (mediana de 32 dias). A amostra tumoral foi coletada por ocasião da biópsia (présuplementação) e da ressecção tumoral (pós-suplementação). Os perfis de expressão gênica de 16 pacientes foram analisados a partir de 100ng de RNA total no gene chip U133 Plus 2.0 Affymetrix. Observamos redução na expressão de Ki-67 após a suplementação. Dentre os genes diferencialmente expressos encontram-se EGR1, FOS, DUSP1, MMP12 e RGS1, os quais foram mais expressos em amostras pós-suplementadas. Genes modulados pela vitamina D estão associados à resposta inflamatória e à membrana. Nossos resultados indicam que a suplementação com vitamina D reduz o índice de proliferação tumoral, sendo a mesma envolvida em vias importantes na regulação da resposta inflamatória / Low 25(OH)2D3 or 1,25(OH)2D3 serum levels may be associated with breast cancer incidence and prognosis. Additionally, the antiproliferative effects of vitamin D are observed in breast cancer cell lines exposed to phamacological doses of calcitriol (1,25(OH)2D3, 100nM). Vitamin D supplementation is indicated for post-menopausal women to prevent osteoporosis and a previous study from our group observed a reduced tumor proliferative index after calcitriol supplementation on post menopausal breast cancer patients. However, there is no study that verifies the effect of vitamin D on gene expression profile in vivo so far. Thirty one post menopausal breast cancer patients were included on our analysis. They were supplemented with calcitriol after tumor biopsy (0.50g/day, indicated dose for osteoporosis prevention) for a short period of time (median 32 days). Tumor samples were collected during biopsy (before supplementation) and breast surgery (after supplementation). Gene expression profile of 16 patients was analyzed using the U133 Plus 2.0 Affymetrix Gene Chips from 100ng of total RNA. After supplementation, a reduced expression of Ki-67 was observed. Among the differentially expressed genes, EGR1, FOS, DUSP1, MMP12 and RGS1 were upregulated after calcitriol supplementation. Differentially expressed genes were involved in inflammatory response or were associated with the membrane. Our results indicate that calcitriol supplementation diminish tumor proliferation index regulating inflammatory pathways .

1,25(OH)2D3 em concentrações elevadas (10-100nM) exerce efeito antiproliferativo e altera o perfil de expressão gênica de linhagens de câncer de mama. Entretanto, o estudo de linhagens não considera as interações epitéliomesênquima, as quais regulam o desenvolvimento do tumor. Além disso, elevadas concentrações de 1,25(OH)2D3 induzem hipercalcemia in vivo. Nossa proposta foi avaliar as ações de uma dose relativamente baixa de 1,25(OH)2D3, concentração que pode ser alcançada in vivo (0,5nM), e uma concentração farmacológica (100nM) em cultura organotípica de câncer de mama, modelo próximo ao fisiológico que simula as condições in vivo, no perfil de expressão gênica.Para isto, avaliamos a integridade da via pela indução do gene alvo CYP24A1. Inicialmente foram avaliadas amostras de 5 pacientes. Biópsias de câncer de mama foram seccionadas, cultivadas e tratadas por 24h com 1,25(OH)2D3 0.5nM ou 100nM. A cultura organotípica manteve-se viável com preservação das características teciduais e índice de proliferação. O perfil de expressão gênica foi determinado pela análise do chip de microarray (U133 Plus 2.0, Affymetrix). Foram regulados 394 genes (Repeated Measures ANOVA, p<0.05, variação de expressão ³ 1,5) incluindo genes envolvidos em resposta imune e metabolismo celular primário. Foram selecionados 7 genes vitamina D induzidos (cuja variação de expressão foi ³ 2 e concordância no sentido da regulação). Análises complementares foram realizadas em um segundo grupo de pacientes (n=16) cujas amostras foram processadas da mesma maneira por qPCR. Estes genes eram: CD14, IL33, BMP6; DPP4, CA2, SHE e IL1RL1. Observou-se indução da expressão de CA2, DPP4 e CD14 mediante tratamento com 1,25(OH)2D3 100nM e CA2, também pela concentração 0,5nM. Além disso, avaliamos a expressão de genes candidatos num modelo in vitro de transformação mamária composto por células HME, HMELT, HMELT+Ras e também a linhagem MCF7, sob as mesmas condições de tratamento (por qPCR, western blotting, microscopia confocal e ELISA). Todos genes candidatos foram regulados positivamente pela vitamina D no modelo de progressão após o tratamento (RT-qPCR). Dentre eles, CD14, IL1RL1 e SHE também foram induzidos em células MCF7. A fração solúvel de CD14 mostrouse significativamente aumentada, assim como houve indução da proteína CA2 nas linhagens HME and HMELT tratadas com a VD. Concluindo, temos que a via de sinalização da vitamina D é funcional em secção de tecido tumoral cultivadas ex vivo, modelo que preserva as interações epitélio-estroma e simula as condições in vivo. Dentre os diversos genes modulados pela 1,25(OH)2D3, encontram-se CYP24A1, CA2, DPP4 e CD14, os quais podem representar biomarcadores da ação deste hormônio no câncer de mama. / High 1,25(OH)2D3 (VD) concentrations (10-100nM) exerts antiproliferative effects and modifies gene expression profile in breast cancer (BC) cell lines. However, studies conducted in cell lines disconsider stromal-epithelium interactions, which are known to regulate breast cancer development. Besides, high VD concentrations may cause hypercalcemia in vivo. Our aim was to evaluate the effects of a relatively low (0,5nM) concentrations of 1,25(OH)2D3 which can be attained in vivo, and pharmacological concentrations (100nM) in an organ culture model, a physiological model which mimics in vivo conditions, by means of differential gene expression profile. Vitamin D pathway integrity was evaluated by the expression of the target gene, CYP24A1. Freshly excised human BC tumor samples were sliced and cultivated in complete culture media containing vehicle, 0.5nM or 100nM 1,25(OH)2D3 for 24 hours. Organotypic culture remained viable with preserved tissue architecture and proliferation index for at least 24 hours. Affymetrix (U133 Plus 2.0) gene expression profiles obtained in five separate tissue samples for each treatment revealed 394 regulated genes (Repeated Measures ANOVA, p<0.05, fold induction ³ 1,5). Biological functions over-represented included immune response and primary cellular metabolism. Expression of seven candidate genes (CD14, IL33, BMP6; DPP4, CA2, SHE and IL1RL1; fold induction ³ 2) was further evaluated in a large number of samples (n=16) using qPCR. Among them, CA2, DPP4 and CD14 were induced by 1,25(OH)2D3 100nM. CA2 was also induced after 1,25(OH)2D3 0.5nM treatment. Expression of candidate genes was also assessed in a model of mammary epithelial cell transformation HME, HMELT, HMELT+Ras and also MCF7 cells treated with VD by qPCR, western blotting, confocal microscopy and ELISA assays. The seven genes were confirmed upregulated by VD (RT-qPCR analysis) in the cell transformation model. Among them, CD14, IL1RL1 and SHE were also modulated in MCF7 cells. A significant increase in soluble CD14 and induction of CA2 protein levels was also detected in HME and HMELT VD treated cells. In conclusion, VD signaling pathway is functional in BC slices cultured ex vivo, a model which preserves stromalepithelial interactions and mimics in vivo conditions. Several genes regulated by 1,25(OH)2D3 were identified in this model and CYP24A1, CA2, DPP4 and CD14 may represent biomarkers of vitamin D action in human breast cancer.

A doença cardiovascular (DCV) é a principal causa de mortalidade e morbidade em pacientes portadores de diabetes mellitus tipo 2 (DM 2), estando associada com mais de 80% das mortes nesses pacientes. Portadores de DM 2 têm um risco três vezes maior em relação à indivíduos não diabéticos de desenvolver aterosclerose e suas complicações clínicas como infarto agudo do miocárdio (IAM), acidente vascular cerebral (AVC) e doença vascular periférica. O sistema endócrino da vitamina D regula a diferenciação e a proliferação de vários tipos celulares, além de possuir propriedades antiinflamatórias e antiangiogênicas. Assim, a vitamina D poderia ter um papel protetor contra as doenças degenerativas crônicas como a DCV. Estudos epidemiológicos sugerem que a deficiência de vitamina D está associada com doença arterial coronariana (DAC). As ações da 1,25(OH)2D3 são mediadas pela sua ligação ao seu receptor nuclear (VDR). O objetivo do presente estudo foi investigar as associações de polimorfismos de um único nucleotídeo (SNPs) no gene VDR com DAC em duas coortes de pacientes portadores de DM 2. Um total de 3.137 pacientes provenientes do estudo prospectivo DIABHYCAR (14,8% de incidência de DAC no seguimento) foi estudado. Uma outra coorte (NECKER - COCHIN) independente composta de 713 indivíduos portadores de DM 2 (32,3% dos quais tinham DAC) também foi avaliada. Três SNPs no gene VDR foram genotipados: rs1544410 (BsmI), rs7975232 (ApaI) e rs731236 (TaqI). Uma associação do alelo A de BsmI com casos incidentes de DAC (Hazard Ratio = 1,16; IC 95% = 1,05-1,29; p = 0,002) foi observada, assim como associações do alelo A de BsmI (p = 0,01) e do alelo C de TaqI (p = 0,04) com casos de DAC no início do estudo. O haplótipo AAC (BsmI / ApaI / TaqI) foi significantemente associado com aumento da prevalência de DAC no final do estudo, em comparação com o haplótipo GCT (Odds Ratio = 1,12; IC 95% = 1,02-1,28; p = 0,04). Associações do alelo A de ApaI (p = 0,009) e do alelo C de TaqI (p = 0,05) com DAC foram observadas no estudo transversal da coorte Necker - Cochin. Os resultados obtidos com os haplótipos também foram replicados nessa coorte (Odds Ratio = 1,33; IC 95% = 1,03-1,73; p = 0,03). Em conclusão, o haplótipo composto pelo alelo raro de BsmI, pelo alelo frequente de ApaI e pelo alelo raro de TaqI (AAC) foi associado a um maior risco de DAC em pacientes portadores de DM 2. Este efeito foi independente dos efeitos de outros fatores de risco cardiovasculares / Cardiovascular (CVD) disease is the leading cause of mortality and morbidity in patients with type 2 diabetes being associated with up to 80% of the deaths in these patients. Diabetic patients have a 3-fold higher risk than non diabetic individuals for developing atherosclerosis and its clinical complications such as myocardial infarction, stroke, and peripheral vascular disease. The vitamin D endocrine system regulates the differentiation and replication of several cell types and has antiangiogenic and antiinflammatory properties. Thus, it could have a protective role against chronic degenerative disorders such as CVD. Epidemiological studies suggested that vitamin D deficiency is associated with coronary heart disease. Actions of vitamin D are mediated by the binding of 1,25-(OH)2D3 to a specific cytosolic/nuclear vitamin D receptor (VDR). The present study investigated associations of VDR gene variants with coronary artery disease (CAD) in two cohorts of type 2 diabetic subjects. A total of 3,137 subjects participating in the 6-year prospective DIABHYCAR study (14.8% of CAD incidence at follow-up) were evaluated. An independent, hospital-based cohort (NECKER-COCHIN) of 713 diabetic subjects, 32.3% of whom had CAD, was also studied. Three single nucleotide polymorphisms (SNPs) in the VDR gene were genotyped: rs1544410 (BsmI), rs7975232 (ApaI) and rs731236 (TaqI). In the DIABHYCAR cohort, an association of the A-allele of BsmI with incident cases of CAD was found (Hazard Risk = 1.16; 95% C.I = 1.05-1.29; p = 0.002). Associations were also observed for the A- allele of BsmI (p=0.01) and C-allele of TaqI (p = 0.04) polymorphic variants with baseline cases of CAD. The AAC haplotype (BsmI/ApaI/TaqI) was significantly associated with increased CAD prevalence at the end of the study as compared with the GCT haplotype (Odds Ratio = 1.12; 95% C.I. = 1.02-1.28; p = 0.04). Associations of ApaI (p = 0.009) and TaqI (p = 0.05) alleles with CAD were observed in a cross-sectional study of the NECKER-COCHIN cohort. The haplotype results were also replicated (Odds ratio = 1.33; 95% C.I. = 1.03 - 1.73; p = 0.03). In conclusion, the haplotype composed by the minor allele of BsmI, the major allele of ApaI and the minor allele of TaqI (AAC) was associated with increased risk of CAD in type 2 diabetic patients. This effect was independent from effects of other known cardiovascular risk factors