As neoplasias mamárias apresentam um grande desafio tanto para a medicina humana, quanto para a medicina veterinária. Esses tumores apresentam ampla heterogeneidade intertumoral e intratumoral, dificultando assim a busca por tratamentos eficazes. Recentemente, pesquisadores tem voltado sua atenção para uma população de células que apresentam características muito semelhantes as células-tronco. São as chamadas células iniciadoras de tumores (CITs). Estas são descritas como as principais responsáveis por falhas nas quimioterapias e no surgimento de recidivas tumorais, devido ao seu potencial tumorigênico, de auto-renovação e de resistência a drogas antineoplásicas. Entretanto, o estudo dessas células é limitado pelas dificuldades no isolamento e na caracterização pós-enriquecimento dessas células, devido à perda do fenótipo em modelos in vitro. Sendo assim, vários estudos estão buscando maneiras alternativas de enriquecer essa população. Uma das maneiras mais utilizadas, baseia-se na indução do processo de transição epitélio-mesenquimal, através da superexpressão de fatores de transcrição como SNAI1, SLUG, ZEB1 e ZEB2. Sendo assim, nós objetivamos expressar de maneira exógena os fatores de transcrição SLUG e ZEB1 em células oriundas de carcinomas mamários caninos, caracterizar seus efeitos nessas células e observar se esses fatores de transcrição seriam capazes de induzir o fenótipo de CIT. Primeiramente, quatro amostras de carcinomas mamários caninos foram analisados quanto sua morfologia e os níveis de expressão gênica de quatro fatores de transcrição associados a transição epitélio-mesenquimal: SLUG, STAT3, ZEB1 e ZEB2. Após, nós selecionamos duas dessas amostras (CC-20E e CL-28E), que apresentavam morfologia típica de células epiteliais e baixa expressão dos fatores de transcrição citados acima e expressamos de maneira exógena e de forma estável os fatores de transcrição SLUG e ZEB1, através do processo de transdução lentiviral. Entretanto, apenas a transdução com os plasmídeos contendo a região codificante de SLUG foi eficiente. Sendo assim, nós avaliamos os efeitos da expressão exógena de SLUG nas células CC-20E e CL-28E, quanto a alteração de morfologia e expressão de filamentos intermediários como citoqueratina, vimentina e actina. Além disso, nós avaliamos se a expressão exógena de SLUG poderia regular a expressão de outros genes associados a EMT, além de genes supressores de tumores, alvos de SLUG. Por fim, nós avaliamos se a expressão exógena de SLUG poderia induzir ao fenótipo de CITs, verificando se havia alteração na sensibilidade das células aos quimioterápicos doxorrubicina e paclitaxel, além de avaliar o potencial tumorigênico e de auto-renovação dessas células em cultivos de baixa aderência. A expressão exógena de SLUG nas células CC-20E e CL-28E, não induziu a alterações na morfologia epitelial das células. Entretanto, as células alteraram sua disposição em monocamada no cultivo, formando tipos de túbulos semidiferenciados, característicos do processo de EMT híbrido ou parcial. Além, disso, houve um equilíbrio entre a expressão dos filamentos intermediários de citoqueratina e vimentina nas células, além do aumento na expressão dos genes CDH1 (E-caderina) e CDH2 (N-caderina), resultado que sustentou a indução de EMT parcial. O processo de EMT parcial induziu maior resistência ao quimioterápico paclitaxel, além de potencializar a tumorigenecidade e a capacidade de auto-renovação das células em cultivos de baixa aderência. Sendo assim, no presente estudo, nós obtivemos um cultivo com características que mimetizam as CITs, demonstrando que os processos que induzem esse fenótipo são semelhantes tanto na espécie canina, quanto em humanos, sustentando a hipótese de que neoplasias mamárias caninas podem servir como modelo para o estudo das CITs e, consequentemente, do desenvolvimento neoplásico de tumores sólidos. / Mammary neoplasms present a major challenge for both human and veterinary medicine, due to intertumoral and intratumoral heterogeneity, hindering the search for effective treatments. Recently, researchers has highlighted a population of cells with features very similar to stem cells. Known as Tumor-Initiating Cells (TICs), they are described as the main responsible for chemotherapy failures and tumor recurrence, due to their tumorigenic potential, self-renewal ability and drug resistance. The study of TICs is limited mainly by their difficult isolation owing to specific markers absence, and furthermore, cells lose their phenotype when placed in vitro. Therefore, several studies are seeking for alternatives to enrich this population in regular cultures. One way is based on the epithelial-mesenchymal transition induction through of transcription factors overexpression, such as SNAI1, SLUG, ZEB1 e ZEB2. So, the aim of this study was to overexpresse the SLUG and ZEB1 transcription factors in a cell culture derived from canine mammary carcinomas, evaluate its effects and observe whether these transcription factors would be capable of inducing the TIC phenotype. First, four canine mammary carcinomas cell cultures were analyzed for their morphology and gene expression levels of four transcription factors associated with epithelial-mesenchymal transition: SLUG, STAT3, and ZEB1 ZEB2. After, we selected two samples (CC-20E and CL-28E) with typical morphology of epithelial cells and low expression of the transcription factors mentioned above. We then overexpress, stably, the transcription factors SLUG and ZEB1 by lentiviral transduction, However, only SLUG transduction was efficient. Then, we evaluated the effects of SLUG overexpression in CC-20E and CL-28E cells as the change of morphology, expression of intermediate filaments as cytokeratin, vimentin and actin. In addition, we evaluated whether SLUG overexpression could regulate the expression of other EMT-associated genes as well as tumor suppressor genes, and assessed evaluated the tumorigenic potential and self-renewal of these cells in low adherence cultures. Finally, we assessed whether SLUG overexpression could induce drug resistance through doxorubicin and paclitaxel sensivity assay. The SLUG overexpression did not induce modification in epithelial cell morphology, however, cells changed their arrangement in monolayer culture, inducing the semidifferentiated tubules, typical of hybrid or partial EMT process. In, addition, there was a balanced expression between cytokeratin and vimentin, possibly explained by an increase in CDH1 expression (E-cadherin) and CDH2 (N-cadherin) typical of partial EMT. Furthermore, the partial EMT generated cells presenting paclitaxel resistance, and enhanced the tumorigenic potential and self-renewal capacity of the cells on low adherent plates. Thus, in this study, we obtained a cell culture exhibiting features that mimics the TICs, demonstrating the mechanisms which regulate this phenotype are similar in dogs and humans, supporting the hypothesis that canine mammary carcinomas are a great model for the study of TICs and solid tumors development.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Made available in DSpace on 2016-01-26T12:51:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 marinagobbemoschetta_dissert.pdf: 2656918 bytes, checksum: d63acce15a1feb7170b4c9270fd920d9 (MD5) Previous issue date: 2013-09-16 / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de São Paulo / Introduction: Mammary tumors are the most common type of tumor in dogs, with approximately half of these tumors are malignant. Hypoxia, characterized by oxygen levels below normal, is a known adverse factor to cancer treatment. The transcription factor HIF-1&#945; is the central regulator of pathophysiological response of mammalian cells to low oxygen levels, able to activate transcription of the vascular endothelial growth factor (VEGF), which in turn promotes angiogenesis through its ability to stimulate growth, migration and invasion of endothelial cells, contributing to tumor growth. Objectives: To evaluate the serum concentration and the gene expression of VEGF and HIF-1&#945; linking them with clinicopathological parameters and survival of dogs with mammary tumors in order to infer the possible prognostic value of these factors. Material and Methods: We collected tumor fragments of 30 bitches with mammary tumors to verify protein expression of VEGF and HIF-1&#945; by immunohistochemistry and gene expression by RT-PCR. To determine the serum concentration of VEGF and HIF-1&#945; by ELISA (Enzyme-linked immunosorbent), serum was collected from 50 bitches control (healthy) and 30 bitches with mammary neoplasia (study group). The results were statistically related to clinicopathological features. Results: The comparison between immunohistochemical staining of the two proteins analyzed showed increased intensity of immunostaining of VEGF (p=0.03). By ELISA, we observed relationship between high serum levels of VEGF and abundant vascularization (p=0.02), metastasis (p=0.003), death rate (p=0.007) and low survival (p<0.0001). In addition, increased serum levels of VEGF in the study group compared to the control group (p=0.03). In contrast, the percentage of serum HIF-1&#945; bitches with mammary neoplasia was 20% lower than the control group of female dogs (p=0.0006). However, bitches with a history of recurrent tumor showed a 15% increase in the percentage of serum HIF-1&#945; (p=0.03). Regarding gene expression, there was a relationship between increased gene expression of VEGFA and tumor abundant vascularization (p=0.02), bitches with a history of recurrence (p=0.01) and death (p=0.02). Moreover, we observed a statistically significant increase in gene expression of HIF-1A with moderate vascularization (p=0.01) and bitches that remained alive during the follow-up period (p=0.003). Conclusions: Our results demonstrate a correlation between VEGF and features of poor prognosis, suggesting that this factor plays an important role in tumor progression and can be used as a potential prognostic marker in clinical practice and is useful in predicting tumor progression in dogs with mammary neoplasia. / Introdução: As neoplasias mamárias são o tipo mais comum de tumor na espécie canina, sendo aproximadamente metade desses tumores de caráter maligno. A hipóxia, caraterizada por níveis de oxigênio abaixo do normal, é um conhecido fator adverso ao tratamento do câncer. O fator de transcrição HIF -1&#945; é o regulador central da resposta fisiopatológica das células de mamíferos para baixos níveis de oxigênio, capaz de ativar a transcrição do fator de crescimento endotelial vascular (VEGF), que por sua vez, promove a angiogênese através da sua capacidade de estimular o crescimento, migração e invasão de células endoteliais, contribuindo para o crescimento tumoral. Objetivos: Avaliar a concentração sérica e a expressão gênica do VEGF e do HIF-1&#945; relacionando-os com os parâmetros clínico-patológicos e a sobrevida de cadelas com neoplasia mamária a fim de inferir o possível valor prognóstico desses fatores. Material e Métodos: Foram coletados fragmentos tumorais de 30 cadelas com neoplasia mamária para verificar a expressão protéica do VEGF e do HIF-1&#945; por imuno-histoquímica e a expressão gênica por PCR em Tempo Real. Para determinar a concentração sérica do VEGF e do HIF-1&#945; pelo método de ELISA (Enzyme-linked immunosorbent), foram coletados soro sanguíneo de 50 cadelas controle (saudáveis) e 30 cadelas com neoplasia mamária (grupo de estudo). Os resultados encontrados foram estatisticamente relacionados às características clínico-patológicas. Resultados: A comparação entre a marcação imuno-histoquímica das duas proteínas analisadas demonstrou aumento da intensidade da imunomarcação do VEGF (p=0,03). Por meio da técnica de ELISA, foi possível observar relação entre altos níveis séricos de VEGF com vascularização abundante (p=0,02), metástase (p=0,003), óbito (p=0,007) e baixa taxa de sobrevida (p<0,0001). Além disso, houve aumento dos níveis séricos de VEGF no grupo de estudo quando comparados ao grupo controle (p=0,03). Ao contrário, o percentual sérico de HIF-1&#945; das cadelas com neoplasia mamária foi 20% menor do que das cadelas do grupo controle (p=0,0006). No entanto, cadelas com histórico de recidiva tumoral demonstraram aumento de 15% no percentual sérico de HIF-1&#945; (p=0,03). Quanto à expressão gênica, houve relação entre o aumento da expressão gênica do VEGFA e tumores com vascularização abundante (p=0,02), cadelas com histórico de recidiva tumoral (p=0,01) e óbito (p=0,02). Por outro lado, foi observado aumento estatisticamente significante da expressão gênica do HIF-1A com vascularização moderada (p=0,01) e cadelas que continuaram vivas durante o período de acompanhamento (p=0,003). Conclusões: Nossos resultados demostram correlação entre o VEGF e as características de pior prognóstico, sugerindo que este fator desempenha um importante papel na progressão tumoral, podendo ser utilizado como um potencial marcador prognóstico na rotina clínica, sendo útil na predição da progressão tumoral em cadelas com neoplasia mamária.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal