Como otros tumores sólidos, el sarcoma de Ewing (SE) requiere de un aporte vascular adecuado que permita nutrir y oxigenar a las células tumorales. En el SE, la vascularización tumoral se encuentra caracterizada principalmente por los procesos de vasculogenesis, mimetismo vascular y angiogénesis. Considerando la participación de CAV1 en el aporte vascular, nos planteamos demostrar que CAV1 juega un papel importante en el desarrollo vascular de la enfermedad. Estableciendo tres nuevos modelos de baja expresión de CAV1 en células se SE (RDES, SKES1 y TC71), fue posible observar la reducción en el desarrollo tumoral en xenoinjertos, y a su vez esta reducción fue relacionada con la disminución en la densidad micro-vascular. Este trabajo demuestra el efecto directo del silenciamiento de CAV1 sobre el proceso angiogénico en el SE, regulando la respuesta de la célula endotelial ante las señales producidas por la célula tumoral. Nuestros resultados mostraron que las células endoteliales presentan mayor migración ante el estímulo de las señales producidas por la célula tumoral. Mediante el análisis de expresión de diferentes factores utilizando RT-PCR, fue posible determinar que la expresión de bFGF era afectada en los modelos analizados como efecto del silenciamiento de CAV1. Para determinar el mecanismo molecular a través del cual CAV1 regula la angiogénesis en el sarcoma de Ewing, partimos del análisis de expresión de 3 miembros de la familia Eph descritos como pieza clave en el desarrollo vascular. La expresión del receptor EphA2 en los modelos de baja expresión de CAV1 mostró una disminución en los clones, donde el silenciamiento de CAV1 conlleva la redistribución y reducción EphA2. Los análisis mostraron además una interacción entre ambas proteínas. Establecida la relación EphA2/CAV1, analizamos el efecto de la estimulación de EphA2 a partir de EfnA1 y confirmamos que las células con baja expresión de CAV1 presentaban una respuesta menor. La estimulación resultó en el incremento de la fosforilación de AKT, sugiriendo que los efectos podrían depender de la actividad quinasa del receptor. Para respaldar esto, las células RDES y TC71 fueron transfectadas con un dominante negativo de EphA2 que no modificaba la expresión de CAV1 (EphA2-Kd). Los modelos EphA2-Kd reprodujeron los resultados observados en los modelos de baja expresión de CAV1. La estimulación del modelo TC71-EphA2-Kd con la proteína recombinante EfnA1, mostró tanto la activación de AKT como la sobreexpresión de bFGF, reproduciendo en cierta medida lo observado por el silenciamiento de CAV1 y destacando la importancia de la actividad dependiente de quinasa de EphA2 en el proceso angiogénico de la enfermedad. Considerando que CAV1 es necesario para el correcto funcionamiento de las rutas de señalización controladas por EphA2 en el SE, decidimos determinar la implicación de CAV1 y EphA2 en el mimetismo vascular de la enfermedad. Se decidió analizar el papel independiente de quinasa del receptor EphA2 como una posible pieza clave en el proceso de mimetismo vascular en el SE. Nuestros resultados mostraron que el silenciamiento de CAV1 reduce el desarrollo de vasos miméticos in vivo e impide la formación tubular in vitro. Además, el efecto de bloquear la actividad quinasadependiente del receptor EphA2 mostró que la actividad quinasa del receptor no afecta al proceso de mimetismo vascular en esta entidad tumoral. Para confirmar la participación de EphA2 en el proceso de formación de vasos miméticos, se transfectó un mutante que carece de toda la región citoplasmática del receptor EphA2 (ΔCyto), eliminando así sus funciones dependientes e independientes de quinasa. Los resultados mostraron que el bloqueo total del receptor tenía un efecto negativo en la formación de estructuras tubulares. Estos resultados confirman la importancia de la actividad prooncogénica del receptor EphA2 en el sarcoma de Ewing. / We established low CAV1 expressing models by knocking down CAV1 in TC71, RDES and SKES1 Ewing sarcoma (ES) cells by stably transfecting a previously validated shRNA construct. In vivo studies showed a decrease in tumor volume from the CAV1 knocked-down clones when compared with controls. This correlated with a reduction in microvascular density (MVD) and higher levels of necrosis. Conditioned media from CAV1 knocked-down cells showed reduced capability to promote migration of endothelial cells with no changes in proliferation. Different pro-angiogenic factors were analyzed by RT-PCR in the models and, downregulation of bFGF was observed in all four. Results suggested that CAV1 was indirectly affecting bFGF expression. EphA2 expression was observed in ES cell lines and tumor samples. CAV1 knocked-down cells showed a reduction in EphA2 phosphorylation as well as a displacement from the membrane to the cytoplasm. Furthermore, we showed that the CAV1/EphA2 interaction was necessary for Eph-mediated signaling. To further support these results, RDES and TC71 cells were stably transfected with a dominant negative of EphA2 that did not alter the expression of CAV1 (EphAh2-kd). EphA2-Kd models were able to replicate the effects observed in the CAV1 knocked-down models, where the stimulation of the TC71-EphA2-Kd model with the recombinant protein EfnA1, showed both the activation of AKT and the overexpression of bFGF. These results replicate the effect of silencing CAV1 and highlighted the importance of the kinase-dependent activity of EphA2 in the angiogenic process in ES. We decided to analyze the kinaseindependent role of EphA2 as a possible key in the process of vascular mimicry in ES. Our results showed that the silencing of CAV1 reduces the development of mimetic vessels in vivo and prevents the tubular formation in vitro. In addition, our results showed that the kinase-dependent activity of the receptor does not affect the process of vascular mimicry in ES. Moreover, we stably transfected a mutant that lacks all the cytoplasmic region of EphA2, blocking its kinase-dependent and –independent activities. Results showed a negative effect on the formation of tubular structures. These results confirm the importance of the pro-oncogenic activity of EphA2 in ES.

Las membranas celulares contienen un canal de Cl- (Maxi-Cl-) que es modulado por estrógenos y antiestrógenos. El trabajo experimental de mi tesis doctoral ha consistido en el estudio de la modulación de este canal y su identidad molecular. El resultado de mi trabajo ha demostrado que la base molecular del canal Maxi-Cl- es una isoforma de la proteína mitocondrial VDAC y que la activación del canal por los antiestrógenos y su inhibición por los estrógenos implica procesos de defosforilación y fosforilación, respectivamente. / Cellular membranes contain a Maxi-Cl- channel that is modulated by oestrogen and antioestrogens. The experimental work of my PhD Thesis has focussed in the study of the molecular identity of the Maxi-Cl- channel and its regulation. My results demonstrated that an isoform of the mitochondrial protein VDAC is the molecular correlate of the Maxi-Cl- channel and that the activation of the channel by antioestrogens and its inhibition by oestrogen requires a dephosphorylation and phosphorylation process, respectively.

O câncer de próstata é a segunda causa de morte entre homens no Brasil. É tipo um câncer de crescimento lento, podendo levar anos para o tumor atingir 1 cm3, porém, em alguns casos ele pode se espalhar pelo corpo, sendo o osso o principal sítio de metástase. No estágio de desenvolvimento do câncer conhecido como metástase, o principal tratamento consiste em terapia de restrição andrógena, levando as células prostáticas a pararem de proliferar, uma vez que elas crescem em resposta a presença de hormônios andrógenos, como a diidrotestosterona e testosterona. Porém, em alguns casos, as células proliferam mesmo na ausência de andrógenos e isto se deve a diversos fatores que, em geral, estão associados a mutações no receptor andrógeno e/ou alterações no metabolismo andrógeno. Quando isto acontece, os tratamentos disponíveis são menos efetivos e costumam falhar. Porém, estudos sugerem que o γ-orizanol, um fitoesterol extraído do óleo do farelo do arroz; e extratos amplamente utilizados na medicina popular, como o extrato hidroalcólico de Thuya occidentalis, poderiam atuar inibindo o desenvolvimento e progressão do câncer de próstata. Neste estudo, com o uso de abordagens bioquímicas e de biologia molecular, foi demonstrado que o tratamento com γ-orizanol diminui a viabilidade e biomassa celular em cultura, associado ao aumento da morte celular por apoptose e/ou necrose, em linhagens celulares responsivas (LNCaP) e não-responsivas a andrógenos (PC3 e DU145), além de aumentar a pERK1/2 em células LNCaP e DU145. O γ-orizanol também foi capaz de bloquear o ciclo celular em G2/M nas células PC3 e LNCaP e em G0/G1 nas células DU145. Estes efeitos foram ainda acompanhados por uma redução da expressão do gene e proteína caveolina-1- uma importante molécula envolvida no aumento da agressividade do câncer de próstata, e também, na progressão da doença para o fenótipo andrógeno resistente - nas células não-responsivas a andrógenos, e do gene PCGEM1 - gene específico da próstata regulado por andrógeno - nas células LNCaP e DU145. Ainda, γ-orizanol também mostrou capacidade de regular vários miRNAs - pequenas moléculas de RNA não codificantes de proteínas - envolvidos no controle de funções associadas ao desenvolvimento, progressão e invasão no câncer de próstata, como o miR16-1, miR19b-2, miR24b-1, miR24b-2, miR99a, miR133a-5p, miR182-5p, miR198 e miR222. O extrato hidroalcólico de Thuya occidentalis reduziu a viabilidade e biomassa celular nas linhagens responsiva (LNCaP) e não-responsivas (DU145 e PC3) a andrógenos, além de induzir parada do ciclo celular na fase G0/G1 nas células DU145 e aumentar a morte celular por apoptose e/ou necrose em todas as linhagens. Da mesma forma que o γ-orizanol, este extrato reduziu a expressão da caveolina-1 nas linhagens não-responsivas a andrógenos. Trabalhos anteriores mostram que o monoterpeno α-tujona é o principal composto ativo do extrato de Thuya occidentalis. Por cromatografia gasosa acoplada a detector de massas foi mostrada a existência de 0,0016 μg de α-tujona na dose de extrato usada neste estudo. No entanto, o tratamento com 0,0016μg de α-tujona foi efetivo somente sobre linhagem LNCaP, não tendo efeito sobre as outras linhagens estudadas, reforçando a hipótese da diferença de sensibilidade entre as linhagens responsivas e não responsivas a andrógeno e mostrando a contribuição de outros componentes do extrato nos efeitos observados neste estudo. Concluindo, estes resultados demonstram que tanto γ-orizanol como o extrato de Thuya occidentalis podem vir a ser agentes terapêuticos promissores no tratamento de câncer de próstata, não só por inibirem o crescimento celular, mas também e principalmente pela possibilidade de induzirem a recuperação da sensibilidade a andrógenos, aumentando as possibilidades de tratamento da doença. / Prostate cancer is the second cause of death among men in Brazil. It is a slowgrowing cancer and it may take years for tumor to reach 1 cm3, but in some cases it can spread throughout the body and the bone is the main site of metastasis. At this cancer stage known as metastasis, the principal treatment involves antiandrogen therapy, leading to prostate cells stop proliferating, because they grow in response to presence of androgens such as testosterone and dihydrotestosterone. However, in some cases, the cells can proliferate even in the absence of androgens and this fact occurs due to many factors and they are generally associated with mutations in the androgen receptor and/or alterations in androgen metabolism. In this stage, the treatments available are less effective and usually fail. However, studies suggest that γ-oryzanol, a phytosterol extracted of rice bran oil; and extracts widely used in folk medicine, as Thuya occidentalis hidroalcolic extract, could act inhibiting the development and progression of prostate cancer. In this study, using molecular biology and biochemical approaches we showed that γ- oryzanol treatment was able to decrease cell viability and biomass in culture, and this fact was linked to increased cell death by apoptosis and/or necrosis in androgen responsive (LNCaP) and unresponsive (DU145 and PC3) prostate cancer cell lines, besides increasing pERK1/2 in LNCaP and DU145 cells. γ- oryzanol was also able to cause cell cycle arrest at G2/M phase in LNCaP and PC3 cells and at G0/G1 phase in DU145 cells. These effects were also accompanied by a reduction in caveolin-1 gene and protein expression - an important molecule related to high aggressiveness in prostate cancer and also in the progression of the disease to androgen resistant phenotype - in androgen unresponsive cells, and also PCGEM1 gene - a prostate specific gene regulated by androgens - in LNCaP and DU145 cells. γ-oryzanol also showed ability to regulate several miRNAs - small non-coding RNA molecules - involved in the control of many functions associated with the development, progression and invasion of prostate cancer, such as miR16-1, miR19b-2, miR24b-1, miR24b-2, miR99a, miR133a-5p, miR182-5p, miR198 and miR222. Thuya occidentalis hidroalcolic extract also reduce cell viability and biomass in androgen responsive (LNCaP) and unresponsive (DU145 and PC3) cells, in addition to inducing cell cycle arrest at G0/G1 phase in DU145 cells and to increase apoptosis and/or necrosis cell death in all cell lines. The same way that γ-oryzanol, this extract reduced the caveolin-1 expression in androgen unresponsive prostate cancer cells. Prior studies showed that the monoterpene α-thujone is the main active compound in the T. occidentalis extract. By gas chromatography coupled to mass detector it was showed the existence of 0.0016 μg of α-thujone in extract dose used in this study. However, the treatment with 0.0016 μg of α-thujone was effective only on LNCaP cell line, having no effect on the other studied lines, supporting the hypothesis of difference in sensitivity between responsive and unresponsive cell lines and showing the contribution of other components in the effects caused by the extract, observed it this study. In conclusion, these results demonstrate that both γ-oryzanol as T. occidentalis extract may become promising therapeutic agents in treatment of prostate cancer, not only inhibit cell growth but also and manly by the possibility of inducing the recovery of androgen sensitivity, increasing the treatment chances of treatment this disease.

O câncer de próstata é a segunda causa de morte entre homens no Brasil. É tipo um câncer de crescimento lento, podendo levar anos para o tumor atingir 1 cm3, porém, em alguns casos ele pode se espalhar pelo corpo, sendo o osso o principal sítio de metástase. No estágio de desenvolvimento do câncer conhecido como metástase, o principal tratamento consiste em terapia de restrição andrógena, levando as células prostáticas a pararem de proliferar, uma vez que elas crescem em resposta a presença de hormônios andrógenos, como a diidrotestosterona e testosterona. Porém, em alguns casos, as células proliferam mesmo na ausência de andrógenos e isto se deve a diversos fatores que, em geral, estão associados a mutações no receptor andrógeno e/ou alterações no metabolismo andrógeno. Quando isto acontece, os tratamentos disponíveis são menos efetivos e costumam falhar. Porém, estudos sugerem que o γ-orizanol, um fitoesterol extraído do óleo do farelo do arroz; e extratos amplamente utilizados na medicina popular, como o extrato hidroalcólico de Thuya occidentalis, poderiam atuar inibindo o desenvolvimento e progressão do câncer de próstata. Neste estudo, com o uso de abordagens bioquímicas e de biologia molecular, foi demonstrado que o tratamento com γ-orizanol diminui a viabilidade e biomassa celular em cultura, associado ao aumento da morte celular por apoptose e/ou necrose, em linhagens celulares responsivas (LNCaP) e não-responsivas a andrógenos (PC3 e DU145), além de aumentar a pERK1/2 em células LNCaP e DU145. O γ-orizanol também foi capaz de bloquear o ciclo celular em G2/M nas células PC3 e LNCaP e em G0/G1 nas células DU145. Estes efeitos foram ainda acompanhados por uma redução da expressão do gene e proteína caveolina-1- uma importante molécula envolvida no aumento da agressividade do câncer de próstata, e também, na progressão da doença para o fenótipo andrógeno resistente - nas células não-responsivas a andrógenos, e do gene PCGEM1 - gene específico da próstata regulado por andrógeno - nas células LNCaP e DU145. Ainda, γ-orizanol também mostrou capacidade de regular vários miRNAs - pequenas moléculas de RNA não codificantes de proteínas - envolvidos no controle de funções associadas ao desenvolvimento, progressão e invasão no câncer de próstata, como o miR16-1, miR19b-2, miR24b-1, miR24b-2, miR99a, miR133a-5p, miR182-5p, miR198 e miR222. O extrato hidroalcólico de Thuya occidentalis reduziu a viabilidade e biomassa celular nas linhagens responsiva (LNCaP) e não-responsivas (DU145 e PC3) a andrógenos, além de induzir parada do ciclo celular na fase G0/G1 nas células DU145 e aumentar a morte celular por apoptose e/ou necrose em todas as linhagens. Da mesma forma que o γ-orizanol, este extrato reduziu a expressão da caveolina-1 nas linhagens não-responsivas a andrógenos. Trabalhos anteriores mostram que o monoterpeno α-tujona é o principal composto ativo do extrato de Thuya occidentalis. Por cromatografia gasosa acoplada a detector de massas foi mostrada a existência de 0,0016 μg de α-tujona na dose de extrato usada neste estudo. No entanto, o tratamento com 0,0016μg de α-tujona foi efetivo somente sobre linhagem LNCaP, não tendo efeito sobre as outras linhagens estudadas, reforçando a hipótese da diferença de sensibilidade entre as linhagens responsivas e não responsivas a andrógeno e mostrando a contribuição de outros componentes do extrato nos efeitos observados neste estudo. Concluindo, estes resultados demonstram que tanto γ-orizanol como o extrato de Thuya occidentalis podem vir a ser agentes terapêuticos promissores no tratamento de câncer de próstata, não só por inibirem o crescimento celular, mas também e principalmente pela possibilidade de induzirem a recuperação da sensibilidade a andrógenos, aumentando as possibilidades de tratamento da doença. / Prostate cancer is the second cause of death among men in Brazil. It is a slowgrowing cancer and it may take years for tumor to reach 1 cm3, but in some cases it can spread throughout the body and the bone is the main site of metastasis. At this cancer stage known as metastasis, the principal treatment involves antiandrogen therapy, leading to prostate cells stop proliferating, because they grow in response to presence of androgens such as testosterone and dihydrotestosterone. However, in some cases, the cells can proliferate even in the absence of androgens and this fact occurs due to many factors and they are generally associated with mutations in the androgen receptor and/or alterations in androgen metabolism. In this stage, the treatments available are less effective and usually fail. However, studies suggest that γ-oryzanol, a phytosterol extracted of rice bran oil; and extracts widely used in folk medicine, as Thuya occidentalis hidroalcolic extract, could act inhibiting the development and progression of prostate cancer. In this study, using molecular biology and biochemical approaches we showed that γ- oryzanol treatment was able to decrease cell viability and biomass in culture, and this fact was linked to increased cell death by apoptosis and/or necrosis in androgen responsive (LNCaP) and unresponsive (DU145 and PC3) prostate cancer cell lines, besides increasing pERK1/2 in LNCaP and DU145 cells. γ- oryzanol was also able to cause cell cycle arrest at G2/M phase in LNCaP and PC3 cells and at G0/G1 phase in DU145 cells. These effects were also accompanied by a reduction in caveolin-1 gene and protein expression - an important molecule related to high aggressiveness in prostate cancer and also in the progression of the disease to androgen resistant phenotype - in androgen unresponsive cells, and also PCGEM1 gene - a prostate specific gene regulated by androgens - in LNCaP and DU145 cells. γ-oryzanol also showed ability to regulate several miRNAs - small non-coding RNA molecules - involved in the control of many functions associated with the development, progression and invasion of prostate cancer, such as miR16-1, miR19b-2, miR24b-1, miR24b-2, miR99a, miR133a-5p, miR182-5p, miR198 and miR222. Thuya occidentalis hidroalcolic extract also reduce cell viability and biomass in androgen responsive (LNCaP) and unresponsive (DU145 and PC3) cells, in addition to inducing cell cycle arrest at G0/G1 phase in DU145 cells and to increase apoptosis and/or necrosis cell death in all cell lines. The same way that γ-oryzanol, this extract reduced the caveolin-1 expression in androgen unresponsive prostate cancer cells. Prior studies showed that the monoterpene α-thujone is the main active compound in the T. occidentalis extract. By gas chromatography coupled to mass detector it was showed the existence of 0.0016 μg of α-thujone in extract dose used in this study. However, the treatment with 0.0016 μg of α-thujone was effective only on LNCaP cell line, having no effect on the other studied lines, supporting the hypothesis of difference in sensitivity between responsive and unresponsive cell lines and showing the contribution of other components in the effects caused by the extract, observed it this study. In conclusion, these results demonstrate that both γ-oryzanol as T. occidentalis extract may become promising therapeutic agents in treatment of prostate cancer, not only inhibit cell growth but also and manly by the possibility of inducing the recovery of androgen sensitivity, increasing the treatment chances of treatment this disease.