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Mehrere Studien haben gezeigt, daß die Cyclooxygenase-2 (COX-2) eine bedeutende Rolle sowohl bei Entstehung als auch Progression maligner Tumoren spielt. COX-2-Inhibitoren werden bereits in klinischen Studien zur Krebstherapie getestet. COX-2 ist die induzierbare Isoform der Cyclooxygenase - dem Schlüsselenzym der Synthese von Prostaglandinen und anderen Eicosanoiden. Im Tier- und Zellkulturmodell konnten COX-Hemmer anti-Tumor-Effekte hervorrufen. Es ist jedoch unklar, ob diese Effekte durch Hemmung des COX-Enzyms oder durch COX-unabhängige Mechanismen vermittelt werden. Wir untersuchten daher die Auswirkung der COX-Inhibition zum einen durch den selektiven COX-2-Hemmer NS-398 sowie zum anderen durch COX-Isoform-spezifische RNA-Interferenz (RNAi) in zwei humanen Ovarialkarzinomzellinien (OVCAR-3 und SKOV-3). OVCAR-3 zeigte eine konstitutive COX-1-Expression und eine durch IL-1beta induzierbare COX-2-Expression. SKOV-3 war COX-1- und COX-2-negativ. IL-1beta führte bei OVCAR-3 zu einer vermehrten Produktion von Prostaglandin E2 (PGE2), die durch eine gegen die COX-2 gerichtete siRNA gehemmt werden konnte, wohingegen COX-1-siRNA keinen Effekt hatte. Das deutet darauf hin, daß die COX-2 die Hauptquelle von PGE2 in OVCAR-3 ist. 1mikroM NS-398 waren ausreichend, um die PGE2-Produktion und somit auch die COX-2 in OVCAR-3 zu inhibieren. Höhere Konzentrationen NS-398 (>10mikroM) hatten einen antiproliferativen Effekt. Auch in der COX-2-negativen Zellinie SKOV-3 trat diese Wachstumshemmung auf; sie war nicht durch exogene Zufuhr von PGE2 (10mikroM) reversibel. Durchflußzytometrische Zellzyklusanalyse ergab, daß der Wachstumshemmung in beiden Zellinien ein G0/G1-Zellzyklusarrest zugrunde liegt. Dagegen führten weder COX-1- noch COX-2-Ausschaltung durch RNAi zu ähnlichen Auswirkungen auf Proliferation bzw. Zellzyklus. Diese Ergebnisse zeigen, dass ein COX-2-unabhängiger Mechanismus für den durch NS-398 induzierten G0/G1-Arrest verantwortlich ist. / Several studies have provided evidence that the enzyme Cyclooxygenase-2 (COX-2) plays an important role in tumor development and progression. COX-2-inhibitors are already evaluated in clinical trials as cancer therapeutics. COX-2 is the inducible isoform of cyclooxygenase - the rate-limiting enzyme in the synthesis of prostaglandins and other eicosanoids. COX-inhibitors cause antitumor effects in animal models and in cell culture experiments. However, it is not clear, whether these effects are due to inhibition of the COX-enzyme or mediated via a COX-independent mechanism. We therefore investigated the effects of COX inhibition by the selective COX-2-inhibitor NS-398, as well as by COX-isoform specific RNA interference (RNAi) in the human ovarian carcinoma cell lines OVCAR-3 and SKOV-3. OVCAR-3 cells showed a constitutive expression of COX-1, and an inducible COX-2 expression. COX-2 was induced through stimulation with Interleukin-1beta, leading to production of high levels of Prostaglandin E2 (PGE2). SKOV-3 cells were negative for both COX isoforms. Selective COX-2-suppression by RNAi reduced PGE2 production in OVCAR-3, whereas COX-1-siRNA had no effect on PGE2 synthesis. Thus, COX-2 is the main source of PGE2 in OVCAR-3 cells. In these cells, 1microM NS-398 was sufficient to completely inhibit PGE2-synthesis - and thus the activity of the COX-2 enzyme. Increasing amounts of NS-398 (>10microM) had an antiproliferative effect. This growth inhibition was also observed in the COX-negative cell line SKOV-3, it could not be reverted by exogenous addition of PGE2 (10microM). Flowcytometric analysis of the cell cycle revealed that this growth inhibition was based on a G0/G1-cell-cycle-arrest. In contrast, suppression of COX-1 or COX-2 by RNAi had no effect on proliferation or cell cycle progression. These results suggest that a COX-independent mechanism is responsible for the G0/G1-arrest induced by NS-398.

Ho Toi Sze Joyce. / Thesis (M.Phil.)--Chinese University of Hong Kong, 2005. / Includes bibliographical references (leaves 65-74). / Abstracts in English and Chinese. / Acknowledgement --- p.ii / Contents --- p.iii / Abstract --- p.viii / List of Abbreviations --- p.xvii / List of Tables --- p.xix / List of Figures --- p.xx / Chapter Chapter 1 --- Introduction --- p.1 / Chapter 1.1 --- The role of Non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) --- p.1 / Chapter 1.2 --- NSAID-induced gastrointestinal (GI) toxicity --- p.1 / Chapter 1.2.1 --- Pathogenesis of NSAID-induced GI toxicity --- p.2 / Chapter 1.2.2 --- GI symptoms --- p.4 / Chapter 1.2.3 --- GI ulcers --- p.4 / Chapter 1.2.4 --- GI complications --- p.5 / Chapter 1.2.5 --- Risk factor for GI complications --- p.6 / Chapter 1.2.6 --- Ulcerogenicity of different NSAIDs in upper GI events --- p.6 / Chapter 1.3 --- Prevention of NSAID-induced GI toxicity --- p.7 / Chapter 1.3.1 --- H2-receptor antagonists --- p.8 / Chapter 1.3.2 --- Misoprostol --- p.8 / Chapter 1.3.3 --- Proton Pump Inhibitor (PPI) --- p.9 / Chapter 1.3.4 --- Selective COX-2 Inhibitors --- p.10 / Chapter 1.3.4.1 --- GI safety of selective COX-2 inhibitors --- p.11 / Chapter 1.3.4.1.1 --- Gastrointestinal outcomes research of rofecoxib --- p.13 / Chapter 1.3.4.1.2 --- Celecoxib Long term Arthritis Safety Study --- p.14 / Chapter 1.3.4.2 --- Cardiovascular toxicity of NSAIDs --- p.15 / Chapter 1.3.4.2.1 --- Cardiovascular toxicity of non-selective NSAIDs --- p.15 / Chapter 1.3.4.2.2 --- Cardiovascular toxicity of selective COX-2 inhibitors --- p.16 / Chapter 1.4 --- Guidelines on the management of osteoarthritis (OA) and rheumatoid arthritis (RA) --- p.21 / Chapter 1.4.1 --- American College of Rheumatology (ACR) Subcommittee --- p.22 / Chapter 1.4.2 --- National Institute for Clinical Excellence (NICE) --- p.23 / Chapter 1.4.3 --- Hong Kong Hospital Authority (HA) --- p.23 / Chapter 1.5 --- Cost of illness of upper GI events in the setting of an emergency room of a regional hospital in Hong Kong and cost analysis of selective COX-2 inhibitor with non-selective NSAID plus gastroprotective agent --- p.24 / Chapter 1.6 --- Objectives --- p.25 / Chapter Chapter 2 --- Cost of illness of upper GI events in the setting of an emergency room of a regional hospital in Hong Kong --- p.26 / Chapter 2.1 --- Methods --- p.28 / Chapter 2.1.1 --- Study site --- p.28 / Chapter 2.1.2 --- Cohort participants --- p.28 / Chapter 2.1.3 --- Resource data collection --- p.29 / Chapter 2.1.4 --- Cost data --- p.30 / Chapter 2.1.5 --- Statistical Methods --- p.31 / Chapter 2.1.6 --- Study perspective --- p.31 / Chapter 2.2 --- Results --- p.31 / Chapter 2.2.1 --- Demographic data --- p.31 / Chapter 2.2.2 --- Total direct medical cost of upper GI complaints in UCH --- p.33 / Chapter 2.3 --- Discussion --- p.35 / Chapter 2.3.1 --- Total direct medical cost of upper GI events --- p.35 / Chapter 2.3.2 --- Cost of upper GI events associated with NSAID usage --- p.38 / Chapter 2.3.3 --- Low dose aspirin on NSAID-induced GI toxicity --- p.38 / Chapter 2.3.4 --- Limitation --- p.39 / Chapter 2.3.5 --- Future study --- p.41 / Chapter 2.4 --- Conclusion --- p.41 / Chapter Chapter 3 --- Cost analysis of selective COX-2 inhibitor versus non-selective NSAID with gastroprotective agent --- p.43 / Chapter 3.1 --- Methods --- p.46 / Chapter 3.1.1 --- Local randomized clinical trial --- p.46 / Chapter 3.1.1.1 --- Study population --- p.46 / Chapter 3.1.1.2 --- Cost data --- p.47 / Chapter 3.1.1.3 --- Statistical Methods --- p.48 / Chapter 3.1.1.4 --- Sensitivity analysis --- p.49 / Chapter 3.1.2 --- Large randomized clinical trial --- p.49 / Chapter 3.1.2.1 --- Study population --- p.49 / Chapter 3.1.2.2 --- Cost data --- p.50 / Chapter 3.2 --- Results --- p.50 / Chapter 3.2.1 --- Local randomized clinical trial --- p.51 / Chapter 3.2.1.1 --- Demographic data --- p.51 / Chapter 3.2.1.2 --- Cost analysis --- p.52 / Chapter 3.2.1.3 --- Sensitivity analysis --- p.53 / Chapter 3.2.2 --- Large randomized clinical trial --- p.54 / Chapter 3.2.2.1 --- Demographic data --- p.54 / Chapter 3.2.2.2 --- Cost analysis --- p.55 / Chapter 3.3 --- Discussion --- p.55 / Chapter 3.3.1 --- Cost analysis --- p.55 / Chapter 3.3.2 --- Sensitivity analysis --- p.59 / Chapter 3.3.3 --- Low dose aspirin on NSAID-induced GI toxicity --- p.59 / Chapter 3.3.4 --- Limitation --- p.60 / Chapter 3.4 --- Future study --- p.62 / Chapter 3.5 --- Conclusion --- p.62 / Chapter Chapter 4 --- Conclusion --- p.63 / Chapter Chapter 5 --- Reference --- p.65 / Appendix Data collection form --- p.75

Eine erhöhte COX-2-Expression wird bei Krankheiten wie rheumatoider Arthritis aber auch Parkinson, Alzheimer und Krebs beobachtet. Die nichtinvasive Visualisierung und Quantifizierung der COX 2-Expression in vivo mittels Positronen-Emissions-Tomographie (PET) könnte wertvolle Beiträge zur Diagnose dieser Krankheiten liefern. Zur Nutzung der PET-Technik werden geeignete COX-2-adressierende Radiotracer benötigt, deren Entwicklung auch die Identifizierung neuer, der Radiomarkierung zugänglicher COX-2-Inhibitoren als Leitstrukturen voraussetzt. Ziel dieser Arbeit war die Synthese von selektiven, der Radiomarkierung zugänglichen COX 2-Inhibitoren und deren In-vitro-Evaluierung, um Verbindungen zu identifizieren, die für eine weitere Entwicklung zu COX-2-adressierenden Radiotracern geeignet sind. Im Rahmen dieser Arbeit wurden ausgehend von literaturbekannten COX-2-Inhibitoren zwei grundlegende Strategien verfolgt: die Derivatisierung an der Peripherie sowie der Austausch von Strukturelementen im Grundgerüst der COX-2-selektiven Inhibitoren. In dieser Arbeit wird zum einen die Synthese der Zielverbindungen (Diphenyl-substituierte Indol-, Pyrazolo[1,5-b]pyridazin-, 1,2-Dihydropyrrolo[3,2,1-hi]indol- und Pyrrolo[3,2,1-hi]indol-Derivate sowie 2-Carbaboranyl-substituierte Indol-Derivate) und deren strukturanalytische Charakterisierung vorgestellt. Es konnte die McMurry-Cyclisierung als neuer Zugang für die Synthese von Carbaboranyl-substituierten Verbindungen und 1,2-Dihydropyrrolo[3,2,1-hi]indol-Derivaten sowie die Dehydrogenierung mittels DDQ als neue Variante zur Synthese von Pyrrolo[3,2,1-hi]indol-Derivaten etabliert werden. Durch Röntgeneinkristallstrukturanalyse wurde die Molekülstruktur von sechs Zwischenverbindungen und neun Zielverbindungen aufgeklärt. Zum anderen erfolgte die Charakterisierung der Verbindungen in vitro, wobei die COX-inhibitorischen Eigenschaften mit einem Fluoreszenz-basierten, einem Enzymimmunoassay (EIA)-basierten und einem [14C]Arachidonsäure-basierten COX-Assay bestimmt und zudem viele Verbindungen hinsichtlich ihrer Redoxeigenschaften untersucht wurden. Im Besonderen die hergestellten Indol-Derivate besitzen antioxidative Eigenschaften, die bei der Untersuchung der COX inhibitorischen Eigenschaften beachtet werden müssen. Die Derivatisierung an der Peripherie der bekannten Inhibitoren führte zur Identifizierung von zwei Aminosulfonyl-substituierten Indol-Derivaten und einem Fluorethoxy-substituierten Pyrazolo[1,5 b]pyridazin-Derivat, die grundsätzlich geeignete Kandidaten für eine weitere Entwicklung zum Radiotracer darstellen. Das Fluorethoxy-substituierte Pyrazolo[1,5 b]pyridazin-Derivat wurde im Rahmen dieser Arbeit mit Fluor-18 markiert und die initiale Charakterisierung des Radiotracers in vitro durchgeführt. Der Austausch von Strukturelementen im Grundgerüst der literaturbekannten COX-2-Inhibitoren mit voluminöseren Gruppen führte zum einen bei Austausch eines Phenylrings gegen einen Carbaboranyl-Cluster zum Verlust der COX-inhibitorischen Eigenschaften, was eine weitere Entwicklung dieser Verbindungen zum Radiotracer ausschließt. Zum anderen wurde ausgehend von 2,3-Diphenyl-1H-indol-Derivaten die bicyclische auf eine tricyclische Kernstruktur vergrößert. Dies lieferte hoch affine und selektive COX-2-Inhibitoren. Unter den hergestellten Verbindungen wurden ein 1,2-Dihydropyrrolo[3,2,1-hi]indol- und drei Pyrrolo[3,2,1-hi]indol-Derivate als vielversprechende Kandidaten für die weitere Entwicklung zum Radiotracer identifiziert.

Eine erhöhte COX-2-Expression wird bei Krankheiten wie rheumatoider Arthritis aber auch Parkinson, Alzheimer und Krebs beobachtet. Die nichtinvasive Visualisierung und Quantifizierung der COX 2-Expression in vivo mittels Positronen-Emissions-Tomographie (PET) könnte wertvolle Beiträge zur Diagnose dieser Krankheiten liefern. Zur Nutzung der PET-Technik werden geeignete COX-2-adressierende Radiotracer benötigt, deren Entwicklung auch die Identifizierung neuer, der Radiomarkierung zugänglicher COX-2-Inhibitoren als Leitstrukturen voraussetzt. Ziel dieser Arbeit war die Synthese von selektiven, der Radiomarkierung zugänglichen COX 2-Inhibitoren und deren In-vitro-Evaluierung, um Verbindungen zu identifizieren, die für eine weitere Entwicklung zu COX-2-adressierenden Radiotracern geeignet sind. Im Rahmen dieser Arbeit wurden ausgehend von literaturbekannten COX-2-Inhibitoren zwei grundlegende Strategien verfolgt: die Derivatisierung an der Peripherie sowie der Austausch von Strukturelementen im Grundgerüst der COX-2-selektiven Inhibitoren. In dieser Arbeit wird zum einen die Synthese der Zielverbindungen (Diphenyl-substituierte Indol-, Pyrazolo[1,5-b]pyridazin-, 1,2-Dihydropyrrolo[3,2,1-hi]indol- und Pyrrolo[3,2,1-hi]indol-Derivate sowie 2-Carbaboranyl-substituierte Indol-Derivate) und deren strukturanalytische Charakterisierung vorgestellt. Es konnte die McMurry-Cyclisierung als neuer Zugang für die Synthese von Carbaboranyl-substituierten Verbindungen und 1,2-Dihydropyrrolo[3,2,1-hi]indol-Derivaten sowie die Dehydrogenierung mittels DDQ als neue Variante zur Synthese von Pyrrolo[3,2,1-hi]indol-Derivaten etabliert werden. Durch Röntgeneinkristallstrukturanalyse wurde die Molekülstruktur von sechs Zwischenverbindungen und neun Zielverbindungen aufgeklärt. Zum anderen erfolgte die Charakterisierung der Verbindungen in vitro, wobei die COX-inhibitorischen Eigenschaften mit einem Fluoreszenz-basierten, einem Enzymimmunoassay (EIA)-basierten und einem [14C]Arachidonsäure-basierten COX-Assay bestimmt und zudem viele Verbindungen hinsichtlich ihrer Redoxeigenschaften untersucht wurden. Im Besonderen die hergestellten Indol-Derivate besitzen antioxidative Eigenschaften, die bei der Untersuchung der COX inhibitorischen Eigenschaften beachtet werden müssen. Die Derivatisierung an der Peripherie der bekannten Inhibitoren führte zur Identifizierung von zwei Aminosulfonyl-substituierten Indol-Derivaten und einem Fluorethoxy-substituierten Pyrazolo[1,5 b]pyridazin-Derivat, die grundsätzlich geeignete Kandidaten für eine weitere Entwicklung zum Radiotracer darstellen. Das Fluorethoxy-substituierte Pyrazolo[1,5 b]pyridazin-Derivat wurde im Rahmen dieser Arbeit mit Fluor-18 markiert und die initiale Charakterisierung des Radiotracers in vitro durchgeführt. Der Austausch von Strukturelementen im Grundgerüst der literaturbekannten COX-2-Inhibitoren mit voluminöseren Gruppen führte zum einen bei Austausch eines Phenylrings gegen einen Carbaboranyl-Cluster zum Verlust der COX-inhibitorischen Eigenschaften, was eine weitere Entwicklung dieser Verbindungen zum Radiotracer ausschließt. Zum anderen wurde ausgehend von 2,3-Diphenyl-1H-indol-Derivaten die bicyclische auf eine tricyclische Kernstruktur vergrößert. Dies lieferte hoch affine und selektive COX-2-Inhibitoren. Unter den hergestellten Verbindungen wurden ein 1,2-Dihydropyrrolo[3,2,1-hi]indol- und drei Pyrrolo[3,2,1-hi]indol-Derivate als vielversprechende Kandidaten für die weitere Entwicklung zum Radiotracer identifiziert.

Die funktionelle Bildgebung der Expression der Cyclooxygenase-2 (COX-2) stellt aufgrund ihrer bedeutsamen Rolle bei pathophysiologischen Prozessen, insbesondere bei der Tumorprogression, einen wichtigen Forschungsansatz dar. Als nichtinvasive, bildgebende Methode bietet die PET (Positronen-Emissions-Tomographie) unter Ausnutzung von radiomarkierten Molekülen eine Möglichkeit, zeitlich und räumlich molekulare Prozesse abzubilden und zu verfolgen. Das Radionuklid Fluor-18 wird wegen seiner nahezu optimalen kernphysikalischen und chemischen Eigenschaften für die PET verwendet. Aufgrund der hohen Anforderungen, die an einen Radiotracer für die Bildgebung mittels PET gestellt werden, ist es bisher nicht gelungen, eine geeignete radiomarkierte Verbindung für die Visualisierung der COX-2-Expression in vivo zu entwickeln. Insbesondere die Spezifität, Selektivität und Affinität sowie die metabolische Stabilität eines Radiotracers sind wesentliche Parameter, die über den Erfolg der Verbindung in vivo entscheiden. Basierend auf den bisherigen Erkenntnissen bei der Entwicklung radiomarkierter selektiver COX-2-Inhibitoren verfolgte diese Arbeit zwei Strategien der Radiotracerentwicklungen. Als potente Zielverbindungen wurden aus der Stoffklasse mit tricyclischer Kernstruktur das Pyrrolo[3,2,1-hi]indol PI (1-(4-Fluorphenyl)-2-(4-methansulfonyl)phenyl-pyrrolo[3,2,1-hi]indol) und das 1,2-Dihydropyrrolo[3,2,1-hi]indol DHPI (5-Fluorphenyl-4-(4-methansulfonyl)phenyl-1,2-dihydropyrrolo[3,2,1-hi]indol) ausgewählt. Die Radiosynthese von [18F]PI gelang in einer manuellen Cu(II)-vermittelten 18F-Fluorierung ausgehend vom entsprechenden Arylboronsäurepinakolester. Die Radiosynthese von [18F]DHPI erfolgte automatisiert über eine Zwei-Stufen/ Ein-Topf-Reaktion bestehend aus einer 18F-Fluorierung und anschließender intramolekularer McMurry-Reaktion. Der Radiotracer [18F]DHPI wurde umfassend hinsichtlich seiner radiopharmakologischen Eigenschaften untersucht. Trotz seiner hohen Stabilität in vivo ist insbesondere die hohe Lipophilie von [18F]DHPI hinderlich für eine spezifische Anreicherung im Tumorgewebe. Im zweiten Teil der Arbeit wurde die chemische Struktur eines potenten, jedoch metabolisch unzureichend stabilen Radiotracers mit 1,5-Diaryl-substituierter Pyrazol-Kernstruktur und [18F]Fluormethylseitenkette (basierend auf Celecoxib) durch Seitenkettenverlängerung und Deuterierung verändert, sodass eine Beeinflussung der Stabilität erfolgen sollte. Es wurden die entsprechenden Referenzverbindungen und Präkursoren hergestellt. Die Radiosynthesen der drei Zielverbindungen erfolgten automatisiert in einer nucleophilen aliphatischen Substitutionsreaktion. Die drei Radiotracer wurden in vitro und in vivo hinsichtlich ihrer Stabilität und der zugrundeliegenden Metabolisierungsprozesse untersucht. Dabei zeigte insbesondere die Methode der Deuterierung ein hohes Potential für die Verbesserung der metabolischen Stabilität unter Beibehaltung der Affinität zum Zielenzym.

L’altération de la barrière hématoencéphalique (BHE) par les cellules tumorales et les cellules immunes circulantes peut mener à la neuroinflammation. Les cellules leucémiques promyélocytaires HL-60 sont un excellent modèle pour étudier et comprendre les mécanismes de signalisation moléculaires qui caractérisent le développement tumoral et métastatique. La cancérogenèse peut s’accompagner de modulations de l’expression de biomarqueurs tels que la cyclooxygénase-2 et la métalloprotéase-9. Les recherches décrites dans ce mémoire relatent l’analyse des biomarqueurs inflammatoires et invasifs régulés lors de la différenciation induite par le PMA des cellules HL-60 en macrophages. Le statut de différenciation cellulaire pourrait avoir un impact sur les gènes cibles de la voie NF-κB. Nous émettons l’hypothèse que le PMA active la voie NF-κB et que cette signalisation peut être renversée par l’(-)-épigallocatéchine-gallate (EGCG). En effet, une régulation à la hausse de l’expression de plusieurs gènes combinée à la diminution de l’expression d’IκB mettent en évidence l’implication de la voie NF-κB dans l’activation des mécanismes pro-inflammatoires et pro-invasifs. Les mêmes observations sont faites dans les cellules différenciées appelées «macrophages-like». L’EGCG, un polyphénol dérivé du thé vert, a un potentiel chimiopréventif. Il est capable d’inhiber la signalisation moléculaire passant par la voie NF-κB dans les cellules HL-60 traitées simultanément par l’EGCG et le PMA, mais pas dans les cellules «macrophages-like». Cette différence peut s’expliquer par une modulation de l’expression du récepteur de surface cellulaire de l’EGCG, le récepteur à la laminine de 67 kDa, et de son précurseur de 37 kDa. Collectivement, nos résultats montrent que le statut de différenciation des cellules promyélocytaires HL-60 concorde avec l’activation des mécanismes favorisant le développement d’un cancer et des métastases. Cet effet peut être prévenu par l’utilisation d’agents naturels tel l’EGCG. Le ciblage de biomarqueurs liés au statut de différenciation des cellules tumorales impliquées dans la perturbation de la barrière hématoencéphalique qui cause la neuroinflammation permettrait l’avancement des connaissances dans la prévention de la cancérogenèse. / Blood-brain barrier (BBB) disruption by circulating tumor and immune cells leads to secondary inflammatory infections. Promyelocytic HL-60 cells represent an excellent model to study and to get a better understanding of the molecular signaling mechanisms involved in carcinogenesis and metastasis. The research described in this thesis shows the analysis of several inflammatory and invasive biomarkers regulated during PMA-induced differentiation of promyelocytic HL-60 cells into macrophages. Carcinogenesis involves some modifications in the expression of biomarkers such as cyclooxygenase-2 and matrix metalloprotease-9. The differentiation status could have an impact on the NF-κB signaling pathway that regulates the target genes, given that these target genes expression varies during cell differentiation. We hypothesize that the activation of the NF-κB pathway by PMA can be reverse by (-)-epigallocatechin-gallate (EGCG). Indeed, the up-regulation of downstream genes combined with the down-regulation of IκB expression showed the significant implication of the NF-κB signaling pathway to activate pro-inflammatory and pro-invasive mechanisms linked to carcinogenesis. The same evidence exhibits in the differentiated cells called «macrophages-like». Moreover, the green tea polyphenol, EGCG, shows chemopreventive property since it better inhibited NF-κB signaling in cells treated simultaneously with EGCG and PMA compared to the «macrophages-like». This difference could be due, in part, to the down-regulation of the 67 kDa laminin receptor, known to be the non-integrin membrane receptor for EGCG. All together, our results suggest that the differentiation status of promyelocytic cells is linked to the activation of mechanisms involved in carcinogenesis and metastasis. These phenomena can be prevented by using natural agents such as EGCG. Targeting the specific biomarkers linked to the differentiation status of tumor cells and involved in the disruption of the BBB may help reduce secondary neuroinflammation and enable the advancement of knowledge towards carcinogenesis prevention.

A doença periodontal é caracterizada por alterações inflamatórias, como vermelhidão e edema da margem gengival, sangramento provocado, alterações no contorno gengival e perda óssea alveolar. Evidências recentes sugerem que o fator de crescimento endotelial vascular (VEGF) pode ser um mediador importante na doença periodontal inflamatória. Portanto, este trabalho teve como objetivos avaliar durante a progressão da doença periodontal inflamatória induzida experimentalmente em ratos: 1) o efeito do meloxicam, inibidor preferencial da COX-2, na perda óssea alveolar; 2) a cinética de expressão de RNAm para COX-2, VEGF, VEGFR-1 e VEGFR-2; e 3) a cinética de expressão da proteína VEGF. Cento e vinte (120) ratos foram aleatoriamente divididos em: grupo 1 (sem tratamento com meloxicam) e grupo 2 (tratados com meloxicam). Ligaduras de fio de seda foram colocadas na margem gengival do primeiro molar inferior direito de todos os ratos. O grupo 2 foi tratado por 3, 7, 14 e 30 dias com meloxicam (3 mg/kg/dia, via intraperitoneal) e o grupo 1 foi usado como controle. As técnicas utilizadas para as análises foram: análise microscópica, RT-PCR, Western Blot e imunohistoquímica. Os resultados foram submetidos à análise de Correlação de Pearson, Análise de Variância (ANOVA), seguida do teste de Tukey, sendo adotado nível de significância de 5%. Observou-se, neste estudo, que o meloxicam foi efetivo em diminuir a perda óssea alveolar nos tecidos periodontais em todos os períodos de indução da doença periodontal. Experimentos de RT-PCR revelaram correlação positiva da cinética de expressão de RNAm para COX-2 e VEGF nos tecidos gengivais afetados pela doença periodontal inflamatória (R=0,80). A expressão de RNAm para VEGF na doença periodontal inflamatória, no período de 14 dias, diminuiu no grupo de animais tratados com meloxicam, mostrando diferença estatisticamente significativa quando comparado com os animais não tratados (p=0,023). Não houve diferença significativa na expressão de RNAm para os receptores VEGFR-1 e VEGFR-2 no tecido gengival em nenhum dos períodos de indução da doença periodontal. Nos experimentos de Western Blot houve tendência de menor expressão da proteína VEGF na doença periodontal inflamatória no período de 14 dias nos animais tratados com meloxicam (p=0,08). Em experimentos de imunohistoquímica foi detectado aumento da expressão da proteína VEGF nos tecidos afetados pela doença periodontal em todos os períodos estudados, bem como diminuição da expressão desta proteína nos tecidos periodontais dos animais tratados com meloxicam. Portanto, a análise conjunta dos dados sugere importante participação do VEGF na doença periodontal inflamatória induzida experimentalmente em ratos e o meloxicam, inibidor preferencial da COX-2, pode modificar a progressão da doença periodontal neste modelo experimental por diminuir a perda óssea e a expressão de VEGF. / Inflammatory periodontal disease is characterized by alveolar bone loss and inflammatory changes in the periodontal tissues, which become hemorrhagic and edematous. However, there is little information concerning the biologic mechanisms which may produce these changes. Vascular endothelial growth factor (VEGF) is a macromolecule of importance in inflammation. The aims of this study were to investigate the presence of VEGF during progression of periodontal disease, and to evaluate the effect of a preferential COX-2 inhibitor, meloxicam, on the alveolar bone loss and VEGF expression in experimentally induced periodontitis. One hundred and twenty (120) Wistar rats were randomly separated into two groups [group 1 (no treatment with meloxicam) and group 2 (treatment with meloxicam)]. Silk ligatures were placed at the gingival margin level of the lower right first molar of all rats. Group 2 was treated for 3, 7, 14 and 30 days with meloxicam (3 mg/kg/day, intraperitoneal) and the group 1 was used as control. The expression of VEGF was assessed by RT-PCR, Western Blot and immunohistochemical analysis. Alveolar bone loss was determined by microscopic analysis. The results were submitted to the analysis of Correlation Coefficient by Pearson, Analysis of Variance (ANOVA), and Tukey\'s post test (p<0.05). A reduction of the alveolar bone resorption was observed in the meloxicam treated group (2), as compared with the control group (1) in all periods studied. There was a positive correlation between COX- 2 mRNA and VEGF mRNA in the gingival tissue with periodontal disease (R=0.80). VEGF mRNA expression was significantly lower in rats treated with meloxiam after 14 days (p=0.023). No difference in the expression of VEGFR-1 mRNA and VEGFR-2 mRNA was observed for all the periods studied. VEGF protein expression was significantly higher in diseased sites as compared with healthy sites (p<0.05). After 14 days lower VEGF protein expression in rats treated with meloxicam was detected (p=0.08). Altogether these data suggest an important participation of VEGF in the progression of periodontal disease, and the systemic therapy with meloxicam, preferential COX-2 inhibitor, can modify the progression of experimentally induced periodontitis in rats by reducing the alveolar bone loss and the VEGF expression.

Zu den vielfältigen Aufgaben der Niere gehören die tubuläre Rückresorption körperwichtiger Substanzen sowie die Regulation des renalen und systemischen Blutdrucks. Brennpunkte der vorliegenden Arbeit waren die Kontrollparameter der tubulo-glomerulären Regulation sowie Aspekte des epithelialen Transports im distalen Nephron und Sammelrohr. Das L-Arginin-Stickstoffmonoxyd (NO)-System und die Komponenten renaler Prostaglandinsynthese nehmen hier eine wichtige Stellung ein. Die Schlüssel-Syntheseenzyme NO-Synthase 1 (NOS1) und Zyklooxygenase (COX) Typ 2 sind in der Macula densa lokalisiert. Sie sind im Zusammenhang mit der Filtratbildung reguliert. Weitere Komponenten ihrer Reaktionskaskaden sind jedoch in ihrer zellspezifischen Rolle noch unklar. Wir haben diese daher näher untersucht. Mit histochemischen und biochemischen Methoden (immunhistochemische Färbungen, RT-PCR, In situ Hybridisierung, Western blot und spezifischen cGMP Nachweisen in Gewebe- und Zellextrakten) wurden NO-Rezeptor (lösliche Guanylatzyklase; sGC), COX-1, COX-2 und die membrangebundene Prostaglandin E2-Synthase (mPGES) nachgewiesen. Außerdem wurde die Interaktion von NOS1 und COX-2 im 2 Nieren-1 Clip (Goldblatt)-Modell bei der Ratte sowie bei NOS1-defizienten Mäusen untersucht. Die sGC wurde in den glomerulären Arteriolen, den Renin-produzierenden Zellen, dem Mesangium, den Vasa recta, den interstitiellen Fibroblasten und den Ito-Zellen der Leber detektiert. COX-2 wurde zusammen mit mPGES in der kortikalen aufsteigenden Schleife und der Macula densa gefunden. COX-1 wurde zusammen mit mPGES im terminalen distalen Konvolut, im Verbindungstubulus und im Sammelrohr detektiert. Die medullären interstitiellen Zellen exprimierten gleichzeitig COX-1, COX-2 und mPGES. Im Goldblatt-Modell bestand unilateral (stenotische Seite) eine Stimulation der juxtaglomerulären NOS1 sowie der COX-2 Expression. Entgegen früheren Annahmen konnten wir jedoch keine Hinweise für eine zell-bezogene Interaktion zwischen beiden Produkten finden. Dieses wurde durch die Verwendung der NOS1-defizienten Maus bestätigt, die im Experiment keine Veränderung der COX-2 Expression zeigte. Die spezifische Lokalisation von NO-Rezeptor und Komponenten der Prostaglandinsynthese unterstreicht ihre Bedeutung für die Regulation von Blutdruck, Salz- und Wasserhomöostase. Die juxtaglomeruläre Synthese von NO und Prostaglandinen folgt ähnlichen Stimuli, ist jedoch voneinander unabhängig. / Priciple functions of the kidneys are tubular reabsorption of important solutes and regulation of renal and systemic blood pressure. This work has been focused on parameters to control the tubulo-glomerular feedback and epithelial transport in the distal tubule and collecting duct system. The L-arginine-nitric oxide (NO)-system and components of the renal prostaglandin synthesis are thought to play major roles therein. Key-enzymes are NO-Synthase 1 (NOS1) and cyclooxygenase-2 (COX-2), both are localized in the macula densa and are regulated in dependence of the filtrate formation. The cell-specific role of further components in the signalling cascades remains unclear. For investigation we used histochemical and biochemical methods (immunohistochemistry, RT-PCR, in situ hybridisation, western blotting and specific cGMP measurements in tissue and cell extracts to localize the NO-receptor (soluble guanylyl cyclase, sGC), COX-1, COX-2 and the membranous prostaglandin E2-synthase (mPGES). Moreover we analyzed the interaction of NOS1 and COX-2 in the 2 kidney-1 clip (Goldblatt)-model of the rat and in NOS1 deficient mice. The sGC could be detected in glomerular arterioles, renin-producing cells, mesangium, vasa recta, interstitial fibroblasts and Ito-cells of the liver. COX-2 was co-localized with mPGES in the cortical thick ascending limb and macula densa. COX-1 was co-localized with mPGES in the terminal distal convolutions, connecting tubule and collecting duct. The medullary interstitial cells were positive stained for COX-1, COX-2 and mPGES. In the Goldblatt-model we found an increased expression of juxtaglomerular NOS1 and COX-2 in the stenotic kidney. Against former hypothesises we were unable to find evidences for a cell-specific interaction between both products. This was supported by the evaluation of NOS1 deficient mice which revealed no difference of COX-2 expression under control and variable conditions. The specific localization of NO-receptor and components of the prostaglandin synthesis emphasizes their relevance for the regulation of blood pressure and salt- and water homeostasis. The juxtaglomerular synthesis of NO and prostaglandins are similarly regulated while COX-2 is NO-independently expressed.