Resumo não disponível.

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Introdução: Os inibidores tirosino-quinase (ITQs) constituem uma nova terapia molecular para o carcinoma medular da tireoide (CMT). O vandetanibe, um ITQ que atua contra os receptores VEGFR, EGFR e RET, inibe a transformação e o crescimento do tumor no CMT. No entanto, os ITQs têm importantes efeitos adversos, incluindo o hipotireoidismo. O aumento da expressão da iodotironina desiodase do tipo 3 (D3/DIO3), uma enzima chave na inativação dos hormônios da tireoide, pode ser um possível mecanismo de indução do hipotireoidismo por estas drogas. Objetivo: Investigar os efeitos dos inibidores tirosino-quinase na expressão da D3 em células derivadas do CMT. Métodos: Estudo experimental in vitro, utilizando linhagem de células humanas oriundas de CMT (células TT). As células foram cultivadas em meio específico e tratadas com diferentes doses do ITQ vandetanibe (0,25; 0,5 e 1μM) ou com DMSO. A proliferação celular foi determinada por contagem em câmara de Neubauer. A expressão do mRNA foi avaliada por meio de PCR em tempo real, a expressão proteica por meio de Western Blot e a atividade da D3 foi avaliada por meio da técnica de cromatografia em colunas de Sephadex LH-20. Resultados: A adição do vandetanibe ao meio de cultura causou diminuição do número de células e seu efeito foi tempo e dose dependente, apresentando uma redução máxima (77%) após 6 dias de tratamento na dose de 1μM. Como esperado, o tratamento com vandetanibe inibiu a fosforilação do ERK. Não foram observadas alterações significativas dos níveis de mRNA da DIO3 após 3 (0,02 vs. 0,02 vs. 0,01 vs. 0,01; P = 0,34) ou 6 dias (0,02 vs. 0,02 vs. 0,03 vs. 0,02; P = 0,33) de tratamento. Consequentemente, a expressão proteica da D3 não aumentou nos grupos tratados. No entanto, observou-se um aumento de 2 a 5 vezes na atividade da D3 após 3 dias de tratamento e um aumento de 1,5 a 2,15 vezes em 6 dias de tratamento. Conclusões: O tratamento com vandetanibe não foi associado com níveis aumentados de expressão do mRNA e da proteína da D3 em células derivadas de CMT, embora tenha sido observado um aumento na sua atividade enzimática. / Background: Tyrosine kinase inhibitors (TKIs) constitute a novel molecular therapy for medullary thyroid carcinoma (MTC). Vandetanib, a TKI that acts against the VEGFR, EGFR and RET receptors, inhibits tumor transformation and growth in MTC. However, TKIs have important adverse effects, including hypothyroidism. Increases in the expression of type 3 iodothyronine deiodinase (D3/DIO3), a key enzyme in the inactivation of thyroid hormones, may be a possible mechanism of induction of hypothyroidism by these drugs. Objective: To investigate the effects of vandetanib on D3 expression in MTC-derived cells. Methods: In vitro experimental study using human MTC cell line (TT cells). Cells were cultured in specific medium and treated with different doses of vandetanib (0.25, 0.5 and 1μM) or DMSO. Cell proliferation was determined by counting in Neubauer's chamber. Expression of mRNA was evaluated by real-time PCR, protein expression by Western Blot and D3 activity was evaluated by Sephadex LH-20 column chromatography. Results: The addition of vandetanib to the culture medium caused a time and dose-dependent decrease in the number of cells, with a maximum reduction (77%) after 6 days of treatment at 1μM dose. As expected, vandetanib treatment inhibited ERK phosphorylation. No significant changes in DIO3 mRNA levels were observed after 3 (0.02 vs. 0.02 vs. 0.01 vs. 0.01; P = 0.34) or 6 days (0.02 vs. 0.02 vs. 0.03 vs. 0.02; P = 0.33) of treatment. Accordingly, D3 protein expression did not increase in treated groups. However, we observed a 2 to 5-fold increase in D3 activity after 3 days of treatment and a 1.5 to 2.15-fold increase in 6 days of treatment. Conclusions: Treatment with vandetanib was not associated with increased DIO3 mRNA and D3 protein expression levels in MTC-derived cells, although an increase in enzyme activity has been observed.

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Introdução: Os inibidores tirosino-quinase (ITQs) constituem uma nova terapia molecular para o carcinoma medular da tireoide (CMT). O vandetanibe, um ITQ que atua contra os receptores VEGFR, EGFR e RET, inibe a transformação e o crescimento do tumor no CMT. No entanto, os ITQs têm importantes efeitos adversos, incluindo o hipotireoidismo. O aumento da expressão da iodotironina desiodase do tipo 3 (D3/DIO3), uma enzima chave na inativação dos hormônios da tireoide, pode ser um possível mecanismo de indução do hipotireoidismo por estas drogas. Objetivo: Investigar os efeitos dos inibidores tirosino-quinase na expressão da D3 em células derivadas do CMT. Métodos: Estudo experimental in vitro, utilizando linhagem de células humanas oriundas de CMT (células TT). As células foram cultivadas em meio específico e tratadas com diferentes doses do ITQ vandetanibe (0,25; 0,5 e 1μM) ou com DMSO. A proliferação celular foi determinada por contagem em câmara de Neubauer. A expressão do mRNA foi avaliada por meio de PCR em tempo real, a expressão proteica por meio de Western Blot e a atividade da D3 foi avaliada por meio da técnica de cromatografia em colunas de Sephadex LH-20. Resultados: A adição do vandetanibe ao meio de cultura causou diminuição do número de células e seu efeito foi tempo e dose dependente, apresentando uma redução máxima (77%) após 6 dias de tratamento na dose de 1μM. Como esperado, o tratamento com vandetanibe inibiu a fosforilação do ERK. Não foram observadas alterações significativas dos níveis de mRNA da DIO3 após 3 (0,02 vs. 0,02 vs. 0,01 vs. 0,01; P = 0,34) ou 6 dias (0,02 vs. 0,02 vs. 0,03 vs. 0,02; P = 0,33) de tratamento. Consequentemente, a expressão proteica da D3 não aumentou nos grupos tratados. No entanto, observou-se um aumento de 2 a 5 vezes na atividade da D3 após 3 dias de tratamento e um aumento de 1,5 a 2,15 vezes em 6 dias de tratamento. Conclusões: O tratamento com vandetanibe não foi associado com níveis aumentados de expressão do mRNA e da proteína da D3 em células derivadas de CMT, embora tenha sido observado um aumento na sua atividade enzimática. / Background: Tyrosine kinase inhibitors (TKIs) constitute a novel molecular therapy for medullary thyroid carcinoma (MTC). Vandetanib, a TKI that acts against the VEGFR, EGFR and RET receptors, inhibits tumor transformation and growth in MTC. However, TKIs have important adverse effects, including hypothyroidism. Increases in the expression of type 3 iodothyronine deiodinase (D3/DIO3), a key enzyme in the inactivation of thyroid hormones, may be a possible mechanism of induction of hypothyroidism by these drugs. Objective: To investigate the effects of vandetanib on D3 expression in MTC-derived cells. Methods: In vitro experimental study using human MTC cell line (TT cells). Cells were cultured in specific medium and treated with different doses of vandetanib (0.25, 0.5 and 1μM) or DMSO. Cell proliferation was determined by counting in Neubauer's chamber. Expression of mRNA was evaluated by real-time PCR, protein expression by Western Blot and D3 activity was evaluated by Sephadex LH-20 column chromatography. Results: The addition of vandetanib to the culture medium caused a time and dose-dependent decrease in the number of cells, with a maximum reduction (77%) after 6 days of treatment at 1μM dose. As expected, vandetanib treatment inhibited ERK phosphorylation. No significant changes in DIO3 mRNA levels were observed after 3 (0.02 vs. 0.02 vs. 0.01 vs. 0.01; P = 0.34) or 6 days (0.02 vs. 0.02 vs. 0.03 vs. 0.02; P = 0.33) of treatment. Accordingly, D3 protein expression did not increase in treated groups. However, we observed a 2 to 5-fold increase in D3 activity after 3 days of treatment and a 1.5 to 2.15-fold increase in 6 days of treatment. Conclusions: Treatment with vandetanib was not associated with increased DIO3 mRNA and D3 protein expression levels in MTC-derived cells, although an increase in enzyme activity has been observed.

As doenças cardíacas são a principal causa de morte em todo o mundo. Os hormônios tireoidianos desempenham um papel chave no metabolismo miocárdico e na fisiologia do sistema cardiovascular. A doença cardíaca aguda ou crônica promove uma queda sistêmica da concentração dos hormônios tireoidianos que se associa a um prognóstico pior da doença e aumento da sua mortalidade. Essa redução dos hormônios tireoidianos pode ocorrer na presença de função normal da tireóide, entidade clínica conhecida por síndrome da doença não-tireoidiana ou síndrome do enfermo eutireoideo (SEE). A participação do músculo cardíaco na patogênese da SEE é desconhecida. O entendimento do papel do músculo cardíaco na SEE é essencial para o tratamento das doenças cardíacas. Este estudo se propõe a avaliar a variação dos hormônios tireoidianos promovida pelo metabolismo cardíaco nos pacientes submetidos a cirurgias cardíacas com diferentes graus de isquemia miocárdica aguda, bem como estudar os principais mecanismos envolvidos nessa variação. Para avaliar a variação sistêmica de hormônios tireoideanos induzida pela cirurgia cardíaca com e sem circulação extracorpórea (CEC), 35 pacientes com estenose aórtica grave e doença coronariana submetidos à cirurgia com CEC e 12 pacientes submetidos à cirurgia de revascularização miocárdica sem CEC tiveram as concentrações sistêmicas dos hormônios tireoidianos dosadas no início do procedimento cirúrgico, imediatamente antes do clampeamento da aorta, 3 minutos após o desclampeamento da aorta, 6 e 24h após o procedimento. Além disso, a avaliação da participação isolada do coração foi feita pela dosagem dos hormônios tireoidianos na raiz da aorta e no seio coronário antes e após a isquemia miocárdica aguda induzida pelo clampeamento da aorta. Foram ainda quantificadas, em amostras do tecido miocárdico colhidas após a CEC, a expressão do gene das desiodades, enzimas responsáveis pela conversão dos hormônios tireoidianos nos tecidos periféricos. Essas medidas sanguíneas foram comparadas, bem como a expressão das desiodases presentes no músculo cardíaco, relacionando a sua expressão à variação transcardíaca dos hormônios tireoidianos. O estudo demonstrou uma queda significativa de 37,6% da concentração periférica de T3 associada a uma elevação de 261,6% do rT3 e manutenção das concentrações séricas de T4 livre ao longo do acompanhamento perioperatório nos três grupos. Os resultados não mostraram diferença da variação periférica dos hormônios tireoidianos entre os grupos. Nas amostras centrais, observou-se uma redução transcardíaca de 4,6% de T3 com incremento de 6,9% do rT3, sem alterações do T4 total no grupo estenose aórtica antes do início da CEC. Esse comportamento, no entanto, não foi visto nos pacientes com doença arterial coronariana antes da CEC. Após cerca de 3 minutos de reperfusão miocárdica depois do término da CEC, as variações de concentração de T3 e de rT3 entre a aorta e o seio coronário se perderam. A análise do mRNA do tecido miocárdico indicou expressão significativa da desiodase tipo III com ausência de expressão da desiodase tipo II nos três grupos, sem diferença significativa entre elas. Dessa forma, pode-se concluir que as cirurgias cardíacas com CEC ou sem CEC estão associadas ao desenvolvimento da SEE e que a intensidade desse distúrbio metabólico é similar nos três tipos de procedimento, independente da CEC. Em relação à contribuição do coração para este fenômeno, a expressão das enzimas relacionadas à síndrome no tecido cardíaco foi observada em todos os grupos estudados, mas somente o grupo estenose aórtica demonstrou variação hormonal transcardíaca pré-CEC, com a isquemia miocárdica possivelmente neutralizando esse efeito após a CEC. É possível que a isquemia crônica provavelmente devido à hipertrofia miocárdica, e não a isquemia aguda causada pela CEC, tenha uma capacidade de modificar as concentrações dos hormônios tireoidianos / Heart diseases are the main cause of death over the world and thyroid hormones are key elements in myocardial metabolism and cardiovascular physiology. In heart disease patients, low thyroid hormone levels lead to a worse prognosis and increase in the mortality, even with regular thyroid function, in a condition known as Euthyroid Sick Syndrome (ESS). There is no evidence that myocardial tissue is involved in ESS pathophysiology. The better understanding of heart role might be important to optimal treatment of heart disease. The current study aims to evaluate thyroid hormones variation induced by myocardial metabolism in patients submitted to several acute myocardial ischemic intensities and study the main mechanisms associated to this condition. To reach this objective, 35 stable severe aortic stenosis coronary artery disease submitted to in-pump cardiac surgery and 12 patients submitted to off-pump myocardial revascularization surgery were analyzed at the procedure beginning, before aortic clamping, 3 minutes after aortic cross-clamp release, six and 24h after procedure by measuring thyroid hormones concentration in systemic circulation. Therefore, cardiac metabolism was evaluated alone by the thyroid hormones concentration measurement in aortic root and coronary sinus just before and after myocardial ischemia induced by aortic clamping, as well the gene expression of thyroid hormones metabolism related enzyme in myocardial tissue samples. There was a significant 37.6% reduction in T3 systemic concentration, a 261.6% elevation in rT3 and no variation in free T4 systemic values during the observation time in three groups. However, there were no statistically differences among the groups. Central analysis showed a 4.6% significant reduction in T3 and 6.9% increase in rT3 in coronary sinus, compared to aortic root, in aortic stenosis group before cardiopulmonary bypass. The same behavior was not observed in coronary artery disease before aortic cross clamping. After cardiopulmonary bypass, no differences were seen in any group. However, Deiodinase Type III, which is responsible for the T3 concentration decrease, gene RNA-m expression was detected in all myocardial tissue biopsies, and the Deiodinase Type II, which produces T3 from T4, was absent in myocardial tissue during the heart surgery. In conclusion, in- or off-pump heart surgeries are associated to similar systemic ESS intensities and to ESS-enzyme related gene expressions in myocardial tissue. However, myocardial metabolism in aortic stenosis patients is able to change thyroid hormones concentrations, probably due to myocardial hypertrophy and chronic ischemia assault, which were no observed in coronary disease patients

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(医学) / 甲第21640号 / 医博第4446号 / 新制||医||1034(附属図書館) / 京都大学大学院医学研究科医学専攻 / (主査)教授 髙折 晃史, 教授 大森 孝一, 教授 岩田 想 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Medical Science / Kyoto University / DFAM

Perchlorate ion interferes with thyroid function by competitively inhibiting the sodium-iodide symporter, thus blocking iodide uptake into the thyroid gland. In this study, the effect of perchlorate exposure on thyroid function and thyroid-responsive gene expression were examined in (1) embryos from eggs laid by perchlorate-treated Japanese quail hens and (2) perchlorate-treated young Japanese quail. I hypothesized that perchlorate exposure would decrease thyroid function and that the consequent hypothyroidism would alter the expression of thyroid sensitive genes. Laying Japanese quail hens were treated with 2000 mg/l and 4000 mg/l ammonium perchlorate in drinking water. Eggs from these hens were incubated. Embryos, exposed to perchlorate in the egg, were sacrificed at day 14 of the 16.5 day incubation period. Japanese quail chicks, 4-5 days old, were treated with 2000 mg/l ammonium perchlorate in drinking water for 2 and 7.5 weeks. Thyroid status was evaluated by measuring plasma thyroid hormone concentrations, thyroid gland weight and thyroidal thyroid hormone storage. Expression of thyroid-responsive genes was evaluated by measuring the mRNA levels of Type 2 deiodinase (D2) in the brain and liver, RC3/neurogranin mRNA level in the brain and Spot 14 mRNA level in the liver. Maternal perchlorate exposure led to embryonic hypothyroidism, demonstrated by thyroid hypertrophy and very low embryonic thyroidal TH storage. Embryonic hypothyroidism decreased body growth and increased D2 mRNA level in the liver (a presumed compensatory response to hypothyroidism) but did not affect the mRNA levels of D2 and RC3 in the brain. Spot 14 mRNA was not detected in embryonic liver. In the second part of the study, quail chicks showed early signs of hypothyroidism after two weeks of 2000 mg/l ammonium perchlorate exposure; plasma concentration and thyroid gland stores of both T4 and T3 were significantly decreased. After 7.5 weeks of perchlorate exposure, all thyroid variables measured indicated that the chicks had become overtly hypothyroid. D2 mRNA level was increased, a compensatory response to hypothyroidism, and spot 14 mRNA level was decreased, a substrate-driven response in the liver of quail chicks after two weeks of perchlorate exposure. However, no difference was observed in the mRNA levels of D2 and spot 14 in the liver after 7.5 weeks of perchlorate exposure, suggesting there was some adaptation to the hypothyroid condition. The mRNA level of D2 and RC3 in the brain was not affected by perchlorate-induced hypothyroidism in quail chicks after either 2 or 7.5 weeks of perchlorate exposure. As in the embryos, this suggests the brain of chicks was "protected" from the hypothyroid body conditions. / Ph. D.

Yes / Thyroid hormone (TH) is essential for adult brain function and its actions include several key roles in the hypothalamus. Although TH controls gene expression via specific TH receptors of the nuclear receptor class, surprisingly few genes have been demonstrated to be directly regulated by TH in the hypothalamus, or the adult brain as a whole. This study explored the rapid induction by TH of retinaldehyde dehydrogenase 1 (Raldh1), encoding a retinoic acid (RA)-synthesizing enzyme, as a gene specifically expressed in hypothalamic tanycytes, cells that mediate a number of actions of TH in the hypothalamus. The resulting increase in RA may then regulate gene expression via the RA receptors, also of the nuclear receptor class. In vivo exposure of the rat to TH led to a significant and rapid increase in hypothalamic Raldh1 within 4 hours. That this may lead to an in vivo increase in RA is suggested by the later induction by TH of the RA-responsive gene Cyp26b1. To explore the actions of RA in the hypothalamus as a potential mediator of TH control of gene regulation, an ex vivo hypothalamic rat slice culture method was developed in which the Raldh1-expressing tanycytes were maintained. These slice cultures confirmed that TH did not act on genes regulating energy balance but could induce Raldh1. RA has the potential to upregulate expression of genes involved in growth and appetite, Ghrh and Agrp. This regulation is acutely sensitive to epigenetic changes, as has been shown for TH action in vivo. These results indicate that sequential triggering of two nuclear receptor signalling systems has the capability to mediate some of the functions of TH in the hypothalamus.

Ainda não é claro o papel dos hormônios tireoideanos (HT) no desenvolvimento do esqueleto fetal. Para responder a questão, induzimos hipotireoidismo materno e fetal em camundongos prenhes através da administração de metimazol e perclorato de sódio. O esqueleto fetal apresentou discretas morfológicas até 16,5 dias de idade embrionária (E). Apenas no final da gestação, em 18,5E, foram observadas a redução significativa da zona hipertrófica, do número de condrócitos hipertróficos, desorganização e diminuição da quantidade dos condrócitos proliferativos, além da redução da expressão do colágeno I, X e osteocalcina. Os TRs, assim como LAT1, LAT2 e MCT8 foram detectados em todas as idades estudadas. A alta expressão gênica da D3, principal inativadora do hormônio tireoideano, em 14,5E e sua redução significativa durante o desenvolvimento, até atingir níveis indetectáveis no período pós-natal indicam que a D3 seja responsável por manter baixos níveis de HT no esqueletono início da gestação, garantindo um desenvolvimento ósseo normal. / Thyroid hormone (TH) plays a key role on post-natal bone development and metabolism, while its relevance during fetal bone development is uncertain. To study this, pregnant mice and fetuses were made hypothyroid. The skeleton morphology was preserved up to 16.5 embryonic days (E). Only at E18.5, the hypothyroid fetuses exhibited a reduction in femoral type I and type X collagen and osteocalcin mRNA levels, in the length and area of the proliferative and hypertrofic zones, in the number of chondrocytes per proliferative column, and in the number of hypertrophic chondrocytes. This suggests that up to E16.5, thyroid hormone signaling in bone is kept to a minimum. D3 mRNA was readily detected as early as E14.5 and its expression decreased markedly at E18.5, and even more after birth. The expression levels of D3 gene during early bone development along with the absence of a hypothyroidism-induced bone phenotype at this time suggest that its expression keeps thyroid hormone signaling in bone to very low levels at this early stage of bone development.