Our aim was to determine the characteristics, treatments and outcomes of patients with primary spinal glioblastomas (GB) or gliosarcomas (GS) reported in literature until March 2015. PubMed and Web of Science were searched for peer-reviewed articles pertaining to cases of glioblastomas / gliosarcomas with primary spinal origin, using predefined search terms. Furthermore we performed hand searches tracking the references from the selected papers. Eighty-two articles published between 1938 and March 2015 were eligible. They reported on 157 patients. Median age at diagnosis was 22 years. The proportion of patients who received adjuvant chemo- or radiotherapy clearly increased from the time before 1980 until present. Median overall survival from diagnosis was 8.0 ± 0.9 months. On univariate analysis age influenced overall survival, whereas tumor location, gender and the extent of initial resection did not. Outcomes did not differ between children (< 18 years) and adults. However, the patients who were treated after 1980 achieved longer survival times than the patients treated before. On multivariable analysis only age (< 60 years) and the time period of treatment (>1980) were confirmed as positive independent prognostic factors. In conclusion, primary spinal GB / GS mainly affect younger patients and are associated with a dismal prognosis. However, most likely due to the increasing use of adjuvant treatment, modest therapeutic progress has been achieved over recent decades. The characteristics and treatments of primary spinal glioblastomas should be entered into a central registry in order to gain more information about the ideal treatment approach in the future.

O Glioblastoma Multiforme (GBM), tumor maligno do sistema nervoso central, é a forma mais agressiva e maligna entre os astrocitomas. Com tratamento padrão, o tempo médio de sobrevivência é de 10-12 meses. Uma vez que a família do paciente e os cuidadores familiares adoecem juntos, a ajuda psicológica às famílias é considerada essencial. O presente trabalho teve como objetivo estudar a qualidade de vida de cuidadores não-profissionais de pacientes portadores de GBM por meio de um programa psicoeducativo, visando promover condições para o uso produtivo de orientação e informação. A pesquisa envolveu um Grupo Experimental (GE) composto por vinte participantes e um Grupo Controle (GC) composto por dez participantes. Utilizou-se uma Entrevista Psicológica Semi-Dirigida e o instrumento de avaliação de qualidade de vida WHOQOL-bref. O instrumento é composto por duas questões gerais e 24 questões divididas em quatro domínios: físico, psicológico, relações sociais e meio ambiente. Posteriormente os participantes do GE foram incluídos em um programa psicoeducativo, individualmente, composto por quatro sessões temáticas com 45 minutos de duração cada realizadas uma vez ao mês. Os instrumentos foram reaplicados, ao final, para comparar os resultados da qualidade de vida, após a intervenção psicológica. O GC não participou do Programa Psicoeducativo, somente da aplicação dos instrumentos. O discurso do familiar é pautado pelo sentido de que a vida sofreu intensas mudanças. Os pacientes com GBM adquirem um alto grau de dependência dos cuidadores, que demonstram muitas vezes atitude de superproteção que pode resultar em infantilização do paciente. Em relação ao impacto psicossocial, ficou evidente a sobrecarga vivenciada, embora a maioria relate que se sente bem exercendo essa tarefa. Após a participação no Programa Psicoeducativo, todos os participantes apresentaram melhora na qualidade de vida, principalmente no domínio psicológico. Todos os domínios obtiveram diferenças estatisticamente significativas. Tiveram suas dúvidas esclarecidas quanto à doença, tratamento, bem como se sentiram acolhidos e relataram que, após a participação no programa, conseguiram encontrar uma forma de estabelecer comunicação com o paciente. Já no GC, houve uma piora da qualidade de vida em todos os Domínios. O atendimento psicoeducativo se mostrou benéfico, de forma a orientar e informar, além de minimizar o estresse desencadeado pela doença e permitir uma melhora no bem-estar e na qualidade de vida do cuidador familiar. Este vivencia o sentimento de perda iminente, desgaste físico e emocional, e muitas vezes, acaba por esquecer e ignorar seus próprios problemas partilhando os mesmos medos e angústias que o ente querido / Glioblastoma Multiforme (GBM), a malignant tumor of the central nervous system, is the most aggressive and malignant among astrocytomas. Median survival time with standard treatment is 10-12 months. Patient and family are involved together in the illness. Therefore, psychological support to family members is critical. The objective of this study was to investigate the quality of life of non-professional caregivers of patients with GBM by means of a psychoeducational program oriented to provide guidance and information. This research study involved an Experimental Group (EG) of twenty participants and a Control Group (CG) made up of ten participants. A semi-structured psychological interview and the WHOQOL-bref assessment tool were used. The WHOQOL-bref is comprised of two general questions and the remaining questions are distributed in sections that evaluate four domains: physical, psychological, social and environmental. The participants in the EG were then included in an individual psychoeducational program consisting of four monthly thematic sessions of 45 minutes each. At the end of the study, the tools were used again in order to compare quality of life before and after the psychological intervention. The CG was submitted only to the tools, not to the Psychoeducational Program. The basis of the family discourse is the dramatic change in their lives. Patients with GBM become highly dependent on their caregivers, who often show an attitude of overprotection that leads to childish behavior of the patient. In terms of psychosocial impact, caregivers consider these tasks very rewarding, despite the clear burden experienced. After attending the Psychoeducational Program, all participants managed to improve their quality of life, particularly in the psychological domain. All domains showed significant statistical differences. The participants obtained answers to their questions about the disease and the treatment. They felt reassured after the program and managed to find a way to connect with the patient. As to the CG, the quality of life got worse in all domains. The psychoeducational program proved to be beneficial, providing guidance and information, minimizing the stress triggered by the disease, and improving the wellness and quality of life of the family caregiver. These caregivers live with the sense of imminent loss, physical and emotional stress, and often end up by forgetting and ignoring their own problems, sharing the same fears and distress of their beloved ones

O inibidor da ligação do DNA 4 (ID4) é membro da família hélice-alça-hélice de fatores de transcrição, presente durante o desenvolvimento embrionário Sistema Nervoso Central, e que tem sido associado à mutações no gene TP53 e a ativação de SOX2. Juntamente com outros fatores de transcrição, ID4 está envolvido no processo de tumorigênese dos astrocitomas, contribuindo para a de-diferenciação celular, a proliferação e a quimiorresistência. Nesse estudo, nosso objetivo foi caracterizar o padrão de expressão de ID4 em astrocitomas humanos difusamente infiltrativos de graus II a IV de malignidade, classificados de acordo com a Organização Mundial de Saúde (OMS); correlacionar os níveis de expressão de ID4 com os de SOX2, SOX4, OCT-4 e NANOG, juntamente com o status mutacional de TP53; e correlacionar os resultados com os dados de sobrevida dos pacientes com GBM. PCR quantitativo em tempo real (qRT-PCR) foi realizado em 130 amostras de astrocitomas para obter a expressa relativa de cada gene, mostrando hiperexpressão de todos os fatores de transcrição analisados nas amostras tumorais. Correlação positiva foi encontrada comparando a expressão relativa de ID4 em astrocitomas infiltrativos com a expressão de SOX2 (r=0.50; p<0.005), SOX4 (r=0.43; p<0.005) e OCT-4 (r=0.39; p<0.05). Os resultados da análise mutacional de TP53 permitiu comparações entre os grupos mutado e não-mutado apenas nos casos de astrocitomas de baixo grau (AGII), que demonstraram altos níveis de ID4, SOX2 e SOX4 nos casos mutados (p<0.05). Esse padrão foi mantido em amostras de glioblastoma (GBM) secundário e foi confirmado por imunohistoquímica. A combinação da hiperexpressão de ID4, SOX4 e OCT-4 conferiu uma menor sobrevida (mediana de 6 meses) muito menor aos pacientes de GBM do que a hipoexpressão (mediana de 18 meses). Uma vez que ID4 isoladamente e SOX4 e OCT-4 como um complexo ativam a transcrição de SOX2, é possível que múltiplas vias de ativação de SOX2 prejudiquem o prognóstico dos pacientes de GBM. Esses resultados sugerem uma via comum para esses quatro alvos na tumorigênese dos astrocitomas, com ID4 surgindo como um novo alvo para estudos e terapias futuras / Inhibitor of DNA Binding 4 (ID4) is a member of the helix-loop-helix ID family of transcription factors, mostly present in the central nervous system during embryonic development, that has been associated with TP53 mutation and activation of SOX2. Along with other transcription factors, ID4 has been implicated in the tumorigenic process of astrocytomas, contributing to cell dedifferentiation, proliferation and chemoresistance. In this study, we aimed to characterize the ID4 expression pattern in human diffusely infiltrative astrocytomas of World Health Organization (WHO) grades II to IV of malignancy (AGII-AGIV); to correlate its expression level to that of SOX2, SOX4, OCT-4 and NANOG, along with TP53 mutational status; and to correlate the results with the clinical end-point of overall survival among glioblastoma patients. Quantitative real time PCR (qRT-PCR) was performed in 130 samples of astrocytomas for relative expression, showing up-regulation of all transcription factors in tumor cases. Positive correlation was found when comparing ID4 relative expression of infiltrative astrocytomas with SOX2 (r=0.50; p<0.005), SOX4 (r=0.43; p<0.005) and OCT-4 (r=0.39; p<0.05). The results from TP53 coding exon analysis allowed comparisons between wild-type and mutated status only in AGII cases, demonstrating significantly higher levels of ID4, SOX2 and SOX4 in mutated cases (p<0.05). This pattern was maintained in secondary GBM and further confirmed by immunohistochemistry. Combined hyperexpression of ID4, SOX4 and OCT-4 conferred a much lower (6 months) median survival than did hypoexpression (18 months). Because both ID4 alone and a complex of SOX4 and OCT-4 activate SOX2 transcription, it is possible that multiple activation pathways of SOX2 impair the prognosis of GBM patients. These results imply a similar pathway for these four targets in astrocytoma tumorigenesis, with ID4 appearing to be a new target for further studies and therapies

O glioblastoma multiforme (GBM) é um dos tumores mais letais e a radioterapia permanece como um dos principais tratamentos. Novas estratégias são necessárias para coibir a resistência ao tratamento, como o silenciamento de fatores de transcrição (FTs). Nossa hipótese é a de que FTs associados a listas de genes diferencialmente expressos, os quais foram selecionados para linhagens de GBM irradiadas, ou comparando amostras de GBM à amostras de tecido cerebral, possam fornecer alvos moleculares que aumentariam a morte das células tumorais, quando silenciados. Foram analisadas a proliferação, morte e ciclo celular, além da formação e diferenciação de neuroesferas, utilizando, em quase todas as etapas, a citometria de fluxo. Os FTs HEB e E2F1, cujas funções principais estão relacionadas à neurogênese e proliferação celular, foram selecionados a partir das análises in silico de GBM irradiados ou não, ou de GBMs comparados a amostras de cérebro normal, respectivamente. Esses FTs encontram-se expressos em linhagens U87, astrócitos primários e neuroesferas provenientes das mesmas, analisadas por Western blot. O silenciamento de HEB e E2F1 na linhagem U87, de forma geral, reduziu a proliferação, induziu morte celular e diminuiu a porcentagem de células em G0/ G1, em pelo menos um dos tempos analisados (24, 48 e 72h) em relação ao grupo transfectado com a sequência scrambled. O silenciamento de HEB e E2F1 reduziu o número de neuroesferas quando comparadas às células transfectadas com a sequência scrambled. Possivelmente, a capacidade anti-proliferativa do silenciamento dos FTs HEB e E2F1 observada no cultivo em monocamada da U87, possam atuar na capacidade de formação de neuroesferas e, consequentemente, podem ter um papel na manutenção das células tronco do GBM. O silenciamento não alterou a radiorresistência da U87 cultivada em monocamada, com exceção dos efeitos do silenciamento de E2F1 em 24 h, em que houve radioproteção. A irradiação não reduziu o número de neuroesferas silenciadas para HEB em comparação ao grupo não irradiado, mas reduziu o número de células presentes nas neuroesferas, indicando uma possível atuação de HEB na resposta à irradiação em neuroesferas, fato este nunca antes descrito. O silenciamento de E2F1 não interferiu na resposta das neuroesferas à radiação. A expressão de CD133 avaliada oito dias após a dissociação das células silenciadas para E2F1 e HEB, cultivadas em meio de diferenciação, foram superiores ao do grupo scrambled, indicando uma possível diminuição na diferenciação celular. O silenciamento dos dois FTs não atuou na seleção positiva de CD133+ após a irradiação, como observado no grupo das neuroesferas transfectadas com a sequência scrambled e irradiadas, comparado às não irradiadas. Assim, E2F1 e HEB mostraram-se alvos interessantes no sentido de reduzir a proliferação, tanto em células U87 cultivadas em monocamada quanto em neuroesferas. / Glioblastoma multiforme (GBM) is one of the most lethal tumors, and radiation therapy remains one of the main treatments. New strategies are needed to suppress typical GBM treatment resistance and transcription factors (TFs) silencing seems to be a promising strategy. Our hypothesis is that TFs associated with lists of differentially expressed genes which were selected for irradiated compared to shamirradiated GBM cell lines, or GBM samples compared to brain tissue samples, could provide molecular targets that are supposed to increase tumor cell death when they are silenced. We analyzed proliferation, cell death and cell cycle progression, besides the formation and differentiation of neurospheres, using several analyses by flow cytometry. The TFs HEB and E2F1, whose primary functions are related to neurogenesis and cell proliferation, were selected from in silico analysis of GBM irradiated or sham-irradiated GBMs and GBM samples compared with normal brain samples, respectively. These TFs were found expressed in U87 GBM cell line, and primary astrocytes, as well as in neurospheres derivated from both, as analyzed by Western blot. Silencing of E2F1 and HEB in U87 cells, reduced proliferation, induced cell death and decreased the percentage of cells at G0/G1 (24, 48 or 72h) compared to the scrambled sequence transfected group. HEB and E2F1 silencing reduced the number of neurospheres when compared to cells transfected with scrambled sequence. Possibly, the anti-proliferative ability of silencing of HEB and E2F1 TFs observed in monolayer culture of U87, may act in neurospheres forming capacity and therefore may play a role in the maintenance of GBM stem cells. In our experiments, gene silencing did not alter the radio-resistance of U87 grown in monolayer. Irradiation did not reduce the number of neurospheres silenced for HEB compared to non-irradiated group, but reduced the number of cells present in neurospheres, indicating a possible role of HEB in response to ionizing irradiation in neurospheres, a fact that was not described yet. The silencing of E2F1 in neurospheres did not affect the response to irradiation. The expression of CD133, as assessed at eight days after the dissociation of cells silenced for E2F1 and HEB (cultured in differentiation culture media), was superior compared with the scrambled group, indicating a possible decrease in cell differentiation. The silencing of both TFs did not influence the positive selection of CD133 after irradiation, as observed in the group of neurospheres transfected with scrambled sequence, and irradiated compared to nonirradiated. Thus, E2F1 and HEB proved to be interesting targets for decreasing proliferation in both U87 cells grown as monolayer or neurospheres.

A heterogeneidade entre as células tumorais e o suporte a elas proporcionado pelos componentes do microambiente tumoral (TME) são os dois principais responsáveis pela progressão do câncer e por tornar essas doenças essencialmente incuráveis. Assim, identificar as principais dependências das células malignas, sejam elas internas ou advindas do meio extracelular, é fundamental para entender seu comportamento e propor terapias mais eficientes. Nesta tese, abordamos aspectos destas duas questões separadamente. Em um primeiro trabalho, investigamos as interações de células tumorais com células-tronco mesenquimais (MSCs), um dos principais componentes do TME. MSCs participam ativamente do nicho tumoral, especialmente por serem capazes de liberar uma vasta gama de moléculas que, via sinalização parácrina, podem modular as células ao seu redor. No entanto, os principais mediadores e respectivos efeitos do secretoma dessas células nos tumores ainda precisam ser melhor elucidados. Ao investigar esses efeitos em glioblastomas (GBM), um dos tumores primários mais agressivos em adultos, mostramos que o secretoma de células-tronco mesenquimais derivadas de tecido adiposo humano (hADSCs) foi capaz de bloquear a autofagia das células malignas. Nossos dados revelaram que o secretoma de hADSCs ativou a via de sinalização de mTORC1 e reduziu a translocação nuclear de TFEB, um fator de transcrição chave que regula a autofagia e a a função lisossomal, nas células de GBM, impedindo que o fluxo autofágico fosse completado. Já em um segundo trabalho, no contexto da heterogeneidade celular em tumores, propusemos uma abordagem para análise de dados de céulas únicas focada em outliers. Minorias celulares com níveis anormalmente elevados, ou reduzidos, de expressão de determinados genes ou proteínas são em muitos casos responsáveis por resistir aos tratamentos e levar à recidiva da doença, ao mesmo tempo que, por serem outliers, são muitas vezes ignoradas ou excluídas das análises de dados. Assim, decidimos utilizar métodos estatísticos em dados de expressão de células únicas para detectar e analisar células outliers, comparando o seu comportamento com as demais células não-outliers. Denominamos essa abordagem de Single Cell OUTlier analysis (SCOUT) e a testamos em dados de células tumorais avaliadas por citometria de massas e por sequenciamento de RNA de células únicas (sc-RNA-seq). Como resultado, pudemos confirmar que, especialmente diante de determinados tratamentos, células outliers podem se comportar de maneira distinta de não-outliers, revelando informações potencialmente relevantes ao desenvolvimento de estretégias terapêuticas. Por fim, desenvolvemos uma ferramenta para automatizar a detecção e seleção de outliers em dados de célula única a fim de facilitar o estudo dessas células em diversos aspectos na pesquisa do câncer. / Intratumoral heterogeneity and the support provided by components of the tumor microenvironment (TME) to malignant cells are major contributors to cancer progression, and the two main factors that make this disease essentially incurable. Thus, identifying malignant cells dependencies, either in the intra- or extracellular environment, is fundamental to understand their behavior and propose more efficient therapies. In this thesis, we approached aspects of these two issues separately. In a first work, we investigated interactions between tumors and mesenchymal stem cells (MSCs), one of the main components in the TME. MSCs actively participate in the tumor niche, especially due to their capacity of releasing a wide range of molecules that can modulate cells in their surroundings. However, little is known about the effects of MSCs-derived molecules in tumor cells behavior. In investigating these effects on glioblastomas (GBM), one of the most aggressive primary tumors in adults, we found out that the secretome of human adipose-derived stromal cells (hADSCs) was able to block autophagy in malignant cells. Our data revealed that hADSCs secretome activated mTORC1 signaling pathway and reduced nuclear translocation of TFEB, a master transcription factor that regulates autophagy and lysosomal function, in GBM cells, preventing autophagic flux from being completed. In a second work, we addressed intratumoral heterogeneity by proposing an approach to analyze outliers in single cell data. Cellular minorities with abnormally high, or low, expression levels of certain genes or proteins are in many cases responsible for resisting treatments and lead to disease relapse, while for being outliers they are also frequently ignored or excluded from data analysis. Thus, we decided to apply statistical methods on single cell expression data to detect outliers and analyze them, comparing their behavior with the remaining non-outlier cells. We called this approach Single Cell OUTlier analysis (SCOUT) and tested it on tumor cell datasets obtained from mass cytometry and single cell RNA sequencing (scRNA-seq) experiments. Using SCOUT we were able to confirm that, especially upon specific treatments, outlier cells may behave differently from non-outliers, revealing potentially relevant information to aid in the development of novel therapeutic strategies. Finally, we developed a tool to automate detection and selection of outliers in single cell data with the aim to facilitate the study of these cells under different contexts in cancer research.

O glioblastoma (GBM) é o tumor primário do sistema nervoso central mais frequente no adulto, com sobrevida média de aproximadamente 12 meses. Múltiplas alterações genéticas e epigenéticas presentes neste tumor determinam sua biologia e fenótipo bastante agressivos. Assim, o presente estudo objetivou estudar a expressão dos genes envolvidos no Índice de Radiossensibilidade (RSI) e do gene MGMT em amostras de tumor primário humano de GBM, buscando identificar a associação destes com radiossensibilidade e sobrevida. Foram analisadas as características epidemiológicas, de evolução e desfecho clínico de 28 pacientes com GBM que fizeram uso de temozolamida (TMZ), cujos prontuários físicos e eletrônicos foram revisados no Serviço de Arquivo Médico (SAM) e Sistema Athos. Foi observado que 64,29% dos pacientes possuíam mais de 50 anos de idade e eram do sexo masculino; 86,36% possuíam o Karnofsky Performance Status acima ou igual a 80%; 57,14% possuíam localização não eloquente; 78,57% apresentavam lesão residual; 89,29% não foram reexpostos à radioterapia; 64,29% não fizeram uso de temozolamida metronômica; 96,43% não foram submetidos a outra quimioterapia; 78,57% não realizaram reabordagem cirúrgica; 60,71% tiveram progressão tardia e/ou não tiveram progressão da doença. Também foi evidenciado que tanto a regressão bruta de cada gene separadamente, quanto a regressão ajustada para os fatores clínicos mais relevantes (idade ao diagnóstico, localização do tumor e presença de lesão residual) não evidenciaram significância estatística em relação à progressão tardia. A relação entre o tempo de sobrevida global e a expressão dos genes ajustada para os mesmos fatores clínicos evidenciou significância estatística para os genes RELA (HR 1,265 / p = 0,01); c-Jun (HR 1,237 / p = 0,03) e c-ABL (HR 0,33 / p = 0,04). A análise de sobrevida livre de progressão ajustada mostrou diferença significativa (p = 0,04) entre os grupos com tumor de localização eloquente e não eloquente, assim como para a expressão do gene RELA (HR 1,107 / p = 0,03). Em relação à expressão gênica e a sobrevida global ou sobrevida livre de progressão dos pacientes pelo teste de Log-rank não foi observada diferença estatística. Na análise da expressão gênica com as variáveis clínico-epidemiológicas, a expressão do gene SUMO1 foi significativamente aumentada (p = 0,009) no grupo com progressão tardia com relação ao grupo com progressão precoce da doença, a expressão do AR apresentou aumento significativo (p = 0,021) no grupo em que a TMZ metronômica não foi administrada e as expressões dos genes RELA (p = 0,03),c-Jun (p = 0,005), STAT1 (p = 0.009) e HDAC1 (p = 0.044) estava elevada nos pacientes que apresentaram o exame neurológico pré-operatório normal. Esses dados indicam que o conjunto dos genes do RSI e o MGMT não demonstraram ser preditores de radiossensibilidade. Podemos inferir que RELA, c-Jun e c-ABL são potenciais marcadores de pior prognóstico e que SUMO1 pode ser um marcador de bom prognóstico / Glioblastoma (GBM) is the primary tumor of the central nervous system most common in adults, with a median survival of approximately 12 months. Multiple genetic and epigenetic alterations present in this tumor determine its biology and phenotype very aggressive. Thus, the present study aimed to study the expression of genes involved in radiosensitivity index (RSI) and the MGMT gene in GBM human primary tumor samples, seeking to identify the association of these with radiosensitivity and survival. The epidemiological evolution and clinical characteristics of 28 GBM patients who used temozolamide (TMZ), whose physical and electronic medical records were reviewed in the Medical File Service (SAM) and Athos System, were analyzed. It was observed that 64.29% of the patients were over 50 years of age and were male; 86.36% had Karnofsky Performance Status of 80 or more; 57.14% had no eloquent location; 78.57% had residual lesion; 89.29% did not have reexposure to radiotherapy; 64.29% did not use metronomic temozolamide; 96.43% did not undergo another chemotherapy; 78.57% did not undergo surgical reassessment; 60.71% had late progression and / or had no disease progression. It was also evidenced that both the gross regression of each gene separately and the regression adjusted for the most relevant clinical factors (age at diagnosis, tumor location and presence of residual lesion) did not show statistical significance in relation to the late progression. The relationship between overall survival time and gene expression adjusted for the same clinical factors showed statistical significance for RELA genes (HR 1.265 / p = 0.01), c-Jun (HR 1.237 / p = 0.03) and c-ABL (HR 0.33 / p = 0.04). Adjusted progression-free survival analysis showed a significant difference (p = 0.04) between the groups with eloquent and noneloquent localization, as well as RELA gene expression (HR 1,107 / p = 0.03). Regarding the gene expression and overall survival or progression-free survival of the patients by the Logrank test, no statistical difference was observed. In the analysis of the expression genes with the clinical-epidemiological variables the expression of the SUMO1 gene was significantly increased (p = 0.009) in the group with late progression in relation to the group with early disease progression, the expression of AR showed a significant increase (p = 0.021) in the group in which the metronomic TMZ was not administered and the RELA (p = 0.03), c-Jun (p = 0.005), STAT1 (p = 0.009) and HDAC1 (p = 0.044) gene expressions were elevated in patients who had normal preoperative neurologic examination. These data indicate that the set of RSIgenes and MGMT were not shown to be predictors of radiosensitivity. We can infer that RELA, c-Jun and c-ABL are potential markers of worse prognosis and that SUMO1 may be a marker of good prognosis

Astrocitomas constituem o tipo mais comum de tumor cerebral neuroepitelial primário apresentando grande heteogeneidade. De acordo com a Organização Mundial de Saúde, os astrocitomas podem ser histologicamente divididos em graus I- IV. Astrocitomas pilocíticos (grau I) são tumores circunscritos, de crescimento lento e bom prognóstico. Astrocitomas difusos (grau II) apresentam hipercelularidade, crescimento relativamente lento e propensão para invadir o tecido cerebral normaladjacente. Astrocitomas anaplásicos (grau III) apresentam aumento da celularidade, atipia nuclear e figuras mitóticas. Glioblastomas (GBMs - grau IV) representam o mais frequente e maligno tumor cerebral humano com crescimento extremamente agressivo, anaplasia, células altamente proliferativas, com frequente neoangiogênese e necrose. O comportamento altamente invasivo dos GBMs, caracterizado pela infiltração difusa para o parênquima cerebral normal adjacente, inviabiliza a remoção cirúrgica total do tumor. Além disso, as células dos GBMs são relativamente resistentes às terapias disponíveis. Analogamente a outros tipos de câncer, os GBMs demonstram comportamentos semelhantes às de células trofoblásticas, sugerindo vias de sinalização compartilhadas no controle dos processos tumorigênicos e de implantação da placenta. Em ambos os casos, o estabelecimento de um fenótipo invasivo compreende processos celulares que incluem aumento da proliferação, expressão ou repressão de moléculas de adesão celular específicas, produção de enzimas que digerem a matriz extracelular, expressão de produtos de proto-oncogenes, ativação da telomerase, evasão ou edição da resposta imune do hospedeiro e angiogênese. Com base nas características comuns entre células tumorais e trofoblastos, o presente trabalho teve como objetivo a busca in silico de genes expressos em placenta e tecidos tumorais e que podem contribuir para o estabelecimento e manutenção do fenótipo maligno, utilizando os bancos de dados de MPSS e SAGE. Dentre os 12 genes avaliados, CD99 foi o que apresentou o maior valor de expressão média nas amostras de GBM em comparação a amostras de tecido cerebral não neoplásico. Em uma casuística ampliada de astrocitomas , observou-se uma maior expressão relativa de CD99 em todos os graus de malignidade, sendo que os GBMs apresentaram os valores mais elevados. Esses achados foram confirmados em nível proteico por western blot e imunoistoquímica. Além disso, foi realizada a análise de imunolocalização de CD99 em amostras de tumores astrocíticos, com localização restrita a membrana ou citoplasma, em contraste ao tecido cerebral não neoplásico ou astrocitomas pilocíticos não infiltrantes, que não apresentaram marcação nestas estruturas. Ao compararmos três linhagens celulares derivadas de GBM, CD99 apresentou maior expressão na membrana e maior capacidade migratória nas linhagens A172 e U87MG, enquanto que a linhagem T98G apresentou menor expressão da proteína e ausência de capacidade migratória. O silenciamento da expressão de CD99 por siRNA diminuiu significativamente a migração das linhagens celulares A172 e U87MG. Além disto, anticorpo anti-CD99 apresentou maior marcação por em lamelipódios das células U87MG, possivelmente por reorganização do citoesqueleto de actina. Os resultados integrados de expressão gênica e proteica sugerem que a expressão de CD99 em astrocitomas de diferentes graus de malignidade pode contribuir para a capacidade infiltrativa destes tumores, ressaltando a importância desta proteína como um potencial alvo para a redução da capacidade infiltrativa dos astrocitomas nos processsos de migração e invasão / Astrocytomas are the most common type of primary neuroepithelial brain tumour and show great heterogeneity. According to World Health Organization criteria, astrocytomas can be histologically separated into grades I through IV. Pilocytic astrocytomas (grade I) are circumscribed, slow growing tumours with a good prognosis and mainly occur in children or young adults. Low-grade astrocytomas (grade II) show hypercellularity, relatively slow growth, and a propensity to invade surrounding normal brain tissue. Anaplastic astrocytomas (grade III) have increased cellularity, nuclear atypia, and mitotic figures. Glioblastomas (GBMs - grade IV), are the most common malignant and aggressive of all brain malignancies, exhibiting anaplastic, highly proliferative cells, with frequent neoangiogenesis and necrosis. GBM cells can escape complete resectability and are relatively resistant to the available therapies (radiation and chemotherapy). Similar to other cancer types, GBMs demonstrates behaviours that are analogous to trophoblastic cells, suggesting shared pathways to control tumourigenic processes and placental implantation. In both cases, the establishment of an invasive phenotype comprises cellular processes that include increased proliferation, the expression or repression of specific cell adhesion molecules, the production of enzymes that digest the extracellular matrix, the expression of proto-oncogene products, telomerase activation, evasion or edition of the host immune response, and angiogenesis. Based on the shared characteristics of tumour cells and trophoblasts, we searched in silico for genes that are in both placenta and tumour tissues using MPSS and SAGE databases and that could contribute to the establishment and maintenance of a malignant phenotype. Among 12 selected genes, CD99 exhibited the highest relative mRNA expression in GBM compared to non-neoplastic brain tissues. In a larger cohort of astrocytic tumours, we further demonstrated increased CD99 expression in all malignant grades, with GBMs showing the highest values. These findings were confirmed at the protein level by Western blotting and immunohistochemistry. Additionally, we demonstrated the CD99 localisation profile in astrocytic tumours. Interestingly, CD99 expression was confined to the cytoplasm or membrane in more malignant astrocytomas, in contrast to non-neoplastic brain tissue or non-infiltrative pilocytic astrocytoma, which showed no obvious staining in these structures. Comparison of three GBM cell lines revealed higher CD99 expression at the membrane and higher migratory capacity in the A172 and U87MG lines, but lower CD99 expression and no migratory ability in the T98 line. Knocking down CD99 expression by siRNA decreased significantly the migration of both A172 and U87MG cell lines. Additionally, a higher anti-CD99 antibody staining was observed in lamellipodia of U87MG, probably because of actin citoskeletal reorganization. These integrated CD99 gene and protein expression results suggest that CD99 expression in astrocytomas of different malignant grades might contribute to the infiltrative ability and support the importance of CD99 as a potential target to reduce infiltrative astrocytoma capacity in migration and invasion.

O glioblastoma (GBM) é o tumor primário do sistema nervoso central mais frequente no adulto, com sobrevida média de aproximadamente 12 meses. Múltiplas alterações genéticas e epigenéticas presentes neste tumor determinam sua biologia e fenótipo bastante agressivos. Assim, o presente estudo objetivou estudar a expressão dos genes envolvidos no Índice de Radiossensibilidade (RSI) e do gene MGMT em amostras de tumor primário humano de GBM, buscando identificar a associação destes com radiossensibilidade e sobrevida. Foram analisadas as características epidemiológicas, de evolução e desfecho clínico de 28 pacientes com GBM que fizeram uso de temozolamida (TMZ), cujos prontuários físicos e eletrônicos foram revisados no Serviço de Arquivo Médico (SAM) e Sistema Athos. Foi observado que 64,29% dos pacientes possuíam mais de 50 anos de idade e eram do sexo masculino; 86,36% possuíam o Karnofsky Performance Status acima ou igual a 80%; 57,14% possuíam localização não eloquente; 78,57% apresentavam lesão residual; 89,29% não foram reexpostos à radioterapia; 64,29% não fizeram uso de temozolamida metronômica; 96,43% não foram submetidos a outra quimioterapia; 78,57% não realizaram reabordagem cirúrgica; 60,71% tiveram progressão tardia e/ou não tiveram progressão da doença. Também foi evidenciado que tanto a regressão bruta de cada gene separadamente, quanto a regressão ajustada para os fatores clínicos mais relevantes (idade ao diagnóstico, localização do tumor e presença de lesão residual) não evidenciaram significância estatística em relação à progressão tardia. A relação entre o tempo de sobrevida global e a expressão dos genes ajustada para os mesmos fatores clínicos evidenciou significância estatística para os genes RELA (HR 1,265 / p = 0,01); c-Jun (HR 1,237 / p = 0,03) e c-ABL (HR 0,33 / p = 0,04). A análise de sobrevida livre de progressão ajustada mostrou diferença significativa (p = 0,04) entre os grupos com tumor de localização eloquente e não eloquente, assim como para a expressão do gene RELA (HR 1,107 / p = 0,03). Em relação à expressão gênica e a sobrevida global ou sobrevida livre de progressão dos pacientes pelo teste de Log-rank não foi observada diferença estatística. Na análise da expressão gênica com as variáveis clínico-epidemiológicas, a expressão do gene SUMO1 foi significativamente aumentada (p = 0,009) no grupo com progressão tardia com relação ao grupo com progressão precoce da doença, a expressão do AR apresentou aumento significativo (p = 0,021) no grupo em que a TMZ metronômica não foi administrada e as expressões dos genes RELA (p = 0,03),c-Jun (p = 0,005), STAT1 (p = 0.009) e HDAC1 (p = 0.044) estava elevada nos pacientes que apresentaram o exame neurológico pré-operatório normal. Esses dados indicam que o conjunto dos genes do RSI e o MGMT não demonstraram ser preditores de radiossensibilidade. Podemos inferir que RELA, c-Jun e c-ABL são potenciais marcadores de pior prognóstico e que SUMO1 pode ser um marcador de bom prognóstico / Glioblastoma (GBM) is the primary tumor of the central nervous system most common in adults, with a median survival of approximately 12 months. Multiple genetic and epigenetic alterations present in this tumor determine its biology and phenotype very aggressive. Thus, the present study aimed to study the expression of genes involved in radiosensitivity index (RSI) and the MGMT gene in GBM human primary tumor samples, seeking to identify the association of these with radiosensitivity and survival. The epidemiological evolution and clinical characteristics of 28 GBM patients who used temozolamide (TMZ), whose physical and electronic medical records were reviewed in the Medical File Service (SAM) and Athos System, were analyzed. It was observed that 64.29% of the patients were over 50 years of age and were male; 86.36% had Karnofsky Performance Status of 80 or more; 57.14% had no eloquent location; 78.57% had residual lesion; 89.29% did not have reexposure to radiotherapy; 64.29% did not use metronomic temozolamide; 96.43% did not undergo another chemotherapy; 78.57% did not undergo surgical reassessment; 60.71% had late progression and / or had no disease progression. It was also evidenced that both the gross regression of each gene separately and the regression adjusted for the most relevant clinical factors (age at diagnosis, tumor location and presence of residual lesion) did not show statistical significance in relation to the late progression. The relationship between overall survival time and gene expression adjusted for the same clinical factors showed statistical significance for RELA genes (HR 1.265 / p = 0.01), c-Jun (HR 1.237 / p = 0.03) and c-ABL (HR 0.33 / p = 0.04). Adjusted progression-free survival analysis showed a significant difference (p = 0.04) between the groups with eloquent and noneloquent localization, as well as RELA gene expression (HR 1,107 / p = 0.03). Regarding the gene expression and overall survival or progression-free survival of the patients by the Logrank test, no statistical difference was observed. In the analysis of the expression genes with the clinical-epidemiological variables the expression of the SUMO1 gene was significantly increased (p = 0.009) in the group with late progression in relation to the group with early disease progression, the expression of AR showed a significant increase (p = 0.021) in the group in which the metronomic TMZ was not administered and the RELA (p = 0.03), c-Jun (p = 0.005), STAT1 (p = 0.009) and HDAC1 (p = 0.044) gene expressions were elevated in patients who had normal preoperative neurologic examination. These data indicate that the set of RSIgenes and MGMT were not shown to be predictors of radiosensitivity. We can infer that RELA, c-Jun and c-ABL are potential markers of worse prognosis and that SUMO1 may be a marker of good prognosis

O inibidor da ligação do DNA 4 (ID4) é membro da família hélice-alça-hélice de fatores de transcrição, presente durante o desenvolvimento embrionário Sistema Nervoso Central, e que tem sido associado à mutações no gene TP53 e a ativação de SOX2. Juntamente com outros fatores de transcrição, ID4 está envolvido no processo de tumorigênese dos astrocitomas, contribuindo para a de-diferenciação celular, a proliferação e a quimiorresistência. Nesse estudo, nosso objetivo foi caracterizar o padrão de expressão de ID4 em astrocitomas humanos difusamente infiltrativos de graus II a IV de malignidade, classificados de acordo com a Organização Mundial de Saúde (OMS); correlacionar os níveis de expressão de ID4 com os de SOX2, SOX4, OCT-4 e NANOG, juntamente com o status mutacional de TP53; e correlacionar os resultados com os dados de sobrevida dos pacientes com GBM. PCR quantitativo em tempo real (qRT-PCR) foi realizado em 130 amostras de astrocitomas para obter a expressa relativa de cada gene, mostrando hiperexpressão de todos os fatores de transcrição analisados nas amostras tumorais. Correlação positiva foi encontrada comparando a expressão relativa de ID4 em astrocitomas infiltrativos com a expressão de SOX2 (r=0.50; p<0.005), SOX4 (r=0.43; p<0.005) e OCT-4 (r=0.39; p<0.05). Os resultados da análise mutacional de TP53 permitiu comparações entre os grupos mutado e não-mutado apenas nos casos de astrocitomas de baixo grau (AGII), que demonstraram altos níveis de ID4, SOX2 e SOX4 nos casos mutados (p<0.05). Esse padrão foi mantido em amostras de glioblastoma (GBM) secundário e foi confirmado por imunohistoquímica. A combinação da hiperexpressão de ID4, SOX4 e OCT-4 conferiu uma menor sobrevida (mediana de 6 meses) muito menor aos pacientes de GBM do que a hipoexpressão (mediana de 18 meses). Uma vez que ID4 isoladamente e SOX4 e OCT-4 como um complexo ativam a transcrição de SOX2, é possível que múltiplas vias de ativação de SOX2 prejudiquem o prognóstico dos pacientes de GBM. Esses resultados sugerem uma via comum para esses quatro alvos na tumorigênese dos astrocitomas, com ID4 surgindo como um novo alvo para estudos e terapias futuras / Inhibitor of DNA Binding 4 (ID4) is a member of the helix-loop-helix ID family of transcription factors, mostly present in the central nervous system during embryonic development, that has been associated with TP53 mutation and activation of SOX2. Along with other transcription factors, ID4 has been implicated in the tumorigenic process of astrocytomas, contributing to cell dedifferentiation, proliferation and chemoresistance. In this study, we aimed to characterize the ID4 expression pattern in human diffusely infiltrative astrocytomas of World Health Organization (WHO) grades II to IV of malignancy (AGII-AGIV); to correlate its expression level to that of SOX2, SOX4, OCT-4 and NANOG, along with TP53 mutational status; and to correlate the results with the clinical end-point of overall survival among glioblastoma patients. Quantitative real time PCR (qRT-PCR) was performed in 130 samples of astrocytomas for relative expression, showing up-regulation of all transcription factors in tumor cases. Positive correlation was found when comparing ID4 relative expression of infiltrative astrocytomas with SOX2 (r=0.50; p<0.005), SOX4 (r=0.43; p<0.005) and OCT-4 (r=0.39; p<0.05). The results from TP53 coding exon analysis allowed comparisons between wild-type and mutated status only in AGII cases, demonstrating significantly higher levels of ID4, SOX2 and SOX4 in mutated cases (p<0.05). This pattern was maintained in secondary GBM and further confirmed by immunohistochemistry. Combined hyperexpression of ID4, SOX4 and OCT-4 conferred a much lower (6 months) median survival than did hypoexpression (18 months). Because both ID4 alone and a complex of SOX4 and OCT-4 activate SOX2 transcription, it is possible that multiple activation pathways of SOX2 impair the prognosis of GBM patients. These results imply a similar pathway for these four targets in astrocytoma tumorigenesis, with ID4 appearing to be a new target for further studies and therapies

Astrocitomas constituem o tipo mais comum de tumor cerebral neuroepitelial primário apresentando grande heteogeneidade. De acordo com a Organização Mundial de Saúde, os astrocitomas podem ser histologicamente divididos em graus I- IV. Astrocitomas pilocíticos (grau I) são tumores circunscritos, de crescimento lento e bom prognóstico. Astrocitomas difusos (grau II) apresentam hipercelularidade, crescimento relativamente lento e propensão para invadir o tecido cerebral normaladjacente. Astrocitomas anaplásicos (grau III) apresentam aumento da celularidade, atipia nuclear e figuras mitóticas. Glioblastomas (GBMs - grau IV) representam o mais frequente e maligno tumor cerebral humano com crescimento extremamente agressivo, anaplasia, células altamente proliferativas, com frequente neoangiogênese e necrose. O comportamento altamente invasivo dos GBMs, caracterizado pela infiltração difusa para o parênquima cerebral normal adjacente, inviabiliza a remoção cirúrgica total do tumor. Além disso, as células dos GBMs são relativamente resistentes às terapias disponíveis. Analogamente a outros tipos de câncer, os GBMs demonstram comportamentos semelhantes às de células trofoblásticas, sugerindo vias de sinalização compartilhadas no controle dos processos tumorigênicos e de implantação da placenta. Em ambos os casos, o estabelecimento de um fenótipo invasivo compreende processos celulares que incluem aumento da proliferação, expressão ou repressão de moléculas de adesão celular específicas, produção de enzimas que digerem a matriz extracelular, expressão de produtos de proto-oncogenes, ativação da telomerase, evasão ou edição da resposta imune do hospedeiro e angiogênese. Com base nas características comuns entre células tumorais e trofoblastos, o presente trabalho teve como objetivo a busca in silico de genes expressos em placenta e tecidos tumorais e que podem contribuir para o estabelecimento e manutenção do fenótipo maligno, utilizando os bancos de dados de MPSS e SAGE. Dentre os 12 genes avaliados, CD99 foi o que apresentou o maior valor de expressão média nas amostras de GBM em comparação a amostras de tecido cerebral não neoplásico. Em uma casuística ampliada de astrocitomas , observou-se uma maior expressão relativa de CD99 em todos os graus de malignidade, sendo que os GBMs apresentaram os valores mais elevados. Esses achados foram confirmados em nível proteico por western blot e imunoistoquímica. Além disso, foi realizada a análise de imunolocalização de CD99 em amostras de tumores astrocíticos, com localização restrita a membrana ou citoplasma, em contraste ao tecido cerebral não neoplásico ou astrocitomas pilocíticos não infiltrantes, que não apresentaram marcação nestas estruturas. Ao compararmos três linhagens celulares derivadas de GBM, CD99 apresentou maior expressão na membrana e maior capacidade migratória nas linhagens A172 e U87MG, enquanto que a linhagem T98G apresentou menor expressão da proteína e ausência de capacidade migratória. O silenciamento da expressão de CD99 por siRNA diminuiu significativamente a migração das linhagens celulares A172 e U87MG. Além disto, anticorpo anti-CD99 apresentou maior marcação por em lamelipódios das células U87MG, possivelmente por reorganização do citoesqueleto de actina. Os resultados integrados de expressão gênica e proteica sugerem que a expressão de CD99 em astrocitomas de diferentes graus de malignidade pode contribuir para a capacidade infiltrativa destes tumores, ressaltando a importância desta proteína como um potencial alvo para a redução da capacidade infiltrativa dos astrocitomas nos processsos de migração e invasão / Astrocytomas are the most common type of primary neuroepithelial brain tumour and show great heterogeneity. According to World Health Organization criteria, astrocytomas can be histologically separated into grades I through IV. Pilocytic astrocytomas (grade I) are circumscribed, slow growing tumours with a good prognosis and mainly occur in children or young adults. Low-grade astrocytomas (grade II) show hypercellularity, relatively slow growth, and a propensity to invade surrounding normal brain tissue. Anaplastic astrocytomas (grade III) have increased cellularity, nuclear atypia, and mitotic figures. Glioblastomas (GBMs - grade IV), are the most common malignant and aggressive of all brain malignancies, exhibiting anaplastic, highly proliferative cells, with frequent neoangiogenesis and necrosis. GBM cells can escape complete resectability and are relatively resistant to the available therapies (radiation and chemotherapy). Similar to other cancer types, GBMs demonstrates behaviours that are analogous to trophoblastic cells, suggesting shared pathways to control tumourigenic processes and placental implantation. In both cases, the establishment of an invasive phenotype comprises cellular processes that include increased proliferation, the expression or repression of specific cell adhesion molecules, the production of enzymes that digest the extracellular matrix, the expression of proto-oncogene products, telomerase activation, evasion or edition of the host immune response, and angiogenesis. Based on the shared characteristics of tumour cells and trophoblasts, we searched in silico for genes that are in both placenta and tumour tissues using MPSS and SAGE databases and that could contribute to the establishment and maintenance of a malignant phenotype. Among 12 selected genes, CD99 exhibited the highest relative mRNA expression in GBM compared to non-neoplastic brain tissues. In a larger cohort of astrocytic tumours, we further demonstrated increased CD99 expression in all malignant grades, with GBMs showing the highest values. These findings were confirmed at the protein level by Western blotting and immunohistochemistry. Additionally, we demonstrated the CD99 localisation profile in astrocytic tumours. Interestingly, CD99 expression was confined to the cytoplasm or membrane in more malignant astrocytomas, in contrast to non-neoplastic brain tissue or non-infiltrative pilocytic astrocytoma, which showed no obvious staining in these structures. Comparison of three GBM cell lines revealed higher CD99 expression at the membrane and higher migratory capacity in the A172 and U87MG lines, but lower CD99 expression and no migratory ability in the T98 line. Knocking down CD99 expression by siRNA decreased significantly the migration of both A172 and U87MG cell lines. Additionally, a higher anti-CD99 antibody staining was observed in lamellipodia of U87MG, probably because of actin citoskeletal reorganization. These integrated CD99 gene and protein expression results suggest that CD99 expression in astrocytomas of different malignant grades might contribute to the infiltrative ability and support the importance of CD99 as a potential target to reduce infiltrative astrocytoma capacity in migration and invasion.