As leishmanias são parasitas intracelulares obrigatórios que utilizam fagócitos (em especial os macrófagos), para sua sobrevivência e propagação. Estes parasitas são interiorizados via interação com diversos receptores da superfície celular, como o receptor CR3 (MAC-1; CD18/CD11b), componente da família das 2-integrinas. As B2-integrinas são importantes em diferentes mecanismos imunológicos, como a adesão e migração de células, fagocitose e modulação de vias de sinalização intracelulares. Estudos demonstram que a molécula CD18 (constituinte de todas as B2-integrinas) está envolvida na resposta imune na leishmaniose experimental, mas há controvérsias quanto a sua importância na defesa contra esta infecção. Leucotrienos e prostaglandinas são mediadores lipídicos envolvidos em diversos mecanismos da resposta imune inata e adaptativa. Na leishmaniose, os leucotrienos são considerados cruciais para a defesa do organismo por induzir mecanismos efetores celulares, como fagocitose e atividade microbicida. Por outro lado, as prostaglandinas (em especial PGE2) exercem efeito imunossupressor sobre estes mecanismos, podendo favorecer o desenvolvimento da doença. Entretanto, não há conhecimento sobre a relação entre a expressão das B2-integrinas e a produção destes mediadores lipídicos na leishmaniose e a importância destas moléculas na resposta imune contra esta infecção. Assim, o objetivo desta tese foi investigar o efeito da redução da expressão das B2-integrinas na produção de citocinas, quimiocinas e de medidores lipídicos, em modelo de infecção experimental por L. amazonensis. Para isso, camundongos da linhagem C57BL/6 selvagens (WT) e com baixa expressão de CD18 (CD18 Low), foram infectados com promastigotas de L. amazonensis na pata posterior, e o desenvolvimento da infecção foi acompanhado por 5 e 8 semanas após a inoculação. Com base nos resultados obtidos, os animais CD18 Low apresentaram maior carga parasitária nas patas, em comparação com os camundongos selvagens. Além disso, a maior suscetibilidade dos camundongos CD18 Low foi independente da produção de NO e de IL-10 e da redução de IL-12 mediada por IL-4. Estes animais também apresentaram reduzida produção de IFN-gama. Além disso, os camundongos CD18 Low tiveram alterações na produção de LTB4 e de PGE2 ,as quais podem ter reduzido as respostas efetoras das células no sítio da infecção. Também demonstramos que a migração de neutrófilos e de eosinófilos para o sítio de infecção ocorreu de modo independente da expressão de CD18. O maior edema e recrutamento de eosinófilos nas patas dos camundongos CD18 Low foi independente da produção de MCP-1 e parcialmente dependente de RANTES. Entretanto, a produção de LTC4 pareceu ter sido o principal responsável por estes efeitos, em conjunto com PGD2. Deste modo, nossos resultados mostram que a baixa expressão de CD18 favorece o desenvolvimento da infecção por L. amazonensis. / Leishmania are obligate intracellular parasites that use phagocytes (especially macrophages) for their survival and propagation. These parasites are internalized through interaction with several receptors of cellular surface, such as the CR3 receptor (Mac-1; CD18/CD11b), component of the B2-integrins family. B2- integrins are involved in important immune mechanisms, such as cell adhesion, cell migration, phagocytosis and modulation of intracellular signaling pathways. Studies have shown that the CD18 molecule (component of all B2-integrins), is involved in the immune response in experimental leishmaniasis, but its importance in the host defense against this infection is still controversial. Leukotrienes and prostaglandins are lipid mediators involved in various mechanisms of innate and adaptive immune response. In leishmaniasis, leukotrienes are considered critical for the host defense, once it induces cellular effector mechanisms such as phagocytosis and microbicide activity. On the other hand, prostaglandins (in particular PGE2), lead to immunosuppressive effects on these mechanisms and may favor development of disease. However, it is unknown whether there is an interaction between the B2 integrins expression and the production of these mediators in leishmaniasis and the role of these molecules in host defense against this disease. Thus, the aim of this thesis was to verify the effect of reduced expression of B2-integrins in cytokines, chemokines and lipid mediators production, in experimental model of L. amazonensis infection. For this purpose, wild type mice (WT) and mice with reduced CD18 expression (CD18Low) from C57BL/6 strain were infected with L. amazonensis promastigotes in the hind footpad. The development of the infection was assessed for 5 and 8 weeks after inoculation. Our results showed that the CD18Low mice had higher parasite load in footpad, compared to wild-type mice. Moreover, the higher susceptibility of CD18Low mice was independent of NO and IL-10 production and independent of IL-12 reduction mediated by IL-4. These mice also showed reduced IFN- gamma production. CD18Low mice had alterations in LTB4 and PGE2 levels in site of infection, which may have altered the effector cell responses. We also demonstrated that the migration of neutrophils and eosinophils to the site of infection was CD18-independent. Moreover, the higher edema and eosinophils recruitment in CD18Low mice was MCP-1-independent and partially dependent of RANTES. However, LTC4 production seemed to be the main factor for edema and migration of eosinophils, together with PGD2. Thus, our results show that the reduction on CD18 expression favors the development of L. amazonensis infection.

TGF-β isoforms are important signalling molecules in wound repair in the skin. Transforming growth factor β3 (TGF-β3) has been implicated in scarless healing. In both animal and human models the application of exogenous TGF-β3 causes a reduction in the inflammatory response and improves the architecture of the neodermis. Research into the influence of TGF-β on scarring has tended to focus on fibroblasts. However, keratinocytes play a major role in scarring both indirectly, as a result of their influence over the behaviour of fibroblasts and also by directly influencing wound contraction. Thus, experiments were carried out to investigate the influence of TGF-β3 on the behaviours of a keratinocyte cell line (HaCaT). Incubation with TGF-β3 increased cell spreading and appeared to reduce cell-surface contacts indicated by both SPR imaging and a detachment assay. TGF-β3 also caused a decreased cell alignment response to microcontact printed protein patterns, in part due to the deposition of laminin which is associated with the TGF-β induced cell migration. There is evidence that TGF-β isoforms differentially influence the outcome of wound healing. Similar to the results produce following addition of exogenous TGF-β3, the neutralisation of TGF-β1 and 2 has been shown to reduce scar formation in the adult wounds. During reepithelialisation keratinocytes experience a dynamic environment. Both extracellular matrix proteins and growth factors influence the progression of wound repair which includes both cell migration and proliferation. Few studies have examined collective cell behaviour in response to TGF-β isoforms and ECM coated substrates. Thus both wound closure and cell proliferation assays were conducted for different ECM proteins fibronectin, laminin and collagen type I and for TGF-β1, 2 and 3. Rates of wound closure were significantly reduced on laminin coated substrates while cell proliferation rates were increased. TGF-β2 and 3 induced significant increases in wound closure rates. This appeared to correspond with an increase in the number of cells independently migrating out from the wound margins. Only TGF-β3 caused a significant decrease in cell proliferation over a 4 day period. Laminin332 deposition is central to the reepithelialisation process and is known to be induced in response to TGF-β. Thus experiments were carried out to investigate HaCaT cell laminin332 deposition in response to TGF-β1, 2 and 3. Both an immunofluorescence staining technique and an ELISA based semi-quantification method was used. Following 4 day incubation all TGF-β isoforms significantly increased laminin332 deposition; however TGF-β2 and 3 caused the most significant increases. Integrin receptors enable cell-matrix interactions during wound repair. TGF-β is known to influence the expression of integrin subunits. Thus, experiments were carried out to compare the influence of each TGF-β isoform on the expression of subunits β3, β2, β5, β1 and β4. All TGF-β isoforms significantly increased all subunit expression. TGF-β3 caused the most significant increase in β4 and both TGF-β2 and 3 caused the most significant increase in β2. While there were differences in cell responses to each isoforms, TGF-β3 did not stand out from the other two isoforms. Interestingly, TGF-β2 shared more similarities with TGF-β3 than it did with TGF-β1, in its role in enhancing wound closure and LN332 deposition. These comparative studies have shown that differences exist in the way TGF-β isoforms influence HaCaT cell behaviour, namely migration, laminin deposition and integrin expression.

Σα αρνητικά και θετικά κατά Gram βακτήρια E. coli και S. αureus αντίστοιχα αναγνωρίζονται και δεσμεύονται στην επιφάνεια των αιμοκυττάρων της C. capitata. Η πρόσδεση των βακτηρίων ενεργοποιεί τόσο τις β1 ιντεγκρίνες, όσο και σηματοδοτικά μονοπάτια που περιλαμβάνουν τα μόρια μεταγωγής σήματος Ras, Raf, MEK, ERK, FAK, Src, και GRB2. Οι παραπάνω ενεργοποιήσεις, σε συνδυασμό με τη συμμετοχή του κυτταροσκελετού της ακτίνης και της τουμπουλίνης, καταλήγουν στην επαγωγή της έκκρισης μορίων απαραίτητων για την κυτταροφαγία των βακτηρίων που είναι και το τελικό αποτέλεσμα των παραπάνω διαδικασιών. Σα συνθετικά πολυμερή σφαιρίδια, αλλά και πιθανόν και άλλοι αβιοτικοί παράγοντες, παρότι δεν έχουν καμία προηγούμενη εξελικτική σχέση με τα αιμοκύτταρα, ως σύγχρονο προϊόν της ανθρώπινης γνώσης, αναγνωρίζονται και δεσμεύονται στην επιφάνεια των αιμοκυττάρων από άγνωστους μέχρις στιγμής υποδοχείς. Η κυτταροφαγία τους προωθείται μέσω ενεργοποίησης σηματοδοτικών μονοπατιών που περιλαμβάνουν την ενεργοποίηση των μορίων FAK, Src και MAP κινασών καθώς και με τη συμμετοχή του κυτταροσκελετού της ακτίνης και της τουμπουλίνης. Ο LPS αναγνωρίζεται και δεσμεύεται στην επιφάνεια των αιμοκυττάρων, ενεργοποιεί άγνωστους μέχρις στιγμής υποδοχείς και διαμέσου σηματοδοτικών μονοπατιών που περιλαμβάνουν τις Ras, ενεργοποιεί τις MAP κινάσες και το σύστημα της έκκρισης. Αν και ενεργοποιεί και τις τρεις MAP κινάσες, μόνο η ERK και η p38 απαιτούνται τόσο στη διαδικασία της έκκρισης, όσο και στη διαδικασία της ενδοκυττάρωσής του. Η FAK, αν και ενεργοποιείται από τον LPS, δεν εμπλέκεται στην διαδικασία της ενδοκυττάρωσής του. Σα παραπάνω δείχνουν ότι τα αιμοκύτταρα έχουν αναπτύξει διακριτούς μηχανισμούς για την κυτταροφαγία των παθογόνων, των μικρομορίων και των αβιοτικών παραγόντων, γεγονός που δείχνει την ικανότητα εξέλιξης των εντόμων έτσι ώστε να καλύπτουν τις ανάγκες της επιβίωσή τους. / Gram negative and Gram positive bacteria, E. coli and S. αureus respectively, are recognized and they are bound on the C. capitata hemocyte surface. After binding, they activate β1 integrins and intracellular signalling pathways, involving the kinases Ras, Raf, MEK, ERK, FAK, Src, and GRB2. This signal transduction, with the participation of the cytoskeleton of actin and tuboulin filaments, leads to a regulated secretion, that is a prerequisite for phagocytosis. Latex beads and probably other abiotic factors, despite having no previous evolutionary relation to the hemocytes, being a new product of human knowledge, are recognized and they are bound on the hemocyte surface, by hitherto unknown receptors. They activate intracellular signalling pathways that involves FAK, Src and MAP kinases and they promote, with the participation of actin and tuboulin cytoskeleton, their phagocytosis. LPS is recognized and bound on the hemocyte surface and activates so far unknown receptors and through unknown intracellular signalling pathways involving Ras, activates the MAP kinases and the regulated secretion. Although it activates all three MAPKs, only the ΕRΚ and p38 are required not only for the secretion, but also for its internalization. Although FAK is activated by LPS, it does not get involved in the process of its internalization. All of the above mentioned results indicate that the hemocytes have developed distinct mechanisms for phagocytosis of pathogens, micromolecules and abiotic factors, a fact that underlines insects evolutionary adaptations, so that they can survive.

No description available.

Le CD40 ligand (CD40L) est un régulateur important de la réponse immunitaire et un contributeur clé dans les maladies auto-immunes. Nous avons rapporté précédemment que le CD40L se liait à l’intégrine α5β1, toutefois, les conséquences fonctionnelles de cette interaction demeurent inconnues. Les lymphocytes T sont au centre de la pathogénèse des maladies auto-immunes. Ils expriment, lors de celles-ci, des quantités aberrantes d’intégrines β1 faisant en sorte que la liaison CD40L/α5β1 pourrait être d’une haute importance dans les réponses inflammatoires. Dans cette étude, nous avons démontré que la forme soluble du CD40L (sCD40L) se liait aux lymphocytes T primaires ainsi qu’aux cellules Jurkat E6.1 et ce, dépendamment de l’intégrine α5β1. L’interaction du CD40L avec l’α5β1 lymphocytaire a induit l’activation des voies anti-apoptotiques dont les MAPKs (les protéines kinases mitogène activée) et les PI3 kinases (PI3K). La liaison du sCD40L à l’α5β1 n’a pas induit son changement structural ni son adhésion à la FN (fibronectine). Ceci pourrait avoir des conséquences directes sur la survie des cellules T lors de la progression des maladies inflammatoires. Ces résultats soulignent l’impact de l’interaction CD40L/α5β1 sur la fonction biologique des lymphocytes T et ils pourraient expliquer leur survie et leur persistance au niveau des sites d’inflammations durant les maladies auto- immunes. / CD40 ligand (CD40L) is a critical regulator of the immune response and a key contributor to autoimmune diseases. We have previously reported that CD40L binds to α5β1, albeit the functional consequences of this interaction remain elusive. T cells are central to the pathogenesis of autoimmune diseases and express high levels of β1 integrins in disease conditions, making the CD40L/α5β1 interaction a potential axis of significant importance in inflammatory complications. Here, we show that soluble CD40L (sCD40L) binds to freshly isolated primary T cells and to Jurkat E6.1 T cells in a α5β1-dependant manner. This leads to the activation of key survival proteins, including the mitogen-activated protein kinases (MAPKs) and the Akt PI3 kinase (PI3K). Binding of sCD40L to α5β1 does not induce its conformational change nor allow adherence to fibronectin. These results highlight the impact of the CD40L/α5β1 interaction in T-cell function and may explain the link between sCD40L and T-cell survival and persistence in inflammatory diseases.

<p>Diss. (sammanfattning) Umeå : Umeå universitet, 1996, härtill 6 uppsatser</p> / digitalisering@umu

Το οστό αποτελεί ένα ιδανικό περιβάλλον για μετάσταση, καθώς η συνεχής και δυναμική ανάπλασή του παρέχει μια γόνιμη βάση για την παλιννόστηση και τον πολλαπλασιασμό των καρκινικών κυττάρων. Ο μεταβολισμός του οστού αποτελείται από το στάδιο της απορρόφησης (bone resorption), το στάδιο του σχηματισμού (bone formation) και το στάδιο της ηρεμίας. Το 65-75% των γυναικών με καρκίνο του μαστού εμφανίζουν οστικές μεταστάσεις, καθώς τα καρκινικά κύτταρα του μαστού εμφανίζουν αυξημένο οστεοτροπισμό. Τα καρκινικά κύτταρα του μαστού όταν μεταναστεύουν στο οστό εκκρίνουν διάφορους αυξητικούς παράγοντες και κυτταροκίνες, οι οποίοι μέσω των οστεοβλαστών, υπερενεργοποιούν τους οστεοκλάστες με αποτέλεσμα την διατάραξη της φυσιολογικής ομοιοστασίας του οστού. Η αυξημένη οστεολυτική δραστηριότητα έχει ως αποτέλεσμα την απελευθέρωση αυξητικών παραγόντων που βρίσκονται εγκλωβισμένοι στο οστό, οι οποίοι συμβάλλουν στην επιβίωση και τον πολλαπλασιασμό των καρκινικών κυττάρων στο περιβάλλον του οστού. Έτσι εγκαθιδρύεται ένας ‘φαύλος κύκλος’ μεταξύ την ενεργοποίησης των οστεοκλαστών και την ανάπτυξης του όγκου στο περιβάλλον του οστού. Η οστική νόσος στον καρκίνο έχει σημαντικές κλινικές εκδηλώσεις που επηρεάζουν την ποιότητα ζωής του ασθενή. Αυτές περιλαμβάνουν πόνο στον σκελετό, εξασθένηση της κινητικότητας, υπερασβεστιαιμία, συχνά κατάγματα, συμπίεση των νευρικών ριζών και του νωτιαίου μυελού, καθώς και διαταραχές αιμοποίησης. Για την αντιμετώπιση των εκδηλώσεων της οστικής νόσου και γενικότερα των ασθενειών με αυξημένη οστεοκλαστική δραστηριότητα έχει εγκριθεί από τον FDA η χορήγηση διφωσφονικών. Τα διφωσφονικά είναι συνθετικά ανάλογα του πυροφωσφορικού (PPi), όπου οι δύο φωσφονικές ομάδες ενώνονται μέσω φωσφοαιθερικού δεσμού με ένα κεντρικό άτομο άνθρακα (P–C–P) στο οποίο είναι ομοιοπολικά συνδεδεμένες δύο πλευρικές αλυσίδες. Χωρίζονται σε δύο κατηγορίες τα αμινο-διφωσφονικά και τα μη αμινο-διφωσφονικά με διαφορετικούς μηχανισμούς δράσης. Το ζολενδρονικό ανήκει στην κατηγορία των αμινο-διφωσφονικών και δρα αναστέλλοντας την συνθάση του πυροφωσφορικού φαρνεσυλίου (FPP) στο μονοπάτι του μεβαλονικού. Το γεγονός αυτό έχει ως αποτέλεσμα την αναστολή της σύνθεσης των ισοπρενοϊδών λιπδίων FPP και πυροφωσφορικό γερανυλγερανύλιο (GGPP). Τα FPP και GGPP είναι απαραίτητα για την πρενυλίωση δηλαδή την λιπιδική τροποποίηση των μικρών GTPασων. Η πρενυλίωση είναι απαραίτητη για την «αγκυροβόληση» τους στην κυτταροπλασματική πλευρά τις κυτταρικής μεμβράνης 274 και ως εκ τούτου στην λειτουργία των σηματοδοτικών αυτών πρωτεϊνών που είναι επίσης απαραίτητη για την λειτουργία των οστεοκλαστών. Αρχικός σκοπός της διατριβής ήταν να εξετάσει την επίδραση του ζολενδρονικού σε βασικές ιδιότητες των καρκινικών κυττάρων, όπως είναι ο ανεξέλεγκτος πολλαπλασιασμός και η διήθηση σε γειτονικούς ιστούς. Για τα πειράματα που πραγματοποιήθηκαν χρησιμοποιήθηκαν δύο καρκινικές επιθηλιακές κυτταρικές σειρές από ανθρώπινο μαστό, με διαφορετική μεταστατική ικανότητα και διαφορετική έκφραση οιστρογοϋποδοχέων. Οι πειραματικές μελέτες που πραγματοποιήθηκαν σε θρεπτικό υλικό παρουσία ορού, ώστε να υπάρχει διέγερση των κυττάρων από μίγμα αυξητικών παραγόντων που υπάρχει στον ορό, έδειξαν ότι το ζολενδρονικό ανέστειλε στατιστικώς σημαντικά των κυτταρικό πολλαπλασιασμό και των δύο κυτταρικών σειρών. Επίσης αξιοσημείωτο είναι ότι το ζολενδρονικό ανέστειλε σε σημαντικό βαθμό την διήθηση και των δύο καρκινικών σειρών είτε χρησιμοποιήθηκε ως χημειοτακτικό ορός είτε εθισμένο υλικό καλλιέργειας από ινοβλάστες μαστού. Για την περαιτέρω μελέτη της ανασταλτικής δράσης του ζολενδρονικού στην διηθητική ικανότητα των καρκινικών κυττάρων, μελετήθηκε η δράση του σε βασικές διεργασίες των καρκινικών κυττάρων που συμβάλλουν στην διηθητική τους ικανότητα, την ικανότητα προσκόλλησης τους στον ECM και την κινητικότητά τους. Η επώαση των καρκινικών κυττάρων με ζολενδρονικό είχε ως αποτέλεσμα την σημαντική αναστολή της ικανότητας προσκόλλησης τους σε όλα τα συστατικά του ECM για την MDA-MB-231 σειρά, ενώ για την MCF-7 παρατηρήθηκε αναστολή της προσκόλλησης σε όλα τα συστατικά του ECM με μόνη διαφορά ότι η αναστολή αυτή δεν ήταν στατιστικώς σημαντική για τα κολλαγόνα τύπου Ι και IV. Η μελέτη της κινητικότητας των καρκινικών κυττάρων μελετήθηκε με δύο τρόπους, έτσι ώστε να έχουμε μια πιο ξεκάθαρη εικόνα για την δράση του ζολενδρονικού. Και από τις δύο πειραματικές τεχνικές παρατηρήθηκε ότι η κυτταρική κινητικότητα αναστέλλεται σημαντικά υπό την επίδραση του ζολενδρονικού για τα MDA-MB-231 κύτταρα. Αξιοσημείωτο είναι το γεγονός ότι η ανασταλτική δράση του ζολενδρονικού στην κυτταρική κινητικότητα παρατηρήθηκε και στην συγκέντρωση των 3μΜ. Ο εξωκυττάριος χώρος δεν είναι ένα απλό υποστηρικτικό σύστημα μορίων του συνδετικού ιστού, αλλά αποτελεί μια δομική μονάδα η οποία λαμβάνει μέρος σε φυσιολογικές αλλά και παθολογικές διεργασίες. Η σημαντικότητα της δομής και Περίληψη 275 λειτουργικότητας των μορίων του εξωκυττάριου χώρου στις παθοφυσιολογικές διαδικασίες τον καθιστούν ως ένα από τα σημαντικότερα προς μελέτη πεδία. Είναι ευρέως γνωστό ότι οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ καρκινικών κυττάρων και των συστατικών του εξωκυττάριου χώρου, εκτός από την επαγωγή του κυτταρικού πολλαπλασιασμού, είναι σημαντικές για την πρόοδο του καρκίνου, την αγγειογέννεση και τη μετάσταση. Με βάση τη σύγχρονη βιβλιογραφία, αλλά και την μακροχρόνια εμπειρία και το δημοσιευμένο έργο του εργαστηρίου μας, είναι γνωστό ότι αλλαγές στην έκφραση τριών ο σημαντικών κατηγοριών μορίων του εξωκυττάριου χώρου, των PGs των MMPs και των ιντεγκρινών, μπορεί να έχουν σημαντικές συνέπειες στην ανάπτυξη και την πρόοδο του καρκίνου του μαστού. Για το σκοπό αυτό έγινε εκτενής μελέτη στο επίπεδο της δράσης του ζολενδρονικού στις κατηγορίες αυτών των μορίων. Η χορήγηση του ζολενδρονικού στα κύτταρα είχε ως αποτέλεσμα την αναστολή της έκφρασης, ενός σημαντικού για την οστική μετάσταση μορίου, της συνδεκάνης-1 τόσο σε γονιδιακό όσο και σε πρωτεϊνικό επίπεδο και στις δύο καρκινικές σειρές. Επίσης ανέστειλε την γονιδιακή έκφραση της συνδεκάνης -2 στην MCF-7 και MDAMB- 231 παρατηρήθηκε μια τάση αναστολής της. Για την συνδεκάνη-4 δεν επηρέασε την γονιδιακή της έκφραση στην MDA-MB-231, ενώ στην MCF-7 την ανέστειλε. 6στόσο σε πρωτεϊνικό επίπεδο αύξησε την έκφραση της και στις δύο καρκινικές σειρές, γεγονός που υποδεικνύει πως καταστέλλει τον μηχανισμό αποικοδόμησής της. Βάσει πρόσφατων μελετών η αύξηση της έκφρασης της συνδεκάνης-4 έχει ως αποτέλεσμα την καταστολή της κινητικότητας των κυττάρων, γεγονός που εξηγεί την παρατηρούμενη από το ζολενδρονικό μείωση στην κινητικότητα των κυττάρων. Η μελέτη της δράσης του ζολενδρονικού στην έκφραση των MMPs και των TIMPs έδωσε σημαντικά στοιχεία για την παρατηρούμενη αναστολή της διηθητικής ικανότητας των καρκινικών κυττάρων, καθώς η έκφραση της των MMPs που μελετήθηκαν και στις δύο καρκινικές σειρές μειώθηκε σημαντικά, ενώ η έκφραση των TIMPs αυξήθηκε σημαντικά. Όσον αφορά τις ιντεγκρίνες, των οποίων ο ρόλος στην κυτταρική προσκόλληση είναι γνωστός, στα κύτταρα MDA-MB-231 το ζολενδρονικό προκάλεσε στατιστικά σημαντική αναστολή στην έκφραση των υπομονάδων α1, α4, α5, β1, β2, β6 των ιντεγκρινών, καθώς και στις ιντεγκρίνες αvβ3 και α5β1, προκάλεσε σχεδόν πλήρη αναστολή στην έκφραση των β3 και αvβ5, επαγωγή στις αv και β4 υπομονάδες και δεν επηρέασε την έκφραση των α2 και α3. Αντίστοιχα, στα MCF-7 το ζολενδρονικό προκάλεσε αναστολή στην έκφραση των 276 υπομονάδων α2, α3, α5, αν, αvβ3, β1, β2, β3, β6 και των ιντεγκρινών αvβ5 και α5β1. Προκάλεσε επίσης επαγωγή στην υπομονάδα α1, ενώ δεν επηρέασε την έκφραση των υπομονάδων α4 και β4. Αξιοσημείωτη είναι η αναστολή της αvβ3, καθώς το ετεροδιμερές αυτό παίζει σημαντικό ρόλο στην μετάσταση των καρκινικών κυττάρων στο οστό. Συγκρίνοντας τα πειράματα της κυτταρικής προσκόλλησης και της έκφρασης των ιντεγκρινών παρατηρείται συμφωνία μεταξύ τους. Σημαντική επίσης για την αντικαρκινική και αντιμετασταστική δράση του ζολενδρονικού είναι η παρατηρούμενη αναστολή της έκκρισης του HA και της έκφρασης του υποδοχέα του, του CD44, καθώς το και τα δύο μόρια ξεχωριστά αλλά και ως σύμπλοκο διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην πρόοδο του καρκίνου και στην μετάσταση του στα οστά. Επόμενος σκοπός της διατριβής ήταν να μελετηθεί η επίδραση του ζολενδρονικού εκεί που κυρίως δίνει μετάσταση ο καρκίνος του μαστού, δηλαδή στα οστά. Για το λόγο μελετήθηκε η δράση του στην ενεργοποίηση των πρώιμων οστεοκλαστων σε υπόστρωμα οστού, χρησιμοποιώντας ως δείκτες την TRAP 5b και το NTx, και διαπιστώθηκε πως το ζολενδρονικό μπορεί να επάγει την αναστολή της οστεοκλαστογένεσης με μηχανισμό ο οποίος δεν βασίζεται στην υπερέκκριση της OPG. Επίσης ανέστειλε την έκφραση της ΜΜP-9, η οποία πέρα από την αποικοδομητική της δράση, αποτελεί και δείκτη της οστεοκλαστικής σειράς. Στην συνέχεια μελετήθηκε η ενεργοποίηση των οστεοκλαστών σε ένα πειραματικό μοντέλο που περιλάμβανε την συν-καλλιέργεια πρώιμων οστεοκλαστών και καρκινικών κυττάρων της σειράς MDA-MB-231 παρουσία και απουσία αυξητικών παραγόντων που επάγουν την ενεργοποίηση των οστεοκλαστών. Και στις δύο περιπτώσεις η ωρίμανση των οστεοκλαστών αναστάλθηκε δοσο-εξαρτώμενα. Αξιοσημείωτο είναι το γεγονός ότι τα καρκινικά κύτταρα μπορούν από μόνα τους να επάγουν την ενεργοποίηση των οστεοκλαστών καθώς και ότι ζολενδρονικό αναστέλλει την ενεργοποίηση των οστεοκλαστων στην χαμηλή συγκέντρωση των οστεοκλαστών. Επίσης και στις δύο περιπτώσεις το ζολενδρονικό μείωσε σημαντικά το φορτίο των ζελατινασών στο περιβάλλον του οστού μειώνοντας έτσι και την λυτική τους δραστηριότητα. Όπως είναι γνωστό όταν τα καρκινικά κύτταρα μεταναστεύουν στο περιβάλλον του οστού ουσιαστικά εκμεταλλεύονται του μηχανισμούς αποικοδόμησης έτσι ώστε να δημιουργήσουν ένα περιβάλλον ευνοϊκό για την επιβίωσή τους. Για το λόγο αυτό μελετήθηκε η δράση του ζολενδρονικού στην δραστικότητα ενεργών οστεοκλαστών Περίληψη 277 καθώς και σε μόρια, όπως η TRAP, η β3 ιντεγκρίνη, η καθεψίνη Κ και οι MMP-1, -9, -14, που παίζουν σημαντικό ρόλο στην λειτουργία τους. Τα αποτελέσματα από την μέτρηση του NTx έδειξαν πως το ζολενδρονικό καταστέλλει την δραστικότητα των οστεοκλαστών. Όσον αφορά τα μόρια που μελετήθηκαν το ζολενδρονικό ανέστειλε την έκφραση τους στην συγκέντρωση των 15 μΜ, ενώ στην συγκέντρωση των 3 μΜ είτε ανέστειλε την έκφραση τους (ΜΜP-1, MT1-MMP, ιντεγκρίνη β3) είτε δεν την επηρέασε (καθεψίνη Κ, TRAP) είτε την αύξησε (MMP-9). Η μελέτη της πρωτεϊνικής έκφρασης της ΜΜP- 9 εμφάνισε το ίδιο μοτίβο με την γονιδιακή της έκφραση. Όπως είναι γνωστό η χημειοθεραπεία στον καρκίνο δεν έγκειται στην χορηγία ενός μόνο φαρμάκου αλλά σε συνδυασμούς φαρμάκων. Για το λόγο αυτό αξιολογήθηκε η δράση του ζολενδρονικού με άλλα γνωστά αντικαρκινικά μόρια (λετροζόλη και STI571), των οποίων η δράση τους έχει μελετηθεί και αξιολογηθεί από το εργαστήριο Βιοχημείας. Τα μόρια αυτά είναι η λετροζόλη και ο μοριακός αναστολέας STI571. Παρουσία των δύο ειδικών αναστολέων παρατηρήθηκε ενίσχυση της ανασταλτικής δράσης του ζολενδρονικού στον κυτταρικό πολλαπλασιασμό, χωρίς ωστόσο να παρατηρείται συνεργιστική δράση τους. Συνοψίζοντας το ζολενδρονικό φαίνεται να έχει σημαντική in vitro αντικαρκινική δράση, καθώς εμφανίζει ανασταλτική δράση στον πολλαπλασιασμό των καρκινικών κυττάρων και στα επιμέρους βήματα της μεταστατικής διαδικασίας. Επιδρά σε μόρια που παίζουν σημαντικό ρόλο στην εξάπλωση του όγκου και φαίνεται να μπορεί να διακόψει το ‘φαύλο κύκλο’ της οστικής νόσου στον καρκίνο του μαστού. Η χρησιμοποίηση του μαζί με άλλα αντικαρκινικά μπορεί να αυξήσει την ανασταλτική του ικανότητα. Περαιτέρω μελέτες θα βοηθήσουν στην in vivo επιβεβαίωση των παραπάνω και συγκεκριμένα ότι το ζολενδρονικό εν δυνάμει θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως αντικαρκινικός παράγοντας σε γυναίκες με καρκίνο του μαστού, έτσι ώστε να αποφευχθούν οι πιθανές μεταστάσεις στα οστά. / In this doctoral thesis the effect of zoledronic acid (zol) on human MDA-MB- 231 and MCF-7 breast cancer cell lines on cell proliferation, invasion, adhesion and migration were examine. The obtained results demonstrated that zoledronate effectively reduced cell growth for both cancer cell lines. Moreover the effect of zol on key matrix molecules that implicated in cell migration, invasion and metastasis, such as Proteoglycans, Metalloproteinase and integrins were studied. In both cell lines the inhibition of expression of both protein and gene levels were demonstrated. In order to evaluated the effect of zol on the activation of osteoclasts, bone particles with the appropriate growth factors were co-cultured with MDA-MB-231 cells. Conclusively the result of this thesis demonstrated that zol inhibits migration and invasiveness of breast cancer cells, which is of crucial importance in preventing the spread in bone inviroment.

No description available.

Submitted by Priscila Nascimento (pnascimento@icict.fiocruz.br) on 2013-03-22T14:03:31Z No. of bitstreams: 1 Tulio_Queto.pdf: 43727261 bytes, checksum: 24d32a6a536f42194f28e8e2b42a6fe1 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-03-22T14:03:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tulio_Queto.pdf: 43727261 bytes, checksum: 24d32a6a536f42194f28e8e2b42a6fe1 (MD5) Previous issue date: 2011 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil. / A provocação por via respiratória com ovalbumina (OVA) em camundongos sensibilizados promove, na medula óssea (MO), eosinopoiese, resposta exacerbada à Interleucina(IL)-5, e mudanças no padrão de resposta em cultura à eotaxina, à IL- 13 e aos antiinflamatórios não esteroidais (NSAIDs). Em cultura de MO, a Prostaglandina (PG) E2 induz apoptose de eosinófilos, por via dependente de NO sintase indutível (iNOS) e ligante de CD95 (CD95L), enquanto a dexametasona (DEXA) promove eosinopoiese, gerando eosinófilos agregados e morfológicamente imaturos e protege contra da apoptose induzida por PGE2, provavelmente por mecanismos que regulem a expressão ou ativação de integrinas. No presente trabalho avaliamos se: a) in vitro, os efeitos dos NSAIDs, da IL-13 e da eotaxina dependem da produção de cisteinil-leucotrienos (CisLT) e da sinalização via receptor 1 de CisLT (CysLT1R); b) in vitro, a DEXA regula expressão de VLA-4, que promoveria a agregação e imaturidade dos eosinófilos, e se PGE2 contrapõe a ação da DEXA; c) in vivo, G-CSF e dietilcarbamazina (DEC) promoveriam eosinopenia medular e sistemica e se inibiriam a inflamação pulmonar alérgica. Resultados: a) NSAIDs, eotaxina e IL-13 potencializam a eosinopoiese via produção de CisLT e sinalização via CysLT1R. Os NSAIDs ainda protegem os eosinófilos da apoptose induzida por PGE2 exógena. b) A interação farmacológica entre PGE2 e DEXA modificam a ação de ambas, de forma estreitamente relacionada sobre a expressão de VLA-4 e, em condições específicas, esses agentes sinergizam gerando quantidades aumentadas de eosinófilos maduros. c) A DEC, inibidor da síntese de LTs, que na filariose experimental possivelmente atua via iNOS, inibe a eosinopoiese e os efeitos da provocação sobre o pulmão e a MO, através da via iNOS-CD95L. O Fator Estimulante de Colônias de Granulócitos (G-CSF), estimulante da neutropoiese, igualmente inibiu a inflamação pulmonar alérgica através da inibição da eosinopoiese. Este trabalho é parte do projeto intitulado "Eosinofilia na Asma Experimental", licenciado pela Comissão de Ética no Uso de Animais (CEUA) da Fiocruz, sob nos L010/04 e L002/09. / Our laboratory has previously shown that airway allergen challenge in ovalbumin-sensitized mice rapidly induces an increase in bone-marrow (BM) eosinophil production (eosinopoiesis), along with an increased response to Interleukin(IL)-5 in BM culture, changes in the ex vivo responses to cytokines and immunomodulators, including nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) and cysteinyl-leukotrienes (CysLT), and colonization of the lungs by eosinophil progenitors. Early in the course of IL-5-induced eosinophil differentiation in BM culture, Prostaglandin E2 (PGE2) induces apoptosis, through a pathway dependent on the inducible isoform of NO synthase (iNOS) and the ligand for CD95 (CD95L). NSAIDs enhance eosinopoiesis and protect eosinophils in this critical period from exogenous PGE2, through a novel mechanism of action at the celular level. In this study, we show that indomethacin and aspirin act through endogenously synthesized CysLT, by establishing the essential roles of 5-lipoxygenase, LTC4 synthase and CysLT1R receptors, as well as the cytoprotective effect of CysLT against exogenous PGE2. The similarity between the effects of NSAIDs and those of eotaxin and IL-13 prompted us to reevaluate the contribution of endogenous CysLT to the effects of these cytokines. We confirmed that eotaxin and IL-13 act through this mechanism, and expand therefore the list of agents that, through CysLT, enhance eosinopoiesis, protecting immature eosinophils from apoptosis induced through the iNOS-CD95L pathway. Dexamethasone promotes BM eosinopoiesis, generating aggregated, cytologically immature eosinophils, which are nevertheless protected from PGE2- induced apoptosis. We examined therefore the possibility that dexamethasone upregulates integrin expression/activation, thereby maintaining an immature celular phenotype in cultured eosinophils, while PGE2 would have opposite effects on both integrin function and cytological maturation. We show that the proapoptotic effects of PGE2 are profoundly modified by its pharmacological interaction with dexamethasone, paralleling the effects of both drugs on integrins, and leading to a synergic generation of increased numbers of mature eosinophils, in very specific experimental conditions. Diethylcarbamazine (DEC) is an antihelminthic drug that blocks leukotriene synthesis, and possibly acts in experimental filarial infection through iNOS. We have examined, for the first time, the effects of DEC in a model of allergic pulmonary inflammation, showing that DEC is very effective in preventing the impact of airway allergen challenge on BM and lungs, through the in vivo operation of the iNOS-CD95L pathway. Granulocyte Colony-stimulating Factor (G-CSF), which stimulates neutropoiesis, mobilizes CD34+ hemopoietic progenitors from BM, and exerts complex immunoregulatory effects, was shown in our study to have a strong impact in a murine model of allergic pulmonary inflammation. Like DEC, G-CSF suppressed BM eosinopoiesis, although through a different mechanism, since DEC suppressed neutrophilia in the lungs with no effect on BM neutrophilia/neutropoiesis, while G-CSF promoted neutropoiesis and induced blood neutrophilia, even though it suppressed eosinopoiesis. This work was part of the Research Project “Eosinophilia in Experimental Asthma”, licensed by the Committee on the Ethical Use of Laboratory Animals (CEUA) at FIOCRUZ, under numbers L010/04 and L002/09.

The mechanism of mechanotransduction in chondrocyte matrix metabolism is not well understood, in part because of the density of cartilage and in part because of limitations in in vitroculture systems. Using alginate covalently modified to include the integrin adhesion ligand R-G-D (arginine-glycine-aspartate) represents a unique approach to studying mechanotransduction in that it allows for exploration of the role of integrin adhesion in mediating changes to chondrocyte behavior. The hypothesis of this research was that chondrocytes will form a cytoskeletal adhesion to RGD-alginate mediated integrins, that this attachment will enable chondrocyte sensation of mechanical signals, and this signaling will alter chondrocyte matrix metabolism. The first aim of this research was to characterize chondrocyte attachment to RGD-alginate, and assess the role of substrate mechanics on chondrocyte attachment kinetics and morphology. Secondly, the effect of chondrocyte attachment to RGD-alginate in 3D culture on matrix biosynthesis was assessed, as were changes in substrate mechanics. Finally, this research aimed to determine the metabolic response of chondrocytes to changes in intrinsic and extrinsic mechanics. It was found that the RGD ligand functionalized the alginate scaffold, enabling chondrocytes to sense the mechanical environment. Attachment kinetics, morphology, and proteoglycan metabolism were found to adapt to hydrogel matrix stiffness when an integrin adhesion was present. Externally applied compression was transmitted through this integrin attachment, causing changes in proteoglycan synthesis. Components of media serum were found to modulate the effects of integrin mechanotransduction. These results were obtained by analyzing a novel approach with established techniques, such as the DMB dye assay for sulfated GAG content. The conclusions conform to diverse data from cartilage explant loading and monolayer culture studies, yet were accomplished using one versatile system in a straightforward manner. The potential of this system extends further, into identification of intracellular signaling pathways and extracellular modulation of matrix components. Seeded RGD-alginate is well suited for studying consequences of integrin attachment.