Sabe-se há décadas que mutações nos genes ras estão presentes em cerca de 20% dos cânceres humanos, mas o desenvolvimento de terapias eficazes para o tratamento de câncer dependente dos oncogenes ras permanece um desafio científico importante. Nesse contexto, o nosso grupo publicou recentemente resultados interessantes mostrando que FGF2 exógeno ou PMA, contrariamente à expectativa geral, inibem a proliferação de células de camundongo malignas dependentes dos oncogenes H- ou K-Ras. Para dar continuidade a estes estudos o projeto desta tese foi planejado para investigar os mecanismos subjacentes a possíveis efeitos citotóxicos de FGF2 e PMA em células humanas transformadas por ras. Para esse fim, a linhagem humana imortalizada HEK 293 foi condicionalmente transformada pela expressão ectópica da construção quimérica de DNA ER:H-rasV12, que codifica a oncoproteína de fusão ER:H-RasV12, cuja atividade é induzível por 4-hidroxi-tamoxifen (4OHT). Essa abordagem nos permitiu verificar os efeitos de FGF2 e PMA em sublinhagens HEK/ER:HrasV12 fenotipicamente \"normais\" ou transformadas por níveis crescentes da oncoproteína H-RasV12. Os principais resultados mostraram que tanto FGF2 como PMA tem efeito dual promovendo ou inibindo a proliferação das células transformadas em função da concentração intracelular crescente de H-RasV12. Ensaios de crescimento de colônias em suspensão de agarose mostraram que: a) as células parentais HEK293 não desenvolveram colônias mesmo quando tratadas com FGF2 ou PMA, resultados que estão de acordo com seu fenótipo não tumoral; b) mas, as sublinhagens HEK/ER:HrasV12 deram origem a colônias mesmo quando tratadas com concentrações pequenas de 4OHT, que condicionaram níveis intracelulares baixos de ER:HRasV12; nestas condições experimentais, FGF2 foi um forte promotor do crescimento de colônias, condizente com sua reconhecida atividade promotora do crescimento de células tumorais em suspensão; ainda nestas condições, PMA não teve efeito significante sobre o crescimento de colônias; c) coerentemente, concentrações elevadas de 4-OHT levaram aos níveis intracelulares mais altos de ER:HRasV12 e, por conseguinte, a desenvolvimento máximo de colônias de células HEK/ER:HrasV12, no entanto, nestas condições, ambos FGF2 e PMA inibiram completamente o crescimento de colônias. Por outro lado, transformação de HEK293 com um vetor de expressão constitutiva de HrasV12 levou à seleção e isolamento das sublinhagens tumorais HEK/HrasV12, cujo fenótipo se caracterizou por: a) nenhum efeito de FGF2 sobre a sua proliferação e b) forte inibição de sua proliferação por PMA. A ação citotóxica de PMA exclusivamente observada em células HEK 293 transformadas por H-rasV12 se caracterizou por: a) total dependência de PKC, provavelmente mediada pela ativação proteolítica específica de PKC δ; b) envolvimento de níveis elevados e sustentados de ROS com disparo tardio de apoptose. / It is known for nearly 20 years that mutated ras oncogenes are found in 20% of human malignancies, however efficacious therapies are not yet available for Ras-driven cancer. Along of these lines, our group recently published provocative results showing, against common belief, that FGF2 and PMA inhibited proliferation of Ras-dependent malignant mouse cells. Aiming to gain insight into this intriguing phenomenon, the present thesis project was planned to investigate the possible cytotoxicity of FGF2 and PMA in human Ras-driven malignant cells. To this end an immortalized non-tumorigenic human cell line (HEK293) was stably transformed with the DNA construction ER:H-rasV12, which encodes the fusion protein ER:H-RasV12, whose activity requires activation by 4-hidroxitamoxifen (4-OHT). This approach allowed us to evaluate FGF2 and PMA effects on HEK/ER:HrasV12 sublines under switching from \"normal\" to transformed phenotypes upon 4-OHT induction. Our main results have shown that both FGF2 and PMA displayed dual effects promoting or inhibiting proliferation of HEK/ER:HrasV12 cells in function of ER:HRasV12 intracellular levels. Clonogenic assays in agarose suspension have shown: a) parental HEK293 line did not develop colonies under FGF2 and PMA treatment or not, in agreement with its non-tumorigenic nature; b) however, HEK/ER:HrasV12 sublines developed colonies even under low 4-OHT concentrations, which led to low ER:HRasV12 intracellular levels; under these conditions FGF2 strongly promoted colony growth and PMA had no effect; c) furthermore, in HEK/ER:HrasV12 sublines, elevated 4-OHT concentrations led to high ER:HRasV12 intracellular levels and maximal colony growth; but, under these experimental conditions both FGF2 and PMA abolished colony growth. On the other hand, HEK293 transformation with a vector that constitutively express HrasV12 yielded HEK/ER:HrasV12 sublines displaying the following phenotypic traits: a) non FGF2 effects on proliferation and b) severe proliferation inhibition by PMA. PMA toxicity, exclusively observed in HrasV12 -transformed HEK293 cells, was characterized by: a) total dependency on PKC, likely mediated by specific proteolytic activation of PKCδ; b) involvement of high and sustained ROS levels correlated with late apoptosis triggering.

Sabe-se há décadas que mutações nos genes ras estão presentes em cerca de 20% dos cânceres humanos, mas o desenvolvimento de terapias eficazes para o tratamento de câncer dependente dos oncogenes ras permanece um desafio científico importante. Nesse contexto, o nosso grupo publicou recentemente resultados interessantes mostrando que FGF2 exógeno ou PMA, contrariamente à expectativa geral, inibem a proliferação de células de camundongo malignas dependentes dos oncogenes H- ou K-Ras. Para dar continuidade a estes estudos o projeto desta tese foi planejado para investigar os mecanismos subjacentes a possíveis efeitos citotóxicos de FGF2 e PMA em células humanas transformadas por ras. Para esse fim, a linhagem humana imortalizada HEK 293 foi condicionalmente transformada pela expressão ectópica da construção quimérica de DNA ER:H-rasV12, que codifica a oncoproteína de fusão ER:H-RasV12, cuja atividade é induzível por 4-hidroxi-tamoxifen (4OHT). Essa abordagem nos permitiu verificar os efeitos de FGF2 e PMA em sublinhagens HEK/ER:HrasV12 fenotipicamente \"normais\" ou transformadas por níveis crescentes da oncoproteína H-RasV12. Os principais resultados mostraram que tanto FGF2 como PMA tem efeito dual promovendo ou inibindo a proliferação das células transformadas em função da concentração intracelular crescente de H-RasV12. Ensaios de crescimento de colônias em suspensão de agarose mostraram que: a) as células parentais HEK293 não desenvolveram colônias mesmo quando tratadas com FGF2 ou PMA, resultados que estão de acordo com seu fenótipo não tumoral; b) mas, as sublinhagens HEK/ER:HrasV12 deram origem a colônias mesmo quando tratadas com concentrações pequenas de 4OHT, que condicionaram níveis intracelulares baixos de ER:HRasV12; nestas condições experimentais, FGF2 foi um forte promotor do crescimento de colônias, condizente com sua reconhecida atividade promotora do crescimento de células tumorais em suspensão; ainda nestas condições, PMA não teve efeito significante sobre o crescimento de colônias; c) coerentemente, concentrações elevadas de 4-OHT levaram aos níveis intracelulares mais altos de ER:HRasV12 e, por conseguinte, a desenvolvimento máximo de colônias de células HEK/ER:HrasV12, no entanto, nestas condições, ambos FGF2 e PMA inibiram completamente o crescimento de colônias. Por outro lado, transformação de HEK293 com um vetor de expressão constitutiva de HrasV12 levou à seleção e isolamento das sublinhagens tumorais HEK/HrasV12, cujo fenótipo se caracterizou por: a) nenhum efeito de FGF2 sobre a sua proliferação e b) forte inibição de sua proliferação por PMA. A ação citotóxica de PMA exclusivamente observada em células HEK 293 transformadas por H-rasV12 se caracterizou por: a) total dependência de PKC, provavelmente mediada pela ativação proteolítica específica de PKC δ; b) envolvimento de níveis elevados e sustentados de ROS com disparo tardio de apoptose. / It is known for nearly 20 years that mutated ras oncogenes are found in 20% of human malignancies, however efficacious therapies are not yet available for Ras-driven cancer. Along of these lines, our group recently published provocative results showing, against common belief, that FGF2 and PMA inhibited proliferation of Ras-dependent malignant mouse cells. Aiming to gain insight into this intriguing phenomenon, the present thesis project was planned to investigate the possible cytotoxicity of FGF2 and PMA in human Ras-driven malignant cells. To this end an immortalized non-tumorigenic human cell line (HEK293) was stably transformed with the DNA construction ER:H-rasV12, which encodes the fusion protein ER:H-RasV12, whose activity requires activation by 4-hidroxitamoxifen (4-OHT). This approach allowed us to evaluate FGF2 and PMA effects on HEK/ER:HrasV12 sublines under switching from \"normal\" to transformed phenotypes upon 4-OHT induction. Our main results have shown that both FGF2 and PMA displayed dual effects promoting or inhibiting proliferation of HEK/ER:HrasV12 cells in function of ER:HRasV12 intracellular levels. Clonogenic assays in agarose suspension have shown: a) parental HEK293 line did not develop colonies under FGF2 and PMA treatment or not, in agreement with its non-tumorigenic nature; b) however, HEK/ER:HrasV12 sublines developed colonies even under low 4-OHT concentrations, which led to low ER:HRasV12 intracellular levels; under these conditions FGF2 strongly promoted colony growth and PMA had no effect; c) furthermore, in HEK/ER:HrasV12 sublines, elevated 4-OHT concentrations led to high ER:HRasV12 intracellular levels and maximal colony growth; but, under these experimental conditions both FGF2 and PMA abolished colony growth. On the other hand, HEK293 transformation with a vector that constitutively express HrasV12 yielded HEK/ER:HrasV12 sublines displaying the following phenotypic traits: a) non FGF2 effects on proliferation and b) severe proliferation inhibition by PMA. PMA toxicity, exclusively observed in HrasV12 -transformed HEK293 cells, was characterized by: a) total dependency on PKC, likely mediated by specific proteolytic activation of PKCδ; b) involvement of high and sustained ROS levels correlated with late apoptosis triggering.