A Disfunção Erétil (DE) é um problema de elevada prevalência e mostra-se relacionada com o envelhecimento, diabetes, etilismo, obesidade, dislipidemia, tabagismo e outras doenças que se demonstram relacionadas com disfunção endotelial. O Óxido Nítrico (NO), produto da ação da Óxido Nítrico Sintetase (NOS), foi comprovado ser o mais importante vasodilatador de musculatura lisa associado à ereção. Os microRNAs (miRNA) são moléculas recentemente descobertas, que supõe-se atuar como reguladoras de aproximadamente um terço dos genes humanos. O miRNA-27b está relacionado à função endotelial e angiogênese. O presente trabalho tem por objetivo estudar a expressão da NOS endotelial (eNOS) e indutível iNOS), além do miRNA-27b nos corpos cavernosos e sangue periférico de ratos saudáveis, diabéticos, alcoolizados e com as duas patologias. Foram criados 4 grupos de 12 ratos Winstar: grupo controle(saudáveis) (C), grupo com alcoolismo (A), grupo diabético (D) e grupo com as duas patologias (A+D). Em cada grupo, 6 animais foram estudados pors imunohistoquimica para eNOS e iNOS e 6 animais tiveram a expressão gênica da eNOS, iNOS e miRNA-27b avaliados por qT-PCR nos corpos cavernosos e sangue periférico. Os resultados demonstraram diminuição da expressão do miRNA-27b nos grupos A, D e A+D tanto na amostra tecidual quanto do sangue periférico. A imunohistoquimica mostrou maior expressão de eNOS no grupo D+A e de iNOS nos grupos A e A+D. / Erectile Dysfunction (ED) is a high prevalence problem and appears to be related to aging, diabetes, alcoholism, obesity, dyslipidemia, smoking and other diseases that show related to endothelial dysfunction. Nitric oxide (NO), a product of Nitric Oxide Synthase (NOS), was shown to be the most important vasodilator of smooth muscles associated with the erection. Micro-RNAs (miRNA) are recently discovered molecules which are supposed to act as regulators of approximately one third of human genes. The miRNA-27b is related to endothelial function and angiogenesis. This work aims to study the expression of endothelial and inducible NOS in addition to the miRNA-27b in the corpus cavernosum and peripheral blood of healthy rats, diabetic, alcoholic and with both pathologies. Were created four groups of 12 rats Winstar: control group (healthy) (C), a group with alcoholism (A), diabetic group (D) and group with both disorders (A + D). In each group 6 animals were studied for eNOS and iNOS immunohistochemistry and 6 animals the gene expression of eNOS, iNOS and miRNA-27b evaluated by qT-PCR in the corpus cavernosum and peripheral blood. The results showed increase expression of miRNA-27b in Group A, D and A+D in both the tissue sample and peripheral blood. Immunohistochemistry showed a increase of eNOS expression in group A+D and iNOS high expression in groups A and A+D.

Splicing é o processo de remoção de introns e ligação de exons em eucariotos. É realizado pelo spliceossomo, um complexo macromolecular composto por RNAs e mais de cem proteínas. Alguns introns possuem microRNAs, os quais devem ser processados para gerar moléculas maduras. O cluster intrônico miR-17-92 é composto por sete miRNAs que têm sido associados ao desenvolvimento de diferentes tumores em vários tecidos. Neste trabalho o splicing de dois miRNAs deste cluster foi analisado em células HeLa, BCPAP e TPC-I. Os resultados mostraram que introns com miR19a tem o splicing mais eficiente do que aqueles com miR18a em todas as três células analisadas. Além disso, a composição dos spliceossomos foi analisada por espectrometria de massas. Entre as principais proteínas encontradas, destaca-se a presença das hnRNPs, como hnRNP_A1 e hnRNP_A2/B1. Estes resultados são importantes para entender como esses miRNAs são processados, e quais são os principais componentes recrutados em diferentes tipos celulares. / Pre-mRNA splicing is the process of intron removal and exon ligation in eukaryotes. It is performed by the spliceosome, a multi-megadalton machinery composed of RNAs and more than a hundred proteins. Intronic miRNAs must be processed from the host gene to generate mature molecules. miR-17-92 is an intronic cluster composed of seven miRNAs which have been associated to the development of different tumors, in several different cells. In this work, we analyzed the splicing of two miRNAs belonging to this cluster in HeLa, BCPAP and TPC-I cells. Interestingly, we observed miR19a is more efficiently spliced than miR18a in all three cells. We also searched for specific proteins that can be involved in their respective splicing process. We observed hnRNP proteins are especially concentrated in spliceosomes assembled in introns containing these miRNAs, based on mass spectrometry data. These results are important to understand how these miRNAs are spliced and matured and also can explain their different expression levels in different cells.

O excesso de iodo inibe a proliferação celular e secreção hormonal, enquanto retarda os efeitos oncogênicos da ativação de RET/PTC3 na célula folicular tiroidiana. A mutação BRAF (T1799A) é a mais prevalente no câncer de tiroide, e modelo transgênico desenvolve câncer que progride para histotipo agressivo. Altos níveis de microRNAs (miRNAs) do cluster miR-17-92 estão associados a histotipos agressivos de câncer de tiroide e modulam a tradução de mRNAs alvo componentes de vias de sinalização oncogênicas. Neste estudo, avaliamos a influência da alta dose de iodo sobre miRNAs frente ativação do oncogene BRAF e seu efeito na biologia da célula folicular tiroidiana. A indução de BRAFT1799A ativa uma robusta expressão de miR-17-92 enquanto alta dose de iodo bloqueia este efeito na célula tiroidiana. miR-19 inibe a tradução de Smad4 e bloqueia a transdução do sinal de TGFb, efeito revertido pelo iodo. O iodo interfere na expressão de miR-17-92 por bloquear ativação da sinalização Notch induzida por BRAF. Estes resultados indicam que o iodo protege a célula folicular tiroidiana durante a indução de BRAFT1799A, revertendo a ativação dos miRNAs oncogênicos do cluster miR-17-92 e restaurando os níveis protéicos de Smad4 por interferir na via de sinalização Notch. / Iodine excess blocks cell proliferation and inhibits hormone synthesis, while delays oncogenic effects of RET/PTC3 activation in thyroid follicular cells. BRAF mutation (T1799A) is the most prevalent genetic alteration in thyroid cancer, and transgenic mice model for BRAF develops thyroid cancer that progress to aggressive histotypes. High levels of microRNAs (miRNAs) of miR-17-92 cluster are associated to aggressive thyroid cancer and modulate translation of target mRNAs in oncogenic signaling pathways. In this study, we evaluated the influence of high dose iodine in miRNAs under BRAF oncogene activation, and its effects in thyroid follicular cell biology. BRAF induction induces high expression of miR-17-92 while high dose iodine blocks this effect in thyroid follicular cells. miR-19 inhibits Smad4 translation and impairs TGFb signaling transduction, effect reverted by iodine. Iodine modulates miR-17-92 expression by interfering in BRAF-induced Notch signaling activation. These results indicate that iodine protects thyroid follicular cell during BRAF induction, reverting oncogenic miR-17-92 activation and restoring protein levels of Smad4 by Notch signaling modulation.

A infertilidade é um problema de saúde pública com um significativo impacto social, econômico e psicológico. Em todo o mundo, a incidência da infertilidade entre a população geral é estimada em 10-15%. Cerca de 50% da infertilidade dos casais são de origem masculina. Em mais da metade dos homens inférteis, a causa da infertilidade é desconhecida (idiopática). Etiologicamente, a infertilidade masculina apresenta causas genéticas e não genéticas. Dentre as causas genéticas mais conhecidas temos mutação do receptor de andrógenos, mutação do gene regulador da condutibilidade transmembrana da fibrose cística (CFTR), anomalias cromossômicas clássicas, anomalias meióticas, microdeleções do cromossomo Y, etc. As anomalias cromossômicas são encontradas com muito mais frequência em homens inférteis, com uma incidência de 4-16% em relação à incidência de 0,4% na população fértil. Estudos mostram que as CNVs também podem estar relacionadas com a infertilidade masculina, especificamente com a falha na espermatogênese. CNVs encontradas tanto no cromossomo Y quanto nos cromossomos autossômicos também foram associadas a possíveis falhas na espermatogênese. Um outro fator que também pode estar envolvido com a infertilidade masculina é a expressão desregulada dos miRNAs. O presente trabalho teve como objetivo promover a análise em larga escala da distribuição de CNVs e do perfil transcricional dos miRNAs em amostras de biopsias testiculares de paciente com azoospermia. Para o estudo das CNVs nós utilizamos a metodologia do CytoScan HDTM da Affymetrix. O perfil transcricional de miRNAs nos indivíduos estudados foi avaliado por meio da tecnologia de microarranjos também da plataforma Affymetrix. Para estas analises montamos dois grupos de estudo (Parada de Maturação (MA) de Células Germinativas e Síndrome de Células Sertoli Only (SCOS)) e um grupo controle (azoospermia obstrutiva e espermatogênese normal). Através das análises das CNVs nós encontramos 94 CNVs nos cromossomos autossômicos e sexuais, 35 (37%) CNVs foram classificadas como benignas, 24 (23%) como potencialmente benignas, sete CNVs (7,4%) como patogênicas e sete foram classificadas como potencialmente patogênica. Todas as CNVs classificadas como patogênica estão presentes no cromossomo Y, cinco CNVs são do tipo duplicação e duas do tipo deleção. A CNV do tipo duplicação foi encontrada no paciente MA e a CNV do tipo deleção foi encontrada no paciente SCOS. As CNVs se sobrepõem e quando analisadas em conjunto (formando uma única CNV de cada condição) elas apresentam um tamanho parecido. Estas CNVs apresentam genes envolvidos na espermatogênese. As CNVs classificadas como potencialmente patogênicas estavam presentes nos cromossomos autossômicos e cromossomo X. Nestas CNVs estavam presentes genes que foram associados com a falha na espermatogênese. A análise da expressão dos miRNAs revelou um perfil transicional muito mais alterado nos pacientes com SCOS. As duas condições apresentaram miRNAs exclusivos, mas também compartilharam: 30 miRNAs. Nós identificamos duas famílias de miRNAs (miR449 e miR34) diferencialmente expressos nas duas condições e que apresentam expressão preferencial no testículo. Nossos resultados mostram que alterações no número de copias (CNVs) no cromossomo Y levam a infertilidade masculina e CNVs nos cromossomos autossômicos e X podem levar a infertilidade masculina. As alterações do tipo deleção podem levar a uma falha na espermatogênese maior que as alterações do tipo duplicação. A expressão diferencial dos miRNAs em tecido testicular de pacientes com diferenças histopatológicas (SCOS e MA) apresentam um padrão de expressão de miRNAs diferentes devido ao tipo de células germinativas que eles apresentam no tecido epitelial do testículo. / Infertility is a public health problem with significant social, economic and psychological impact. Worldwide, the incidence of infertility in the general population is estimated at 10- 15%. Approximately 50% of infertility of couples is of male origin. In more than half of infertile men, the cause of infertility is unknown (idiopathic). Etiologically, male infertility has genetic and non-genetic causes. Among the best known genetic causes we found the mutation of the androgen receptor, the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR), classic chromosomal abnormalities, meiotic abnormalities and microdeletions of the Y chromosome. Chromosomal abnormalities are found much more frequently in infertile men, with an incidence of 4-16% in the incidence of 0.4% in the fertile population. Studies show that CNVs can also be related to male infertility, specifically in the failure of spermatogenesis. CNVs found in both the Y and autosomes chromosomes were also associated with possible failures in spermatogenesis. Another factor that may also be involved in male infertility is the deregulated expression of miRNAs. This work aimed to promote the analysis of large-scale distribution of CNVs and the transcriptional profile of miRNAs in testicular biopsy samples from patients with azoospermia. For the study of CNV we used the CytoScan HDTM Affymetrix methodology and the transcriptional profile of miRNAs in the samples was assessed by means of microarray technology from Affymetrix platform. For these analyzes we set up two study groups (Stop Maturation (MA) of Germ Cells and Sertoli Cell Only Syndrome (SCOS)) and compared them to a control group (obstructive azoospermia, normal spermatogenesis). Through analysis of CNVs, we found 94 CNVs in sexual and autosomes chromosomes, 35 (37%) were classified as benign CNVs, 24 (23%) as a potentially benign seven CNVs (7.4%) as pathogenic and 7 were classified as potentially pathogenic. All CNVs classified as pathogenic are present on the Y chromosome, five CNVs are of duplication type and two are deletion type. The duplication type CNV was found in MA patients and deletion type CNV was found in SCOS patient. We identified that CNVs overlap and when analyzed jointed - as a single CNV of each condition - they have a similar size. These CNVs have genes involved in spermatogenesis. CNVs classified as potentially pathogenic were present in autosomes and in the X chromosome. In these CNVs were present genes that were associated with failure in spermatogenesis. The analysis of the expression of miRNAs revealed a transitional profile much more altered in patients with SCOS. The two conditions presented exclusive miRNAs, but shared 30 miRNAs differentially expressed when compared to the control group. We identify two families of miRNAs (miR449 and miR34) which exhibit preferential expression in testis as differentially expressed in both conditions. Our results show that changes in the number of copies (CNVs) on the Y chromosome lead to male infertility and CNVs in autosomes and X chromosomes may lead to male infertility. The deletion type changes can lead to a failure of spermatogenesis greater than the duplication type changes. The differential expression of miRNAs in patients with testicular tissue histopathologic differences (SCOS and MA) has a different pattern of miRNA expression due to the type of germ cells they present in epithelial tissue of the testis.

Machine learning approaches have been successfully applied to many classification and prediction problems. One of the most popular machine learning approaches is decision trees. A main advantage of decision trees is the clarity of the decision model they produce. The ID3 algorithm proposed by Quinlan forms the basis for many of the decision trees’ application. Trees produced by ID3 are sensitive to small perturbations in training data. To overcome this problem and to handle data uncertainties and spurious precision in data, fuzzy ID3 integrated fuzzy set theory and ideas from fuzzy logic with ID3. Several fuzzy decision trees algorithms and tools exist. However, existing tools are slow, produce a large number of rules and/or lack the support for automatic fuzzification of input data. These limitations make those tools unsuitable for a variety of applications including those with many features and real time ones such as intrusion detection. In addition, the large number of rules produced by these tools renders the generated decision model un-interpretable. In this research work, we proposed an improved version of the fuzzy ID3 algorithm. We also introduced a new method for reducing the number of fuzzy rules generated by Fuzzy ID3. In addition we applied fuzzy decision trees to the classification of real and pseudo microRNA precursors. Our experimental results showed that our improved fuzzy ID3 can achieve better classification accuracy and is more efficient than the original fuzzy ID3 algorithm, and that fuzzy decision trees can outperform several existing machine learning algorithms on a wide variety of datasets. In addition our experiments showed that our developed fuzzy rule reduction method resulted in a significant reduction in the number of produced rules, consequently, improving the produced decision model comprehensibility and reducing the fuzzy decision tree execution time. This reduction in the number of rules was accompanied with a slight improvement in the classification accuracy of the resulting fuzzy decision tree. In addition, when applied to the microRNA prediction problem, fuzzy decision tree achieved better results than other machine learning approaches applied to the same problem including Random Forest, C4.5, SVM and Knn.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A Deficiência Intelectual (DI) é uma condição definida como um funcionamento intelectual significativamente prejudicado, expresso juntamente com limitações em pelo menos duas áreas do comportamento adaptativo que se manifestam antes dos 18 anos de idade. A prevalência estimada da DI na população em geral é de 2-3% e um número expressivo de casos permanece sem um diagnóstico definitivo. Há um consenso geral de que a DI é mais comum em indivíduos do sexo masculino em relação aos do sexo feminino. Entre as explicações para este excesso está a concentração de genes específicos para a habilidade cognitiva no cromossomo X. MicroRNAs (miRNAs) são pequenas moléculas de RNA não codificador que modulam a expressão gênica pós-transcricional de RNAs mensageiros alvo. Recentemente, estudos têm demonstrado a importância essencial dos miRNAs para o desenvolvimento e funcionamento cerebrais e sabe-se que o cromossomo X tem uma alta densidade de genes de miRNAs. Neste contexto, os miRNAs são candidatos potenciais como fatores genéticos envolvidos na Deficiência Intelectual Ligada ao X (DILX). Neste estudo, foram analisadas as regiões genômicas de 17 genes de miRNAs expressos no cérebro localizados no cromossomo X, com o objetivo de investigar o possível envolvimento de variantes na sequência destes miRNAs na DILX. Para este fim, selecionamos amostras de DNA genômico (sangue periférico) de 135 indivíduos do sexo masculino portadores de DI sugestiva de DILX de um grupo de mais de 1.100 pacientes com DI encaminhados ao Serviço de Genética Humana da UERJ. O critério de inclusão para este estudo era de que os probandos apresentassem um ou mais parentes do sexo masculino afetados pela DI que fossem interligados por via materna. As amostras de DNA dos pacientes foram amplificadas utilizando a técnica de reação em cadeia da polimerase, seguida por purificação e sequenciamento direto pelo método de Sanger dos fragmentos amplificados. Para avaliar a conservação dos 17 miRNAs foi realizada uma análise filogenética in silico incluindo sequências dos miRNAs selecionados de humanos e de outras 8 espécies de primatas estreitamente relacionadas. Não foram encontradas alterações nas sequências nos genes de 17 miRNAs analisados, mesmo diante do padrão genético altamente heterogêneo da população brasileira. Adicionalmente, a análise filogenética destes miRNAs revelou uma alta conservação entre as espécies comparadas. Considerando o papel dos miRNAs como reguladores da expressão gênica, a ausência de alterações e a alta conservação entre primatas sugerem uma forte pressão seletiva sobre estas moléculas, reforçando a sua importância funcional para o organismo em geral. Apesar de não termos encontrado variantes de sequência nos miRNAs estudados, o envolvimento de miRNAs na DI não pode ser completamente descartado. Alterações fora da molécula de miRNA precursor, nos fatores de processamento, nos sítios alvo e variações no número de cópias de genes de miRNAs podem implicar em alteração na expressão dos miRNAs e, consequentemente, na funcionalidade do miRNA maduro. Sendo assim, uma análise sistemática da expressão de miRNAs em pacientes com DILX é urgentemente necessária, a fim de desvendar novos genes/mecanismos moleculares relacionados a esta condição. / Intellectual Disability (ID) is defined as a significantly impaired intellectual functioning, along with limitations in at least two areas of adaptive behavior appearing before 18 years of age. The estimated prevalence of ID in the general population is 2-3% and a significant number of cases remain without a definite diagnosis. There is a general consensus that ID is more common in males compared to females. Among the explanations for this excess it is the concentration of specific genes for cognitive ability on the chromosome X. MicroRNAs (miRNAs) are small non-coding RNA molecules that modulate post-transcriptional gene expression of target messenger RNAs. Recently, studies have demonstrated the essential importance of miRNAs for brain development and function and chromosome X has a high density of miRNA genes. In this context, miRNAs are potential candidates as genetic factors involved in X-Linked Intellectual Disability (XLID). In this study, the genomic regions of 17 brain-expressed miRNA genes located on the chromosome X were analyzed, aiming to investigate the possible involvement of sequence variants in these miRNAs in XLID. For this purpose, genomic DNA samples (peripheral blood) were obtained from 135 male patients with ID suggestive of XLID that were selected from a group of over 1,100 patients with ID referred to to the Human Genetics Laboratory of the State University of Rio de Janeiro. Inclusion criteria were at least two affected males in different generations related through maternal lineage. DNA samples from patients were amplified using the polymerase chain reaction technique, followed by purification and direct sequencing by Sanger method. To assess the conservation of the 17 miRNAs, in silico phylogenetic analysis was performed, including sequences of the chosen miRNAs from human and from other 8 closely related primate species. No sequence changes were found for the 17 miRNA genes analyzed, even in light of the highly heterogeneous genetic nature of the Brazilian population. Furthermore, phylogenetic analysis of the selected miRNAs revealed a high conservation among the compared species. Considering the role of miRNAs as regulators of gene expression, the absence of variations and the high conservation among primates suggest a strong selective pressure on these molecules, emphasizing their functional importance for the body in general. Although we have found no sequence variants in the miRNAs studied, the involvement of miRNAs in ID cannot be completely rejected. Alterations outside the precursor miRNA molecules, in the processing factors, in the target sites and changes in copy number of miRNA genes can result in abnormal expression of miRNAs and, consequently, in the functionality of the mature miRNA. Thus, a systematic analysis of miRNAs expression in patients with XLID is urgently needed in order to uncover new genes/molecular mechanisms related to this condition.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A Deficiência Intelectual (DI) é uma condição definida como um funcionamento intelectual significativamente prejudicado, expresso juntamente com limitações em pelo menos duas áreas do comportamento adaptativo que se manifestam antes dos 18 anos de idade. A prevalência estimada da DI na população em geral é de 2-3% e um número expressivo de casos permanece sem um diagnóstico definitivo. Há um consenso geral de que a DI é mais comum em indivíduos do sexo masculino em relação aos do sexo feminino. Entre as explicações para este excesso está a concentração de genes específicos para a habilidade cognitiva no cromossomo X. MicroRNAs (miRNAs) são pequenas moléculas de RNA não codificador que modulam a expressão gênica pós-transcricional de RNAs mensageiros alvo. Recentemente, estudos têm demonstrado a importância essencial dos miRNAs para o desenvolvimento e funcionamento cerebrais e sabe-se que o cromossomo X tem uma alta densidade de genes de miRNAs. Neste contexto, os miRNAs são candidatos potenciais como fatores genéticos envolvidos na Deficiência Intelectual Ligada ao X (DILX). Neste estudo, foram analisadas as regiões genômicas de 17 genes de miRNAs expressos no cérebro localizados no cromossomo X, com o objetivo de investigar o possível envolvimento de variantes na sequência destes miRNAs na DILX. Para este fim, selecionamos amostras de DNA genômico (sangue periférico) de 135 indivíduos do sexo masculino portadores de DI sugestiva de DILX de um grupo de mais de 1.100 pacientes com DI encaminhados ao Serviço de Genética Humana da UERJ. O critério de inclusão para este estudo era de que os probandos apresentassem um ou mais parentes do sexo masculino afetados pela DI que fossem interligados por via materna. As amostras de DNA dos pacientes foram amplificadas utilizando a técnica de reação em cadeia da polimerase, seguida por purificação e sequenciamento direto pelo método de Sanger dos fragmentos amplificados. Para avaliar a conservação dos 17 miRNAs foi realizada uma análise filogenética in silico incluindo sequências dos miRNAs selecionados de humanos e de outras 8 espécies de primatas estreitamente relacionadas. Não foram encontradas alterações nas sequências nos genes de 17 miRNAs analisados, mesmo diante do padrão genético altamente heterogêneo da população brasileira. Adicionalmente, a análise filogenética destes miRNAs revelou uma alta conservação entre as espécies comparadas. Considerando o papel dos miRNAs como reguladores da expressão gênica, a ausência de alterações e a alta conservação entre primatas sugerem uma forte pressão seletiva sobre estas moléculas, reforçando a sua importância funcional para o organismo em geral. Apesar de não termos encontrado variantes de sequência nos miRNAs estudados, o envolvimento de miRNAs na DI não pode ser completamente descartado. Alterações fora da molécula de miRNA precursor, nos fatores de processamento, nos sítios alvo e variações no número de cópias de genes de miRNAs podem implicar em alteração na expressão dos miRNAs e, consequentemente, na funcionalidade do miRNA maduro. Sendo assim, uma análise sistemática da expressão de miRNAs em pacientes com DILX é urgentemente necessária, a fim de desvendar novos genes/mecanismos moleculares relacionados a esta condição. / Intellectual Disability (ID) is defined as a significantly impaired intellectual functioning, along with limitations in at least two areas of adaptive behavior appearing before 18 years of age. The estimated prevalence of ID in the general population is 2-3% and a significant number of cases remain without a definite diagnosis. There is a general consensus that ID is more common in males compared to females. Among the explanations for this excess it is the concentration of specific genes for cognitive ability on the chromosome X. MicroRNAs (miRNAs) are small non-coding RNA molecules that modulate post-transcriptional gene expression of target messenger RNAs. Recently, studies have demonstrated the essential importance of miRNAs for brain development and function and chromosome X has a high density of miRNA genes. In this context, miRNAs are potential candidates as genetic factors involved in X-Linked Intellectual Disability (XLID). In this study, the genomic regions of 17 brain-expressed miRNA genes located on the chromosome X were analyzed, aiming to investigate the possible involvement of sequence variants in these miRNAs in XLID. For this purpose, genomic DNA samples (peripheral blood) were obtained from 135 male patients with ID suggestive of XLID that were selected from a group of over 1,100 patients with ID referred to to the Human Genetics Laboratory of the State University of Rio de Janeiro. Inclusion criteria were at least two affected males in different generations related through maternal lineage. DNA samples from patients were amplified using the polymerase chain reaction technique, followed by purification and direct sequencing by Sanger method. To assess the conservation of the 17 miRNAs, in silico phylogenetic analysis was performed, including sequences of the chosen miRNAs from human and from other 8 closely related primate species. No sequence changes were found for the 17 miRNA genes analyzed, even in light of the highly heterogeneous genetic nature of the Brazilian population. Furthermore, phylogenetic analysis of the selected miRNAs revealed a high conservation among the compared species. Considering the role of miRNAs as regulators of gene expression, the absence of variations and the high conservation among primates suggest a strong selective pressure on these molecules, emphasizing their functional importance for the body in general. Although we have found no sequence variants in the miRNAs studied, the involvement of miRNAs in ID cannot be completely rejected. Alterations outside the precursor miRNA molecules, in the processing factors, in the target sites and changes in copy number of miRNA genes can result in abnormal expression of miRNAs and, consequently, in the functionality of the mature miRNA. Thus, a systematic analysis of miRNAs expression in patients with XLID is urgently needed in order to uncover new genes/molecular mechanisms related to this condition.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os tumores de mama são caracterizados pela sua alta heterogeneidade. O câncer de mama é uma doença complexa, que possui o seu desenvolvimento fortemente influenciado por fatores ambientais, combinada a uma progressiva acumulação de mutações genéticas e desregulação epigenética de vias críticas. Alterações nos padrões de expressão gênica podem ser resultado de uma desregulação no controle de eventos epigenéticos, assim como, na regulação pós-transcricional pelo mecanismo de RNA de interferência endógeno via microRNA (miRNA). Estes eventos são capazes de levar à iniciação, à promoção e à manutenção da carcinogênese, como também ter implicações no desenvolvimento da resistência à terapia Os miRNAs formam uma classe de RNAs não codificantes, que durante os últimos anos surgiram como um dos principais reguladores da expressão gênica, através da sua capacidade de regular negativamente a atividade de RNAs mensageiros (RNAms) portadores de uma seqüencia parcialmente complementar. A importância da regulação mediada por miRNAs foi observada pela capacidade destas moléculas em regular uma vasta gama de processos biológicos incluindo a proliferação celular, diferenciação e a apoptose. Para avaliar a expressão de miRNAs durante a progressão tumoral, utilizamos como modelo experimental a série 21T que compreende 5 linhagens celulares originárias da mesma paciente diagnosticada com um tumor primário de mama do tipo ErbB2 e uma posterior metástase pulmonar. Essa série é composta pela linhagem obtida a partir do tecido normal 16N, pelas linhagens correspondentes ao carcinoma primário 21PT e 21NT e pelas linhagens obtidas um ano após o diagnóstico inicial, a partir da efusão pleural no sítio metastatico 21MT1 e 21MT2. O miRNAoma da série 21T revelou uma redução significativa nos níveis de miR-205 e nos níveis da proteina e-caderina e um enriquecimento do fator pró-metastático ZEB-1 nas células 21MT. Considerando a importância dos miRNAs na regulação da apoptose, e que a irradiação em diferentes espectros é comumente usada em procedimentos de diagnóstico como mamografia e na radioterapia, avaliamos a expressão de miRNAs após irradiação de alta e baixa energia e do tratamento doxorrubicina. Para os ensaios foram utilizados as linhagens não tumorais MCF-10A e HB-2 e as linhagens de carcinoma da mama MCF-7 e T-47D. Observou-se que raios-X de baixa energia são capazes de promover quebras na molécula do DNA e apoptose assim como, alterar sensivelmente miRNAs envolvidos nessas vias como o let-7a, miR-34a e miR-29b. No que diz respeito à resposta a danos genotóxicos, uma regulação positiva sobre a expressão de miR-29b, o qual em condições normais é regulado negativamente foi observada uma regulação positiva sobre miR-29b expressão após todos os tratamentos em células tumorais. Nossos resultados indicam que miR-29b é um possível biomarcador de estresse genotóxico e que miR-205 pode participar no potencial metastático das células 21T. / Breast tumors are characterized by their high heterogeneity. It is a complex disease, which has its development strongly influenced by environmental factors, combined with a progressive accumulation of genetic mutations and epigenetic dysregulation of critical pathways. Changes in gene expression patterns may be a result of a deregulation in epigenetic events as well as in post-transcriptional regulation driven by RNA interference endogenously represented by microRNA (miRNA) these mechanisms are capable to promote the initiation, maintenance and progression of carcinogenesis; they are also implicated on the development of therapy resistance. miRNAs form a class of non-coding RNAs which have emerged in recent years as one of the major regulators of gene expression through its capacity to silence messenger RNAs (mRNAs) containing a partially complementary sequence. The importance of regulation mediated by miRNAs was observed on their ability to regulate a wide range of biological processes including cell proliferation, differentiation and apoptosis.To gain insights into the mechanisms involved in breast cancer initiation and progression conducted a miRNA global expression on 21T series that are an in vitro model of breast cancer progression comprising cell lines derived from the same patient which include a normal epithelia (16N), primary in situ ductal carcinoma (21PT and 21NT) and cells derived from pleural effusion of lung metastasis (21MT-1 and 21MT-2). Considering the importance of miRNAs in the regulation of apoptosis, and that irradiation in different spectra is commonly used in diagnostic procedures as mammography and on radiotherapy, we evaluate the miRNA expression after cell low and high energy irradiation and doxorubicin treatment to determine whether miRNAs are useful biomarkers to detect cell response after DNA damage. The experiments were done on the non-tumoral cell lines MCF-10A and HB-2 and on the breast carcinoma derived cell lines MCF-7 and T-47D. We observed that of low energy X-rays is able to promote DNA strand breaks and apoptosis and to slightly change the expression of miRNAs involved on this pathway such as let-7a, miR-34a and miR-29b. Regarding DNA stress response pathways an upregulation on miR-29b expression, that in normal conditions is downregulated in tumor cell lines could be observed after all treatments. The microRNAome of 21T series revealed a significant downregulation of miR-205, an enrichment of the prometastatic factor ZEB-1, potential target for miR-205 and the consequent reduction of ecadherin levels in 21MT cells checked by western blot. Our results indicate that miR-29b is biomarkers of genotoxic stress and that miR-205can participate on the metastatic potential of 21T cells.

Submitted by Vasti Diniz (vastijpa@hotmail.com) on 2017-09-04T14:53:59Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1981370 bytes, checksum: 073d461bd0c895a458664955c646a988 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-04T14:53:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1981370 bytes, checksum: 073d461bd0c895a458664955c646a988 (MD5) Previous issue date: 2016-03-18 / Epigenetic is the study of inherited and reversible changes in functional genome that do not alter the sequence of nucleotide bases. Modulate gene expression mainly by interference of external factors, such as smoking. MicroRNAs are a family of small post transcriptional regulatory RNAs genes which expression can also be controlled by DNA methylation.The aim of this study was to investigate the influence of smoking on the methylation and hydroxymethylation status of global DNA and specific sites of miR-9-3 and miR-137 genes in the healthy oral mucosa. Samples of oral epithelial cells were collected using mouthwash from a population of 95 individuals who were divided into three groups according to smoking status: never (n=30), current (n=29) and former smokers (n=36). Genomic DNA was extracted, and global DNA methylation and hydroxymethylation was performed using an ELISA-based technique; DNA methylation at specific sites of miR-9-3 and miR-137 was performed using methylation-specific PCR. Higher levels of global DNA methylation were found in current smokers with over 15 years of consumption, but no differences were found in relation to global DNA hydroxymethylation. Global DNA methylation was higher than the hydroxymethylation level but they were not correlated in the oral mucosa. For specific sites, the miR-137 promoter had partially methylated DNA in all groups and miR-9-3 hypomethylation was detected in current smokers in comparison to never and former smokers. There were no differences in epigenetic marks analyzed in relation to gender and age. We concluded that smoking habits were capable of inducing changes in global DNA methylation and miR-9-3 promoter methylation status. / Epigenética é o estudo das mudanças herdadas e reversíveis no genoma funcional que não alteram a sequência de bases nucleotídicas. Modulam a expressão gênica principalmente por interferência de fatores externos, como o tabagismo. Os microRNAs constituem uma família de pequenos RNAs reguladores pós transcripcionais da expressão gênica também controlados pela metilação do DNA. O objetivo deste estudo foi investigar a influência do fumo sobre o perfil de metilação e hidroximetilação global do DNA, e o perfil de metilação em sítios específicos dos genes miR-9-3 e miR-137 na mucosa bucal de indivíduos sem alterações clínicas visíveis. Para tanto, amostras de células bucais foram obtidas por bochecho de 95 indivíduos, os quais foram divididos em três grupos de acordo com o hábito de fumar: não fumantes (n=30), fumantes (n=29) e ex-fumantes (n=36). O DNA genômico foi extraído e a análise da metilação e hidroximetilação global foi realizada pelo teste ELISA e a metilação nos sítios específicos dos genes pela técnica de PCR específica para metilação. As análises estatísticas foram realizadas pelo software BioEstat 5.0 ao nível de significância de 5%. Os dados mostraram que indivíduos fumantes por um período superior a 15 anos apresentaram maior nível de metilação global que não fumantes e ex-fumantes. Não foram detectadas diferenças em relação ao nível de hidroximetilação global entre os grupos. O nível de metilação global apresentou-se maior quando comparado ao nível de hidroximetilação global, porém esses níveis não estão correlacionados na mucosa oral. Em relação aos sítios específicos, o gene miR-137 apresentou-se parcialmente metilado em todos os grupos, e o miR-9-3 mostrou uma tendência a hipometilação no grupo de indivíduos fumantes em comparação aos não fumantes e ex-fumantes. Não foram observadas diferenças nas marcas epignéticas analisadas em relação a gênero e idade. Conclui-se que o hábito de fumar pode modificar o perfil de metilação global do DNA e no promotor do gene miR-9-3.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os tumores de mama são caracterizados pela sua alta heterogeneidade. O câncer de mama é uma doença complexa, que possui o seu desenvolvimento fortemente influenciado por fatores ambientais, combinada a uma progressiva acumulação de mutações genéticas e desregulação epigenética de vias críticas. Alterações nos padrões de expressão gênica podem ser resultado de uma desregulação no controle de eventos epigenéticos, assim como, na regulação pós-transcricional pelo mecanismo de RNA de interferência endógeno via microRNA (miRNA). Estes eventos são capazes de levar à iniciação, à promoção e à manutenção da carcinogênese, como também ter implicações no desenvolvimento da resistência à terapia Os miRNAs formam uma classe de RNAs não codificantes, que durante os últimos anos surgiram como um dos principais reguladores da expressão gênica, através da sua capacidade de regular negativamente a atividade de RNAs mensageiros (RNAms) portadores de uma seqüencia parcialmente complementar. A importância da regulação mediada por miRNAs foi observada pela capacidade destas moléculas em regular uma vasta gama de processos biológicos incluindo a proliferação celular, diferenciação e a apoptose. Para avaliar a expressão de miRNAs durante a progressão tumoral, utilizamos como modelo experimental a série 21T que compreende 5 linhagens celulares originárias da mesma paciente diagnosticada com um tumor primário de mama do tipo ErbB2 e uma posterior metástase pulmonar. Essa série é composta pela linhagem obtida a partir do tecido normal 16N, pelas linhagens correspondentes ao carcinoma primário 21PT e 21NT e pelas linhagens obtidas um ano após o diagnóstico inicial, a partir da efusão pleural no sítio metastatico 21MT1 e 21MT2. O miRNAoma da série 21T revelou uma redução significativa nos níveis de miR-205 e nos níveis da proteina e-caderina e um enriquecimento do fator pró-metastático ZEB-1 nas células 21MT. Considerando a importância dos miRNAs na regulação da apoptose, e que a irradiação em diferentes espectros é comumente usada em procedimentos de diagnóstico como mamografia e na radioterapia, avaliamos a expressão de miRNAs após irradiação de alta e baixa energia e do tratamento doxorrubicina. Para os ensaios foram utilizados as linhagens não tumorais MCF-10A e HB-2 e as linhagens de carcinoma da mama MCF-7 e T-47D. Observou-se que raios-X de baixa energia são capazes de promover quebras na molécula do DNA e apoptose assim como, alterar sensivelmente miRNAs envolvidos nessas vias como o let-7a, miR-34a e miR-29b. No que diz respeito à resposta a danos genotóxicos, uma regulação positiva sobre a expressão de miR-29b, o qual em condições normais é regulado negativamente foi observada uma regulação positiva sobre miR-29b expressão após todos os tratamentos em células tumorais. Nossos resultados indicam que miR-29b é um possível biomarcador de estresse genotóxico e que miR-205 pode participar no potencial metastático das células 21T. / Breast tumors are characterized by their high heterogeneity. It is a complex disease, which has its development strongly influenced by environmental factors, combined with a progressive accumulation of genetic mutations and epigenetic dysregulation of critical pathways. Changes in gene expression patterns may be a result of a deregulation in epigenetic events as well as in post-transcriptional regulation driven by RNA interference endogenously represented by microRNA (miRNA) these mechanisms are capable to promote the initiation, maintenance and progression of carcinogenesis; they are also implicated on the development of therapy resistance. miRNAs form a class of non-coding RNAs which have emerged in recent years as one of the major regulators of gene expression through its capacity to silence messenger RNAs (mRNAs) containing a partially complementary sequence. The importance of regulation mediated by miRNAs was observed on their ability to regulate a wide range of biological processes including cell proliferation, differentiation and apoptosis.To gain insights into the mechanisms involved in breast cancer initiation and progression conducted a miRNA global expression on 21T series that are an in vitro model of breast cancer progression comprising cell lines derived from the same patient which include a normal epithelia (16N), primary in situ ductal carcinoma (21PT and 21NT) and cells derived from pleural effusion of lung metastasis (21MT-1 and 21MT-2). Considering the importance of miRNAs in the regulation of apoptosis, and that irradiation in different spectra is commonly used in diagnostic procedures as mammography and on radiotherapy, we evaluate the miRNA expression after cell low and high energy irradiation and doxorubicin treatment to determine whether miRNAs are useful biomarkers to detect cell response after DNA damage. The experiments were done on the non-tumoral cell lines MCF-10A and HB-2 and on the breast carcinoma derived cell lines MCF-7 and T-47D. We observed that of low energy X-rays is able to promote DNA strand breaks and apoptosis and to slightly change the expression of miRNAs involved on this pathway such as let-7a, miR-34a and miR-29b. Regarding DNA stress response pathways an upregulation on miR-29b expression, that in normal conditions is downregulated in tumor cell lines could be observed after all treatments. The microRNAome of 21T series revealed a significant downregulation of miR-205, an enrichment of the prometastatic factor ZEB-1, potential target for miR-205 and the consequent reduction of ecadherin levels in 21MT cells checked by western blot. Our results indicate that miR-29b is biomarkers of genotoxic stress and that miR-205can participate on the metastatic potential of 21T cells.