A interação entre células tumorais e células estromais tem um papel central na progressão neoplásica. As células estromais mesenquimais multipotentes (MSCs) podem se integrar ao microambiente tumoral onde modulam o crescimento dos tumores por meio de distintos mecanismos. Entretanto, pouco se sabe sobre o papel das MSCs na metástase, a principal causa de morte em pacientes com câncer. Utilizando um modelo de melanoma murino ortotópico, nós demonstramos que MSCs obtidas da medula óssea de camundongos (MO-MSCs) ocupam o nicho perivascular nos tumores primários e aumentam 2,5 vezes a incidência de micrometástases pulmonares quando co-infundidas com células de melanoma B16. Observamos ainda que o meio condicionado das MO-MSCs não altera o potencial de colonização pulmonar das células B16 infundidas sistemicamente. Isto indica que as MO-MSCs modulam as fases iniciais da cascata metastática, durante a qual ocorrem os processos de invasão e intravasão nos vasos sangüíneos. Em correlação com estes efeitos pró-metastáticos, o secretoma das MO-MSCs induziu a transição epitélio-mesenquimal (EMT) nas células de melanoma in vitro. Após cultivo em meio condicionado das MO-MSCs, as células B16 adquiriram uma morfologia evidentemente fibroblástica. Ao mesmo tempo, houve o rearranjo dos filamentos de actina e o aumento da expressão de marcadores mesenquimais como fibronectina, vimentina, FSP1, N-caderina e ZEB2, acompanhado da repressão transcricional de E-caderina. A ativação da EMT pelo secretoma das MO-MSCs resultou na aquisição de propriedades metastáticas nas células de melanoma. Após cultivo em meio condicionado de MO-MSCs, as células B16 tiveram seu potencial de ancoragem à fibronectina reduzido, ao passo que houve o aumento na mobilidade e no potencial de invasão em matrizes tridimensionais. Utilizando inibidores competitivos de ATP contra o receptor tirosina-cinase Met, demonstramos que a aquisição de todas as propriedades metastáticas avaliadas e a ativação da EMT nas células de melanoma é mediada pela ativação da via HGF/Met. Estes dados destacam o papel das MOMSCs no microambiente tumoral como fonte perivascular de moléculas indutoras da EMT, cuja ativação leva a aquisição de traços metastáticos nas células de melanoma. Além disso, a inibição da via HGF/Met pode neutralizar os efeitos das MO-MSCs sobre as células tumorais, contribuindo para a repressão de propriedades fundamentais que sustentam a progressão e a disseminação neoplásica. Estas informações são importantes para o desenvolvimento seguro das MO-MSCs como ferramenta terapêutica e demonstram a importância da sinalização entre MSCs e células tumorais na disseminação metastática. Mais especificamente, estas observações reforçam a inibição da via HGF/Met como uma abordagem promissora para o tratamento da metástase. / The crosstalk between tumor cells and stromal cells can profoundly impact tumor progression. Multipotent mesenchymal stromal cells (MSCs) have been reported to integrate the tumor microenvironment where they are described to modulate tumor growth by distinct mechanisms. However, little is known about the impact of MSCs on metastasis, the main cause of death in patients with cancer. Using an orthotopic mouse melanoma model, we showed that mouse bone marrow-derived MSCs (BMMSCs) occupy the perivascular niche within primary tumors and increased by 2.5-fold the incidence of lung micrometastases after co-infusion with B16 melanoma cells. Also, MO-MSCs conditioned medium did not affect the lung colonization ability of systemically infused B16 cells. This indicates that MO-MSCs induces the initial steps of the metastatic cascade, during which the invasion and intravasion occurs. Correlating with these metastatic effects, the BM-MSCs\' secretome activated the epithelial-to-mesenchymal transition (EMT) in B16 cells in vitro. After culture in BMMSCs\' conditioned medium, B16 cells acquired an evident fibroblastic morphology. Simultaneously, we observed the rearrangement of actin filaments and the upregulation of mesenchymal markers such as fibronectin, vimentin, FSP1, Ncadherin and ZEB2. In agreement with the loss of epithelial phenotype, BM-MSCs\' secretome also suppressed E-cadherin expression in B16 cells. The activation of EMT by BM-MSCs leaded to the acquisition of metastatic traits in melanoma cells. After culture in BM-MSCs\' conditioned medium, B16 cells displayed reduced anchorage to fibronectin and increased motility and invasiveness in threedimensional matrix plugs. Inhibition of Met receptor with competitive ATP inhibitors demonstrated that the induction of EMT and the resultant acquisition of metastatic traits are driven by activation of HGF/Met signaling pathway. Taken together, these evidences highlight the role of BM-MSCs as a perivascular source of EMT-inductive signals, whose activation leads to acquisition of metastatic traits in melanoma cells. Furthermore, inhibition of HGF/Met signaling pathway can neutralize the effects of BM-MSCs on tumor cells, thereby allowing the repression of fundamental properties which support tumor progression and metastasis. This information is useful to safely develop BM-MSCs as therapeutic tool and demonstrate the relevance of the signaling between MSCs and tumor cells during metastasis. More specifically, it reinforces that inhibition of Met signaling can be a promissory approach for the treatment of metastasis.

Introdução: Os sarcomas uterinos constituem uma forma rara de neoplasia maligna que compreende cerca de 3% de todos os canceres uterinos. Os fatores de risco são pouco conhecidos e as formas de tratamento escassas, sendo o papel da quimioterapia e radioterapia limitado. Nesse contexto, torna-se importante a compreensão dos mecanismos moleculares envolvidos no processo de carcinogênese, tanto para diagnóstico e prognóstico mais precisos, quanto para ampliar os avanços terapêuticos. Um dos mecanismos moleculares envolvidos no desenvolvimento de canceres é a regulação da expressão gênica por microRNAs (miRNAs), que são pequenas moléculas de RNAs não-codificantes que desempenham papéis importantes em várias vias biológicas. Alterações na expressão de miRNAs podem acarretar em diversas doenças incluindo o câncer. Poucos trabalhos foram realizados, até o momento, no sentido de esclarecer a regulação ou expressão de miRNAs nos sarcomas uterinos. Objetivo: Avaliar a expressão de miRNAs relacionados ao desenvolvimento de tumores em amostras de carcinossarcomas e sarcomas do útero. Métodos: Foram selecionadas 100 amostras incluindo: 56 leiomiossarcomas (LMS), 24 carcinossarcomas (CS), 18 sarcomas do estroma endometrial (SEE) e 2 adenossarcomas (AS). O RNA total de amostras incluídas em parafina foi obtido e utilizado para realização da síntese de cDNA. As reações de PCR em Tempo Real foram realizadas utilizando o Kit miScript SYBR Green PCR (Qiagen) para análise a partir de 84 sequências de miRNAs já descritos na literatura para outros tipos de cânceres. Foram analisados dados clínicos como idade, sintomas principais, uso de contraceptivo oral, estado menopausal, terapia de reposição hormonal, tabagismo, tratamento cirúrgico, tratamento adjuvante, metástase, grau histológico, recorrência, óbito e estadiamento. Os resultados foram tabulados nos softwares SPSS e GraphPad Prism 5.01. Resultados: Observamos miRNAs que apresentaram diferentes perfis de expressão nos tumores, em comparação com o tecido referência (miométrio). Dentre 42 miRNAs que apresentaram diferenças de expressão nos sarcomas e carcinossarcomas uterinos, 6 destacaram-se por apresentar diferenças significativas entre os tipos histológicos: miR-96-5p (p < 0,001; LMSxCS), miR-205-5p (p=0,016; CSxSEE), miR-181a-5p (p=0,010; CSxLMS), miR-135b-5p (p=0,018; CSxLMS), miR-183-5p (p=0,012; CSxLMS) e miR-193b-3p (p=0,008; CSxLMS). Diversas associações entre a hiper ou hipoexpressão dos miRNAs com as variáveis clínicas coletadas foram constatadas. A expressão de 12 miRNAs foram associadas com sobrevida global e 3 com sobrevida câncer específica. Maior expressão de miR-335-5p, miR-301a-3p e miR-210-3p foi encontrada em amostras de pacientes que realizaram tratamento adjuvante e desenvolveram metástase ou recidiva, para as quais observamos a expressão de miR-138-5p, miR-146b-5p e miR-218-5p associada com maior sobrevida livre de doença. Conclusão: Em conjunto, os resultados sugerem que a caracterização dos miRNAs possui papel promissor para fins diagnóstico, prognóstico e até terapêuticos nos sarcomas e carcinossarcomas uterinos / Introduction: The uterine sarcomas are a rare form of malignancy comprising about 3% of all uterine cancers. Risk factors are not well known and the treatment forms are scarce, being the role of chemotherapy and radiotherapy limited. In this context, it becomes important the comprehension of the molecular mechanisms involved in the carcinogenesis process, as for more accurate diagnosis and prognosis, as to broaden the therapeutic advances. One of the molecular mechanisms involved in cancer development is the regulation of gene expression by microRNAs (miRNAs), which are small molecules of non-coding RNAs that play important roles in some biological pathways. Alterations in miRNA expression could result in some diseases, including cancer. Few studies were performed until present time, to clarify the miRNAs regulation or expression in uterine sarcomas. Objective: To evaluate the expression of miRNAs related to development of tumors in carcinosarcoma and uterine sarcomas samples. Methods: 100 samples were evaluated including: 56 leiomyosarcomas (LMS), 24 carcinosarcomas (CS), 18 endometrial stromal sarcomas (ESS) and 2 adenosarcomas (AS). The total RNA from paraffin-embedded samples were obtained and used to cDNA synthesis. The real time PCR reactions, was performed using the miScript SYBR Green PCR Kit (Qiagen) for analysis of 84 sequences already described in literature in other types of cancer. Were analyzed clinical data such as age, main symptoms, oral contraceptive use, menopausal status, hormone replacement therapy, smoking, underlying pathology, surgical treatment, adjuvant treatment, metastasis, histological grade, recurrence, death and staging. The results were tabulated in the SPPS and Graphpad Prism 5.01. Results: We observed miRNAs that showed different expression profiles in tumors compared to the reference tissue (myometrium). Among 42 miRNAs that showed different expression in uterine sarcomas and carcinosarcomas, 6 stood out for showing significant differences among the histological types: miR-96-5p (p < 0,001; LMSxCS), miR-205-5p (p=0,016; CSxSEE), miR-181a-5p (p=0,010; CSxLMS), miR-135b-5p (p=0,018; CSxLMS), miR-183-5p (p=0,012; CSxLMS) e miR-193b-3p (p=0,008; CSxLMS). Many associations between overexpression or hypoexpression of miRNAs with the clinical variables collected were found. The expression of 12 miRNAs were associated with cancer-specific survival and 3 with disease-free survival. It were also found, increased expression of miR-335-5p, miR-301a-3p and miR-210-3p in samples of patients who underwent adjuvant treatment and developed metastasis or recurrence, and correlation analysis showed that the expression of miR-138-5p, miR-146b-5p and miR-218- 5p are associated with higher disease-free survival of treated patients. Conclusion: The results suggest that the characterization of miRNAs have a promising role for purposes of diagnosis, prognosis and therapeutic for the uterine sarcomas and carcinosarcomas

Sarcomas uterinos são tumores mesodérmicos raros que compreendem, aproximadamente, 3% de todos os cânceres uterinos. Até o momento não há consenso quanto os fatores de risco para determinar um pior prognóstico e tratamento mais adequado. A radioterapia adjuvante não tem impacto na sobrevida e o papel da quimioterapia ainda é limitado. Nesse contexto, a busca por marcadores moleculares mostra-se importante tanto para a individualização do tratamento, quanto para o diagnóstico e prognóstico desses tumores. O objetivo deste estudo foi avaliar a expressão de HER-2 e do fator de transcrição FOXO3a nos sarcomas e carcinossarcomas uterinos. Para isso, foram avaliadas 100 amostras incluindo: 56 leiomiossarcomas (LMS), 24 carcinossarcomas (CS), 18 sarcomas do estroma endometrial (SEE) e 2 adenossarcomas (AS). A expressão das proteínas foi avaliada por imunoistoquímica e a presença de alterações no número de cópias do gene HER-2 foi analisada por FISH e SISH. A amplificação de HER-2, resultando na hiperexpressão da proteína, foi observada no componente epitelial de uma única amostra de carcinossarcoma. Não foi observada deleção do gene. Os dados de SISH mostraram maior correlação com os de imunoistoquímica. A expressão de FOXO3a foi significativamente maior em todos os tumores avaliados em comparação ao miométrio, e mostrou associação significativamente com maior sobrevida livre de doença nos casos de LMS. Maior expressão dessa proteína também foi observada nos SEE de alto grau. Mulheres com mais de 50 anos, portadoras de LMS, apresentaram menor expressão de FOXO3a. Em conjunto, os resultados sugerem ser o FOXO3a potencial marcador para o risco de malignização e prognóstico para pacientes com LMS. Além disso, permitem indicar a utilização da técnica de SISH para melhor correlacionar a amplificação de HER-2 com os dados imunoistoquímicos / Uterine sarcomas are rare mesodermal tumors that comprise approximately 3% of all uterine cancers. To date, there is no consensus related to risk factors for poor prognosis and appropriate treatment. Adjuvant radiotherapy has no impact on survival of the patients and chemotherapy has limited role. In this context, the search for molecular markers is important in a search for individualization of treatment, for the diagnosis and prognosis of these tumors. The objective of this study was to evaluate the expression of HER-2 and FOXO3a transcription factor in uterine sarcomas and carcinosarcomas. For this, we evaluated a total of 100 samples including: 56 leiomyosarcomas (LMS), 24 carcinosarcomas (CS), 18 endometrial stromal sarcoma (ESS) and 2 adenosarcomas (AS). The protein expression were assessed by immunohistochemistry and copy number of the HER-2 was performed by FISH and SISH. HER-2 gene amplification, resulting in the protein overexpression was found in the epithelial component of an only one case of carcinosarcoma. SISH data showed higher relationship with protein expression than FISH. FOXO3a expression was significantly higher in all tumors than normal myometrium and it showed association with lower disease free survival, in LMSs patients. Protein overexpression was observed in the high grade SEE samples. LMS women´s with > 50 years old showed lower FOXO3a protein expression. Our results suggest that FOXO3a is involved in leiomyosarcoma risk of malignancy and might become a potential prognostic marker to these patients. Moreover, they allow us to indicate the SISH analysis as a better correlation method with the immunohistochemical data for HER-2 amplification, in the future

A Pseudoartrose Congênita da Tíbia (PCT) é uma das doenças mais desafiantes da ortopedia pediátrica pela dificuldade em obter a união óssea e, quando esta ocorre, em mantê-la. É uma doença muito rara, difícil de tratar devido à sua falta de conhecimento sobre a patogênese. As Células estromais mesenquimais multipotentes (CMM) podem desempenhar um papel na patogênese do PCT, possivelmente devido à falha da diferenciação osteogênica. O estudo das CMM pode ajudar a compreender a patogênese da doença e desenvolver novas estratégias terapêuticas baseados no uso desta célula no futuro próximo. Frente ao exposto, este trabalho teve como objetivo a análise das características biológicas das CMM isoladas de diferentes regiões anatômicas de medula óssea de pacientes com PCT. Para isto, amostras de medula óssea foram coletas a partir de locais afetados e não afetadas pela doença: Crista ilíaca do membro não afetada (CINA), crista ilíaca do membro afetada (CIA), tíbia não afetada (TNA), e tíbia afetada (TA). O numero de pacientes incluídos no estudo foi três: PCT1, PCT2 e PCT3. Os resultados mostraram que todas as células isoladas de pacientes com PCT apresentavam características compatíveis com as CMM. A taxa de formação de unidades formadoras de colônias das células da TA tanto no PCT2 quanto no PCT3 foi significativamente menor em relação às células da TNA e CINA respectivamente (p<0.05). A quantidade de células positivas para o marcador CD146 foi menor nas células da TA do PCT1 e PCT2, A análise estatística mostrou que não há uma diferença significativa. Este marcador esta relacionado com a capacidade multipotente e formação óssea in vivo. No PCT1 observou-se que formação de matriz mineralizada das CMM isoladas da CIA foi significativamente maior em relação a TA. Além disso, as células da TA do PCT1 observou-se um uma secreção significativa de alguns citocinas envolvidas no processo de formação óssea, como CCL2, CCL3, CCL4, TNA-alfa, PDGF-BB, e GM-CSF. A alteração destas citocinas pode levar a situações complicadas como o caso de não consolidação óssea. Com os resultados obtidos, se há demonstrado que as CMM da tíbia afetada tenta formar osso, mas no local da lesão é insuficiente, por tal motivo é preciso realizar estudos focados no mecanismo molecular. / Congenital pseudoarthrosis of the tibia (CPT) is one of the most challenging orthopedic diseases because of the difficulty in obtaining bone union and, when it happens, in maintaining it. It is a rare disease, difficult-to-treat due to the lack of knowledge about to pathogenesis. Multipotent mesenchymal stromal cells (MSC) may play a role in the pathogenesis of PCT, possibly due to a failure in the osteogenic differentiation. Studying these cells can help to better understand the pathogenesis of the disease and develop new therapeutic strategies based on the use of MSC in the near future. In view of the above, this work had the objective of analyzing the biological characteristics of CMM isolated from different anatomic regions of bone marrow of patients with PCT. For this, bone marrow samples were collected from sites affected and unaffected by the disease: unaffected limb iliac crest (CINA), affected limb iliac crest (CIA), unaffected tibia (TNA), and affected tibia (TA). The number of patients included in the study was three: PCT1, PCT2 and PCT3. The results showed that all cells isolated from PCT patients had characteristics compatible with CMM. The rate of formation of colonyforming units of TA cells in both PCT2 and PCT3 was significantly lower in TNA and CINA cells respectively (p <0.05). The amount of cells positive for the CD146 marker was lower in the TA cells of PCT1 and PCT2. Statistical analysis showed no significant difference. This marker is related to the multipotent capacity and bone formation in vivo. In PCT1 it was observed that the formation of mineralized matrix of CMCs isolated from CIA was significantly higher in relation to AT. In addition, PCT1 TA cells showed a significant secretion of some cytokines involved in the bone formation process, such as CCL2, CCL3, CCL4, TNA-alpha, PDGF-BB, and GM-CSF. The alteration of these cytokines can lead to complicated situations such as the case of non-consolidation of bone. With the results obtained, if the CMM of the affected tibia has been shown to try to form bone, but at the site of the lesion is insufficient, it is necessary to carry out studies focused on the molecular mechanism.

Introdução: Os sarcomas uterinos constituem uma forma rara de neoplasia maligna que compreende cerca de 3% de todos os canceres uterinos. Os fatores de risco são pouco conhecidos e as formas de tratamento escassas, sendo o papel da quimioterapia e radioterapia limitado. Nesse contexto, torna-se importante a compreensão dos mecanismos moleculares envolvidos no processo de carcinogênese, tanto para diagnóstico e prognóstico mais precisos, quanto para ampliar os avanços terapêuticos. Um dos mecanismos moleculares envolvidos no desenvolvimento de canceres é a regulação da expressão gênica por microRNAs (miRNAs), que são pequenas moléculas de RNAs não-codificantes que desempenham papéis importantes em várias vias biológicas. Alterações na expressão de miRNAs podem acarretar em diversas doenças incluindo o câncer. Poucos trabalhos foram realizados, até o momento, no sentido de esclarecer a regulação ou expressão de miRNAs nos sarcomas uterinos. Objetivo: Avaliar a expressão de miRNAs relacionados ao desenvolvimento de tumores em amostras de carcinossarcomas e sarcomas do útero. Métodos: Foram selecionadas 100 amostras incluindo: 56 leiomiossarcomas (LMS), 24 carcinossarcomas (CS), 18 sarcomas do estroma endometrial (SEE) e 2 adenossarcomas (AS). O RNA total de amostras incluídas em parafina foi obtido e utilizado para realização da síntese de cDNA. As reações de PCR em Tempo Real foram realizadas utilizando o Kit miScript SYBR Green PCR (Qiagen) para análise a partir de 84 sequências de miRNAs já descritos na literatura para outros tipos de cânceres. Foram analisados dados clínicos como idade, sintomas principais, uso de contraceptivo oral, estado menopausal, terapia de reposição hormonal, tabagismo, tratamento cirúrgico, tratamento adjuvante, metástase, grau histológico, recorrência, óbito e estadiamento. Os resultados foram tabulados nos softwares SPSS e GraphPad Prism 5.01. Resultados: Observamos miRNAs que apresentaram diferentes perfis de expressão nos tumores, em comparação com o tecido referência (miométrio). Dentre 42 miRNAs que apresentaram diferenças de expressão nos sarcomas e carcinossarcomas uterinos, 6 destacaram-se por apresentar diferenças significativas entre os tipos histológicos: miR-96-5p (p < 0,001; LMSxCS), miR-205-5p (p=0,016; CSxSEE), miR-181a-5p (p=0,010; CSxLMS), miR-135b-5p (p=0,018; CSxLMS), miR-183-5p (p=0,012; CSxLMS) e miR-193b-3p (p=0,008; CSxLMS). Diversas associações entre a hiper ou hipoexpressão dos miRNAs com as variáveis clínicas coletadas foram constatadas. A expressão de 12 miRNAs foram associadas com sobrevida global e 3 com sobrevida câncer específica. Maior expressão de miR-335-5p, miR-301a-3p e miR-210-3p foi encontrada em amostras de pacientes que realizaram tratamento adjuvante e desenvolveram metástase ou recidiva, para as quais observamos a expressão de miR-138-5p, miR-146b-5p e miR-218-5p associada com maior sobrevida livre de doença. Conclusão: Em conjunto, os resultados sugerem que a caracterização dos miRNAs possui papel promissor para fins diagnóstico, prognóstico e até terapêuticos nos sarcomas e carcinossarcomas uterinos / Introduction: The uterine sarcomas are a rare form of malignancy comprising about 3% of all uterine cancers. Risk factors are not well known and the treatment forms are scarce, being the role of chemotherapy and radiotherapy limited. In this context, it becomes important the comprehension of the molecular mechanisms involved in the carcinogenesis process, as for more accurate diagnosis and prognosis, as to broaden the therapeutic advances. One of the molecular mechanisms involved in cancer development is the regulation of gene expression by microRNAs (miRNAs), which are small molecules of non-coding RNAs that play important roles in some biological pathways. Alterations in miRNA expression could result in some diseases, including cancer. Few studies were performed until present time, to clarify the miRNAs regulation or expression in uterine sarcomas. Objective: To evaluate the expression of miRNAs related to development of tumors in carcinosarcoma and uterine sarcomas samples. Methods: 100 samples were evaluated including: 56 leiomyosarcomas (LMS), 24 carcinosarcomas (CS), 18 endometrial stromal sarcomas (ESS) and 2 adenosarcomas (AS). The total RNA from paraffin-embedded samples were obtained and used to cDNA synthesis. The real time PCR reactions, was performed using the miScript SYBR Green PCR Kit (Qiagen) for analysis of 84 sequences already described in literature in other types of cancer. Were analyzed clinical data such as age, main symptoms, oral contraceptive use, menopausal status, hormone replacement therapy, smoking, underlying pathology, surgical treatment, adjuvant treatment, metastasis, histological grade, recurrence, death and staging. The results were tabulated in the SPPS and Graphpad Prism 5.01. Results: We observed miRNAs that showed different expression profiles in tumors compared to the reference tissue (myometrium). Among 42 miRNAs that showed different expression in uterine sarcomas and carcinosarcomas, 6 stood out for showing significant differences among the histological types: miR-96-5p (p < 0,001; LMSxCS), miR-205-5p (p=0,016; CSxSEE), miR-181a-5p (p=0,010; CSxLMS), miR-135b-5p (p=0,018; CSxLMS), miR-183-5p (p=0,012; CSxLMS) e miR-193b-3p (p=0,008; CSxLMS). Many associations between overexpression or hypoexpression of miRNAs with the clinical variables collected were found. The expression of 12 miRNAs were associated with cancer-specific survival and 3 with disease-free survival. It were also found, increased expression of miR-335-5p, miR-301a-3p and miR-210-3p in samples of patients who underwent adjuvant treatment and developed metastasis or recurrence, and correlation analysis showed that the expression of miR-138-5p, miR-146b-5p and miR-218- 5p are associated with higher disease-free survival of treated patients. Conclusion: The results suggest that the characterization of miRNAs have a promising role for purposes of diagnosis, prognosis and therapeutic for the uterine sarcomas and carcinosarcomas

Sarcomas uterinos são tumores mesodérmicos raros que compreendem, aproximadamente, 3% de todos os cânceres uterinos. Até o momento não há consenso quanto os fatores de risco para determinar um pior prognóstico e tratamento mais adequado. A radioterapia adjuvante não tem impacto na sobrevida e o papel da quimioterapia ainda é limitado. Nesse contexto, a busca por marcadores moleculares mostra-se importante tanto para a individualização do tratamento, quanto para o diagnóstico e prognóstico desses tumores. O objetivo deste estudo foi avaliar a expressão de HER-2 e do fator de transcrição FOXO3a nos sarcomas e carcinossarcomas uterinos. Para isso, foram avaliadas 100 amostras incluindo: 56 leiomiossarcomas (LMS), 24 carcinossarcomas (CS), 18 sarcomas do estroma endometrial (SEE) e 2 adenossarcomas (AS). A expressão das proteínas foi avaliada por imunoistoquímica e a presença de alterações no número de cópias do gene HER-2 foi analisada por FISH e SISH. A amplificação de HER-2, resultando na hiperexpressão da proteína, foi observada no componente epitelial de uma única amostra de carcinossarcoma. Não foi observada deleção do gene. Os dados de SISH mostraram maior correlação com os de imunoistoquímica. A expressão de FOXO3a foi significativamente maior em todos os tumores avaliados em comparação ao miométrio, e mostrou associação significativamente com maior sobrevida livre de doença nos casos de LMS. Maior expressão dessa proteína também foi observada nos SEE de alto grau. Mulheres com mais de 50 anos, portadoras de LMS, apresentaram menor expressão de FOXO3a. Em conjunto, os resultados sugerem ser o FOXO3a potencial marcador para o risco de malignização e prognóstico para pacientes com LMS. Além disso, permitem indicar a utilização da técnica de SISH para melhor correlacionar a amplificação de HER-2 com os dados imunoistoquímicos / Uterine sarcomas are rare mesodermal tumors that comprise approximately 3% of all uterine cancers. To date, there is no consensus related to risk factors for poor prognosis and appropriate treatment. Adjuvant radiotherapy has no impact on survival of the patients and chemotherapy has limited role. In this context, the search for molecular markers is important in a search for individualization of treatment, for the diagnosis and prognosis of these tumors. The objective of this study was to evaluate the expression of HER-2 and FOXO3a transcription factor in uterine sarcomas and carcinosarcomas. For this, we evaluated a total of 100 samples including: 56 leiomyosarcomas (LMS), 24 carcinosarcomas (CS), 18 endometrial stromal sarcoma (ESS) and 2 adenosarcomas (AS). The protein expression were assessed by immunohistochemistry and copy number of the HER-2 was performed by FISH and SISH. HER-2 gene amplification, resulting in the protein overexpression was found in the epithelial component of an only one case of carcinosarcoma. SISH data showed higher relationship with protein expression than FISH. FOXO3a expression was significantly higher in all tumors than normal myometrium and it showed association with lower disease free survival, in LMSs patients. Protein overexpression was observed in the high grade SEE samples. LMS women´s with > 50 years old showed lower FOXO3a protein expression. Our results suggest that FOXO3a is involved in leiomyosarcoma risk of malignancy and might become a potential prognostic marker to these patients. Moreover, they allow us to indicate the SISH analysis as a better correlation method with the immunohistochemical data for HER-2 amplification, in the future

La réparation osseuse est assurée par le recrutement constant de cellules souches/progéniteurs ostéo-compétents de nature hématopoïétique (CSH/PH), et mésenchymateuse (CSM). Une approche prometteuse pour le traitement des défauts osseux graves consisterait à favoriser le recrutement et la mobilisation des CSH/PH et des CSM à partir de la moelle osseuse vers le site de lésion. Plusieurs facteurs environnementaux sont connus pour moduler la prolifération, la mobilisation et la différenciation des progéniteurs ostéocompétents, dont l’hypoxie et l’hypodynamie (absence de contraintes mécaniques). Le but de ce travail de thèse a été d’investiguer in vivo l’impact de l’hypoxie respiratoire et de l’absence de contraintes mécaniques, appliquées séparément ou ensemble sur i) la mobilisation des progéniteurs ostéocompétents et sur ii) la réparation d’un défaut osseux cavitaire fémoral chez la souris. Sur un modèle murin dépourvu de défaut osseux, nos données montrent que l’hypoxie respiratoire est un agent mobilisateur des progéniteurs ostéocompétents, et qu’elle pourrait donc potentiellement exercer des effets bénéfiques sur la réparation osseuse. Toutefois, les effets de l’hypoxie sont modulés selon le statut hypodynamique ou non de l’animal. L’absence de contraintes mécaniques limite la mobilisation des progéniteurs érythrocytaires et mésenchymateux initiée par l’hypoxie, suggérant un effet potentiellement délétère de l’hypodynamie en condition hypoxique dans le contexte de la réparation osseuse. Chez les souris opérées, nous confirmons que l’hypoxie respiratoire déclenchée lors des phases de remodelage améliore la réparation du défaut osseux cavitaire. Une mobilisation des progéniteurs mésenchymateux et hématopoïétiques du fémur contra-latéral vers le fémur opéré est noté, mais le mode d’action de l’hypoxie passerait plutôt par une accélération du mécanisme de réparation dans la zone lésée. De façon intéressante, nous montrons que l’hypodynamie ne diminue pas le bénéfice apporté par l’hypoxie respiratoire à la réparation osseuse. En conclusion, ce travail de thèse identifie l’hypoxie respiratoire comme un candidat thérapeutique pertinent pour l’amélioration de la réparation osseuse. Bien que la perte des contraintes mécaniques module la biologie des cellules ostéoprogénitrices en absence de lésion, l’hypodynamie ne semble pas influencer la consolidation osseuse dans le cadre d’une amélioration de la réparation par un épisode hypoxique tardif. / Many environmental factors are known to influence bone cell fate, including proliferation, mobilization and differentiation of osteoprogenitor cells deriving from both hematopoietic and mesenchymal lineages. Among these factors, hypoxia and unloading (lack of mechanical loading / hypodynamia) are of particular interest. This study aims at investigating the impact of short-term hypobaric hypoxia and hindlimb unloading applied alone or in combination i) on the mobilization of osteocompetent progenitor cells on mice and ii) on the healing in a mouse model of surgical metaphyseal bone defect.In mice free of bone defect, our data indicate that respiratory hypobaric hypoxia acts as a mobilizing stimulus for osteoprogenitor cells. However, the effects of hypoxia in the bone marrow depend on whether mice are subjected to hindlimb unloading or not: hypodynamia tends to restrain the mobilization of both mesenchymal and erythroid progenitors under hypoxia. This suggests a potential detrimental influence of hypodynamia in the course of bone healing in hypoxic condition.In mice with surgery, we showed that hypobaric hypoxia during the remodelling process strongly enhances bone healing. A mobilization of both mesenchymal and hematopoietic progenitors is detected from the contralateral femur to the operated femur. In the lesion area, an acceleration of the repair process is evidenced. Interestingly, hindlimb unloading does not exert any negative influence on bone repair in our animal model. In conclusion, this study identifies delayed hypobaric hypoxia as a potent candidate to enhance bone healing. Even if unloading exerts significant effects on the biology of osteoprogenitor cells on mice free of bone defect, its influence is not detrimental for bone repair.

As células estromais mesenquimais (CMMs) se tornaram de grande interesse para a terapia celular devido ao seu potencial de se diferenciar e reconstituir tecidos especializados. Mais recentemente, este interesse tem aumentado significativamente devido à descoberta de que as CMMs são capazes de secretar uma infinidade de mediadores para estimular a regeneração in situ de tecidos lesados. Dessa forma, CMMs podem ser consideradas tanto como um produto terapêutico em si, quanto uma biofábrica de diversas proteínas relevantes do ponto de vista terapêutico. Para atender a estas crescentes demandas, ambas as aplicações requerem o desenvolvimento de processos de expansão celular com alto rendimento, sob condições de cultivo definidas, reprodutíveis, escalonáveis, permitindo a obtenção de produtos com adequada identidade, potência, pureza, segurança e viáveis economicamente. Frente ao exposto, este trabalho teve como objetivos principais o estabelecimento de um processo de expansão de CMMs baseado em biorreatores e a caracterização do secretoma destas células visando aplicações terapêuticas. Para isto, a expansão de CMMs do cordão umbilical (MCUs) foi realizada em frascos multicamadas (MC) e nos biorreatores de leito fixo (LF), tanque agitado com microcarregadores (TA) e fibrasocas (FO). Os resultados mostraram que a taxa de proliferação específica das células foi maior (< tempo de duplicação) no biorreator de FO (36,8 ± 1,7 horas), bem como o fator de expansão (9,8 ± 1,0) e a eficiência na recuperação celular (100%). Um nível similar de produção celular foi observado para o TA, MC e LF com elevado fator de expansão celular (8,8 ± 0,39, 8,7 ± 0,90, 6,9 ± 1,3, respectivamente). No entanto, em termos de eficiência na recuperação celular (%), LF apresentou a menor taxa de recuperação dentre todos os sistemas (18% (± 0,77)), acompanhado pelo TA (61% (± 15,7)). As células mantiveram suas características imunofenotípicas e o potencial de diferenciação em adipócitos, osteócitos e condrócitos em todos os sistemas de cultivo avaliados. Foi também realizada a análise de custos (COG) e avaliação da viabilidade econômica para produção de CMMs visando tratamento da doença do enxerto contra o hospedeiro (DECH) em escala comercial, utilizando os sistemas de cultivo avaliados experimentalmente sob diferentes estratégias de reembolso. Apesar dos resultados experimentais satisfatórios para o biorreator FO, o COG revelou que este sistema tem o maior custo devido aos elevados custos dos consumíveis requeridos e do custo do equipamento. O frasco MC foi considerado como a tecnologia mais rentável e robusta no cenário avaliado e o biorreator TA obteve a segunda posição. O biorreator TA foi escolhido como o mais adequado analisando de maneira conjunta os dados experimentais obtidos, a análise dos custos dos diferentes sistemas de cultivo e a escalonabilidade de cada sistema. Assim, esse biorreator foi eficientemente utilizado para o cultivo de MCUs em condições isentas de SFB e xenoantígenos, sendo possível a produção de uma grande quantidade de células, representando um passo importante no desenvolvimento de um bioprocesso em conformidade com as normas das agências regulatórias. Por fim, com a análise do secretoma das CMMs por espectrometria de massas foi possível a identificação de uma gama enorme de proteínas interessantes (aprox. 2400) envolvidas em importantes processos biológicos. O futuro monitoramento dessas proteínas em biorreatores poderá representar um método inovador e original de produção de produtos livres de células para uso na terapia celular. / Mesenchymal stem/stromal cells (MSC) have become of great interest for cell therapy because of its potential to differentiate and reconstitute specialized tissues. More recently, such interest has significantly increased due to the discovery that MSC are capable of secreting a plethora of mediators to stimulate the in situ regeneration of injured tissues. Thus, MSC can be considered as a therapeutic product itself and as a biofactory of various relevant therapeutic proteins. To meet these increasing demands, both applications require the development of high-yield, reproducible, scalable and cost-effective bioprocesses under defined culture conditions, obtaining products with proper identity, purity and safety. Based on these, the main goal of this work was the establishment of a MSC expansion process based on bioreactors and secretome characterization of these cells targeting therapeutic applications. The MSC expansion was performed using multi-layered flasks (ML) and fixed bed (PB), stirred tank (STR) and hollow fiber (HF) bioreactors. The results showed that the proliferation rate of the cells was higher (< doubling time) in the HF bioreactor (36.8 ± 1.7 hours), as well as the expansion fold-increase (9.8±1.0) and harvesting efficiency (100%). A similar level of cell production was observed for STR, ML and PB with high fold-increase (8.8±0.39, 8.7±0.90, 6.9±1.3, respectively). However, in terms of harvesting efficiency (%), PB bioreactor presented the lowest retrieval rate across all the technologies (18% (±0.77)), followed by STR (61% (±15.7)). The cells retained their functional properties after culture in all the culture systems evaluated. This study was then extended through the use of a bioprocess economics tool for the evaluation of the economic feasibility of producing MSC-based treatment for acute graft vs. host disease (aGvHD) at commercial scale, using the culture systems experimentally evaluated under different reimbursement strategies. Despite the advantageous experimental results of HF bioreactors, the COG analysis has revealed that this is the least cost effective cell culture system to be used, due to its high consumable and equipment costs. ML flasks ranked first as the most cost effective and robust technology in this scenario and microcarrier-based technologies (STR) ranked in second position. The STR bioreactor was chosen as the most suitable for MSC expansion analyzing the experimental data, COG analysis and scalability of each culture system. Thus, STR bioreactor was efficiently tested for MSC expansion under serum and xeno-free conditions and it was possible to produce a large amount of cells. The development of a scalable microcarrier-based stirred culture system using xeno-free culture medium that suits the intrinsic features of UCM-derived MSC represents an important step towards a GMP compliant large-scale production platform for these promising cell therapy candidates. Finally, with the MSC secretome analysis by mass spectrometry it was possible to identify a wide range of interesting proteins (approx. 2400) involved in important biological processes. The future monitoring of these proteins in bioreactors may represent a novel and unique method of producing cell-free products for use in cellular therapy.

O crescente número de aplicações clínicas envolvendo células mesenquimais estromais multipotentes (CMMs) gera a necessidade da produção em larga escala destas células com adequada qualidade terapêutica. As CMMs são geradas atualmente através de culturas aderentes na presença de soro fetal bovino (SFB). Entretanto, apesar da eficiência na promoção do crescimento celular, o uso de SFB não é isento de desvantagens e riscos. Além do alto custo, sua utilização pode gerar risco de contaminação do produto final com agentes adventícios como vírus e príons. Por outro lado, a sua variabilidade em diferentes lotes e fornecedores dificulta a padronização do meio e reprodutibilidade do cultivo. Uma alternativa promissora para a cultura de células destinadas a terapia celular é a substituição de SFB por soro AB humano obtido a partir de plasma humano. Neste cenário, o objetivo deste trabalho foi produzir soro AB humano e avaliar a sua qualidade e eficácia como substituto do SFB na produção de células mesenquimais destinadas à terapia celular. Para a produção do soro AB humano foram avaliados tanto Plasma comum (PC>24h) (n=3) quanto Plasma isento de crioprecipitado (PCIC) (n=3). Após a produção, foi realizado o controle de qualidade dos lotes produzidos sendo verificado que os mesmos atenderam as exigências necessárias para a utilização na terapia celular. As duas fontes de plasma utilizadas para a produção do soro AB humano apresentaram características semelhantes quanto aos constituintes bioquímicos e demais parâmetros analíticos e foram eficazes na suplementação do cultivo e expansão das CMMs. A suplementação do meio com 10% de soro AB humano foi eficaz tanto no cultivo em culturas estáticas quanto em microcarregadores. Esta característica alinhase com a possibilidade de produção em larga escala, uma vez que, permitiu a expansão das CMMs de maneira similar à condição controle (suplementada com 10% de SFB) e preservou as características imunofenotípicas, funcionais e perfil citogenético pós cultivo. Além disso, o soro AB humano produzido pode ser utilizado por no mínimo doze meses após produção, quando armazenado em temperatura inferior a 20ºC negativos / The growing number of clinical applications involving multipotent mesenchymal stromal cells (MSCs) generates the need for large-scale production of these cells with appropriate treatment quality. The MSCs are now generated through adherent cultures in the presence of fetal bovine serum (FBS). However, despite the efficiency of this method, the use of FBS is not exempt of drawbacks and hazards. Besides the high cost, their use can lead to the risk of final product contamination with adventitious agents such as viruses and prions. In addition, due to its high variability of reproducibility, this methodology requires high level of standardization. A promising alternative would be to replace FBS by human AB serum from human plasma. In this scenario, our objective was to produce human AB serum and evaluate their quality and effectiveness as a FBS substitute on production of mesenchymal cells for therapy. For the production of human AB serum were evaluated both common plasma (CP > 24h; n=3) and plasma cryoprecipitate depleted (PCD; n=3). Quality controls were carried out to stablish minimal requirements of quality to be used in a cell therapy scenario. Both plasma sources of human AB serum presented similar biochemical characteristics and other analytical parameters, being effective in supplementation of the culture and expansion of MSCs. Supplementing the culture medium with 10% human AB serum was effective both in cultivation of static cultures as for microcarriers. This condition might indicate that this method would be useful for large scale production, allowing the expansion of MSCs similarly to the control condition and maintaining immunophenotypic, functional and cytogenetic characteristics. Furthermore, the human AB serum produced can be used for at least twelve months after production when stored at temperature below 20ºC negative

Survival of patients with poor prognosis or relapsed haematopoietic malignancies can be markedly improved by allogeneic haematopoietic stem cell transplantation (HSCT). HSCT reconstitutes the immune and haematopoietic systems after myeloablative conditioning and inhibits the recurrence of the malignancy by a graft-versus-leukaemia (GVL) response mediated by donor T cells. However, significant post-transplant complications such as graft-versus-host disease (GVHD) continue to plague the event-free survival of this curative procedure. GVHD is facilitated by donor T cells that recognise histocompatibility antigens on host antigen presenting cells (APC), such as dendritic cells (DC). Current treatment options for GVHD are focused on these T cells. However, these treatments result in an increased incidence of infection, graft rejection and relapse. A novel means of immunosuppression in GVHD is the use of multi-potent, mesenchymal stromal cells (MSC). MSC are non-immunogenic cells that actively suppress T cell function in vitro, and can resolve steroid-refractory GVHD in the clinic. Despite their use in the clinic, there is a paucity of pre-clinical data. Our aim was to investigate the in vivo efficacy of MSC to control GVHD while maintaining the beneficial GVL effect, and to begin to understand the mechanism by which MSC exert their immunosuppressive effects. We isolated and characterised MSC from murine bone/bone marrow and demonstrated that they suppressed T cell proliferation in vitro, even at low ratios of 1 MSC per 100 T cells. This was true of both donor-derived MSC, and MSC derived from unrelated donors (third party). Importantly, we observed that MSC significantly reduced T cell production of the pro-inflammatory cytokines TNFα and IFNγ in culture supernatants and that IFNγ plays a key role in the ability of MSC to suppress T cell proliferation. In vivo, we examined the effects of donor-derived MSC on GVHD severity and onset in two myeloablative murine models of HSCT. A major histocompatibility complex (MHC)-mismatched donor-recipient pair combination was used as a proof–of-principle model [UBI-GFP/BL6 (H-2b)àBALB/c (H-2d)], and an MHC-matched, minor histocompatibility antigen (miHA) mismatched donor-recipient pair combination was used to mimic MHC-matched sibling transplantation [UBI-GFP/BL6 (H-2b)àBALB.B (H-2b)]. We examined a number of variables related to MSC infusion including timing, dose and route of injection. We found that early post transplant infusion of MSC by the intraperitoneal injection was most effective at delaying death from GVHD, compared to pre-transplant infusion or intravenous injection. Furthermore, we found that the dose of MSC was critical, as infusion of too few MSC was ineffective and infusion of too many MSC exacerbated the development of GVHD. Taken together, these results suggest that timing, dose and route of injection are all important factors to be considered to ensure successful therapeutic outcome. To investigate the in vivo mechanism of action, we conducted timed sacrifice experiments in the MHC-mismatched model to determine if MSC altered cytokine secretion and cellular effectors, such as DC, known to play a key role in GVHD. Despite the fact that MSC given post-HSCT enter an environment full of activated DC and IFNγ levels, by day 3 and 6 post infusion, these activated DC and IFNγ levels are decreased compared to controls or mice infused with MSC pre-transplant (p<0.05). This confirmed our in vitro data that IFNγ played an important role in MSC-mediated immunosuppression. In addition, when we removed a major source of IFNγ production in vivo by administering the T cell depleting antibody KT3 to mice with or without MSC, we found that although T cell depletion prolonged survival, MSC were unable to further enhance this effect. This was also true when MSC were used in combination with the conventional immunosuppressant cyclosporine. Finally, we examined whether the infusion of MSC would compromise the GVL effect. We found that whilst MSC could delay the onset of GVHD, in our model they did not alter the anti-tumour effects of the donor T cells. Overall, we have shown that MSC can delay but not prevent death from GVHD when administered at an appropriate time and dose and that IFNγ is required for MSC-mediated immunosuppression in our model. These data suggest that patients undergoing HSCT should be monitored for IFNγ, and administered MSC when high levels are reached. Whilst MSC may be a promising therapy for patients with severe GVHD, we highlight that further investigation is warranted before MSC are accepted for widespread use in the clinic. The risks and benefits for transplant recipients should be carefully considered before utilising MSC to treat or prevent GVHD.