As células-tronco mesenquimais (MSC) são caracterizadas pelo seu potencial de diferenciação em células de origem mesenquimal como adipócitos, condrócitos e osteócitos; ação parácrina; capacidade imunorregulatória e tropismo por regiões lesionadas e câncer. Estas células já foram isoladas de diferentes órgãos e tecidos e apresentam características bastante similares, mas não idênticas: fato que ressalta a importância da realização de estudos comparativos para determinar a real equivalência das MSC de diferentes origens. Os principais objetivos deste trabalho foram analisar o potencial de transferência gênica mediado por lipofectamine 2000, detectar e quantificar a expressão dos fatores de pluripotência Oct4, Klf4, Sox2, c-Myc, Lin28, Tcl-1α, Nanog e comparar a eficiência de reprogramação celular em MSC murinas provenientes de medula óssea (moMSC), tecido adiposo (ADSC), rim (rMSC), pulmão (pMSC), veia cava (cMSC) e medula espinhal (meMSC). Estas células também foram classificadas com relação ao tempo de cultivo, sendo subdivididas em: Cultivo Inicial (até passagem 7), Cultivo Intermediário (da passagem 8 a 12) e Cultivo Tardio (a partir da passagem 13). No que se refere à transfecção usando lipofectamine 2000, foi observada maior eficiência em pMSC e rMSC quando comparadas a cMSC, todas em passagem tardia. Neste trabalho é mostrada a expressão de Klf4, Sox2, Lin28 e c- Myc em MSC murinas isoladas de pulmão, rim, tecido adiposo e medula espinhal. Lin28 foi detectado apenas no estágio inicial do cultivo de pMSC e ADSC e intermediário de rMSC. Enquanto que nas meMSC, Lin28 e Sox2 parecem diminuir com o tempo de cultivo chegando a zero no cultivo tardio. Não foi detectada a expressão de Oct4, Nanog ou Tcl-1α. Um dado muito expressivo é a reprogramação de moMSC apenas com OCT4 e SOX2 quando é utilizado o co-cultivo com fibroblastos embrionários 15 murinos (MEF). Aqui também pode ser visto que existe uma relação direta entre eficiência de geração de iPSC e o tempo de substituição das condições de cultivo nos dois tempos testados. Quando o co-cultivo em MEF é substituído por placas recobertas por gelatina e meio mESC induzido, não é observada a reprogramação apenas com dois fatores, sendo obrigatória a adição de c-MYC ou KLF4. pMSC apresentou maior número de iPSC quando comparado aos demais, seguida de moMSC e rMSC. Não detectamos reprogramação em ADSC. Outra variação observada foi que as moMSC reprogramam mais rapidamente (dia 8), sendo seguidas pelas pMSC (dia 10) e pelas rMSC (dia 16). O potencial de utilização das MSC na terapia gênica ex vivo e na reprogramação celular é variável e possivelmente está associado ao local de onde estas células são isoladas, além do estágio de cultivo. Ainda assim, muitos estudos ainda precisam ser realizados para estipular de forma exata a colaboração que cada MSC pode oferecer para o uso clínico. / The Mesenchymal Stem Cells (MSC) are characterized by their potential to differentiate into cells of mesenchymal origin such as adipocytes, chondrocytes and osteocytes; paracrine action; immunoregulatory capacity and tropism for injured regions and cancer. These cells have been isolated from different tissues and organs and exhibit similar characteristics, but are not identical: a fact that highlights the importance of comparative studies to determine the real equivalence of MSC from different sources. The objectives of this study were to analyze the potential of gene transfer mediated by Lipofectamine 2000; detect and quantify the expression of pluripotency factors Oct4, Klf4, Sox2, c-Myc, Lin28, Tcl-1α, Nanog and compare the efficiency of reprogramming in murine MSC isolated from bone marrow (moMSC), adipose tissue (ADSC), kidney (rMSC), lung (PMSC), vena cava (cMSC) and spinal cord (meMSC). These cells were classified according to time of cultivation, subdivided in: Recent Cultivation (up to passage 7), Cultivation Intermediate (passage 8 to 12) and Late Cultivation (from passage 13). Regarding transfection using Lipofectamine 2000, higher efficiency was achieved in PMSC and rMSC compared to cMSC, all in late passage. In this work we show the expression of Klf4, Sox2, c-Myc and Lin28 in MSC isolated from murine lung, kidney, adipose tissue and spinal cord. Lin28 was detected only in the early stage of cultivation in pMSC and ADSC and intermediate cultivation in rMSC. In meMSC, the expression of Lin28 and Sox2 appears to decrease with time not being detected in late cultivation. We did not detect the expression of Oct4, Nanog or Tcl-1α in any sample studied. A very important finding was the reprogramming of moMSC with only OCT4 and SOX2 when it was co-culture on murine embryonic fibroblasts (MEF). In this study was detected a direct relationship between efficiency of iPSC generation and the time of replacement of culture conditions, considering the times tested; 3 or 5 days post transduction. When the co-cultivation on MEF was replaced by plates coated with gelatin and induced medium is not observed with only two reprogramming factors, being required the addition of KLF4 or c-MYC. Comparing the efficiency of reprogramation between MSC, pMSC showed higher number of iPSC when compared to the others, followed by moMSC and rMSC. There was not detected cell reprogramming in ADSC. Another variation observed was in the reprogramming time. The moMSC reprogram faster (8 days), being followed by the pMSC (day 10) and the rMSC (day 16). The potential use of MSC in ex vivo gene therapy and cellular reprogramming is variable and may be associated with the location from which these cells are isolated, beyond the stage of cultivation. However, further studies are necessary to accurately stipulate the clinical use for each MSC.

Orientador: Valéria Marçal Félix de Lima / Resumo: A leishmaniose visceral canina (LV) no Brasil representa um grave problema de saúde pública. Na LV a supressão imune celular é determinante da progressão da doença. Estudos mostraram que a regulação da resposta imune depende de miRNAs. O objetivo deste estudo foi a caracterização dos miRNAs em leucócitos esplênicos (LE) de cães naturalmente infectados por L. infantum. Este estudo foi realizado em Araçatuba, região endêmica para LV canina (LVC). Um grupo de 4 cães saudáveis e 8 cães com LVC foi estudado. O RNA foi extraído do LE usando o Kit Mirvana (Invitrogen™) de acordo com as recomendações do fabricante. O RNA foi quantificado usando um fluorômetro (Qubit 3.0, Invitrogen™) o grau de pureza realizado por eletroforese capilar (Bioanalyser, Agilent ™), as amostras foram então armazenadas a -80°C. O miRNA foi preparado para o microarranjo usando o FlashTag Biotina HSR RNA Labeling Kit (Affymetrix ™). O microarranjo foi realizado usando o Affymetrix ™ miRNA 4.1 Strip de acordo com as recomendações do fabricante. A produção de cDNA foi realizada usando o kit miScript RT II (Qiagen™). Os miRNAs diferencialmente expressos foram validados por qPCR utilizando iniciadores para miRNAs de cães inventariados (Qiagen™) de acordo com recomendação do fabricante. Os miRNAs validados foram analisados no programa Ingenuity Pathway Analysis (IPA, Qiagen™). Após a análise das vias, os LE de cães infectados foram transfectados com miR21 usando miScript miRNA Mimics e Inhibitor (Qiagen™) de acord... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Canine visceral leishmaniasis (VL) in Brazil represents a serious public health problem. In VL cellular immune suppression is determinant of disease progression. Studies have shown that the regulation of the immune response depends on miRNAs. The objective of this study was the characterization of the miRNAs in spleen leukocytes (SL) from dogs naturally infected by L. infantum. This study was carried out in Araçatuba, an endemic region for canine LV (LVC). A group of 4 healthy dogs and 8 dogs with VL was studied. Total RNA was extracted from SL using Mirvana Kit (Invitrogen®) according to manufacturer’s recommendations Total RNA was quantified using a fluorometer (Qubit 3.0, Invitrogen®) the degree of purity performed by capillary electrophoresis (Bioanalyser, Agilent®), the samples were then stored at -80°C. Total RNA was prepared for the microarray using the FlashTag Biotin HSR RNA Labeling Kit (Affymetrix®). The microarray was performed using the Affymetrix ™ miRNA 4.1 Strip according to manufacturer’s recommendations. cDNA production was performed using the miScript RTII kit (Qiagen®). Differentially expressed miRNAs were validated by qPCR was performed using the inventoried dog miRNAs (Qiagen®) and SYBR Green (kit miScript SYBR Green PCR, Qiagen®), according to the manufacturer's recommendation. The validated miRNAs were analyzed in the program Ingenuity Pathway Analysis (Qiagen®). After analysis of the pathways, then the LS from infected dogs were transfected with miR21... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

As células-tronco mesenquimais (MSC) são caracterizadas pelo seu potencial de diferenciação em células de origem mesenquimal como adipócitos, condrócitos e osteócitos; ação parácrina; capacidade imunorregulatória e tropismo por regiões lesionadas e câncer. Estas células já foram isoladas de diferentes órgãos e tecidos e apresentam características bastante similares, mas não idênticas: fato que ressalta a importância da realização de estudos comparativos para determinar a real equivalência das MSC de diferentes origens. Os principais objetivos deste trabalho foram analisar o potencial de transferência gênica mediado por lipofectamine 2000, detectar e quantificar a expressão dos fatores de pluripotência Oct4, Klf4, Sox2, c-Myc, Lin28, Tcl-1α, Nanog e comparar a eficiência de reprogramação celular em MSC murinas provenientes de medula óssea (moMSC), tecido adiposo (ADSC), rim (rMSC), pulmão (pMSC), veia cava (cMSC) e medula espinhal (meMSC). Estas células também foram classificadas com relação ao tempo de cultivo, sendo subdivididas em: Cultivo Inicial (até passagem 7), Cultivo Intermediário (da passagem 8 a 12) e Cultivo Tardio (a partir da passagem 13). No que se refere à transfecção usando lipofectamine 2000, foi observada maior eficiência em pMSC e rMSC quando comparadas a cMSC, todas em passagem tardia. Neste trabalho é mostrada a expressão de Klf4, Sox2, Lin28 e c- Myc em MSC murinas isoladas de pulmão, rim, tecido adiposo e medula espinhal. Lin28 foi detectado apenas no estágio inicial do cultivo de pMSC e ADSC e intermediário de rMSC. Enquanto que nas meMSC, Lin28 e Sox2 parecem diminuir com o tempo de cultivo chegando a zero no cultivo tardio. Não foi detectada a expressão de Oct4, Nanog ou Tcl-1α. Um dado muito expressivo é a reprogramação de moMSC apenas com OCT4 e SOX2 quando é utilizado o co-cultivo com fibroblastos embrionários 15 murinos (MEF). Aqui também pode ser visto que existe uma relação direta entre eficiência de geração de iPSC e o tempo de substituição das condições de cultivo nos dois tempos testados. Quando o co-cultivo em MEF é substituído por placas recobertas por gelatina e meio mESC induzido, não é observada a reprogramação apenas com dois fatores, sendo obrigatória a adição de c-MYC ou KLF4. pMSC apresentou maior número de iPSC quando comparado aos demais, seguida de moMSC e rMSC. Não detectamos reprogramação em ADSC. Outra variação observada foi que as moMSC reprogramam mais rapidamente (dia 8), sendo seguidas pelas pMSC (dia 10) e pelas rMSC (dia 16). O potencial de utilização das MSC na terapia gênica ex vivo e na reprogramação celular é variável e possivelmente está associado ao local de onde estas células são isoladas, além do estágio de cultivo. Ainda assim, muitos estudos ainda precisam ser realizados para estipular de forma exata a colaboração que cada MSC pode oferecer para o uso clínico. / The Mesenchymal Stem Cells (MSC) are characterized by their potential to differentiate into cells of mesenchymal origin such as adipocytes, chondrocytes and osteocytes; paracrine action; immunoregulatory capacity and tropism for injured regions and cancer. These cells have been isolated from different tissues and organs and exhibit similar characteristics, but are not identical: a fact that highlights the importance of comparative studies to determine the real equivalence of MSC from different sources. The objectives of this study were to analyze the potential of gene transfer mediated by Lipofectamine 2000; detect and quantify the expression of pluripotency factors Oct4, Klf4, Sox2, c-Myc, Lin28, Tcl-1α, Nanog and compare the efficiency of reprogramming in murine MSC isolated from bone marrow (moMSC), adipose tissue (ADSC), kidney (rMSC), lung (PMSC), vena cava (cMSC) and spinal cord (meMSC). These cells were classified according to time of cultivation, subdivided in: Recent Cultivation (up to passage 7), Cultivation Intermediate (passage 8 to 12) and Late Cultivation (from passage 13). Regarding transfection using Lipofectamine 2000, higher efficiency was achieved in PMSC and rMSC compared to cMSC, all in late passage. In this work we show the expression of Klf4, Sox2, c-Myc and Lin28 in MSC isolated from murine lung, kidney, adipose tissue and spinal cord. Lin28 was detected only in the early stage of cultivation in pMSC and ADSC and intermediate cultivation in rMSC. In meMSC, the expression of Lin28 and Sox2 appears to decrease with time not being detected in late cultivation. We did not detect the expression of Oct4, Nanog or Tcl-1α in any sample studied. A very important finding was the reprogramming of moMSC with only OCT4 and SOX2 when it was co-culture on murine embryonic fibroblasts (MEF). In this study was detected a direct relationship between efficiency of iPSC generation and the time of replacement of culture conditions, considering the times tested; 3 or 5 days post transduction. When the co-cultivation on MEF was replaced by plates coated with gelatin and induced medium is not observed with only two reprogramming factors, being required the addition of KLF4 or c-MYC. Comparing the efficiency of reprogramation between MSC, pMSC showed higher number of iPSC when compared to the others, followed by moMSC and rMSC. There was not detected cell reprogramming in ADSC. Another variation observed was in the reprogramming time. The moMSC reprogram faster (8 days), being followed by the pMSC (day 10) and the rMSC (day 16). The potential use of MSC in ex vivo gene therapy and cellular reprogramming is variable and may be associated with the location from which these cells are isolated, beyond the stage of cultivation. However, further studies are necessary to accurately stipulate the clinical use for each MSC.

As células-tronco mesenquimais (MSC) são caracterizadas pelo seu potencial de diferenciação em células de origem mesenquimal como adipócitos, condrócitos e osteócitos; ação parácrina; capacidade imunorregulatória e tropismo por regiões lesionadas e câncer. Estas células já foram isoladas de diferentes órgãos e tecidos e apresentam características bastante similares, mas não idênticas: fato que ressalta a importância da realização de estudos comparativos para determinar a real equivalência das MSC de diferentes origens. Os principais objetivos deste trabalho foram analisar o potencial de transferência gênica mediado por lipofectamine 2000, detectar e quantificar a expressão dos fatores de pluripotência Oct4, Klf4, Sox2, c-Myc, Lin28, Tcl-1α, Nanog e comparar a eficiência de reprogramação celular em MSC murinas provenientes de medula óssea (moMSC), tecido adiposo (ADSC), rim (rMSC), pulmão (pMSC), veia cava (cMSC) e medula espinhal (meMSC). Estas células também foram classificadas com relação ao tempo de cultivo, sendo subdivididas em: Cultivo Inicial (até passagem 7), Cultivo Intermediário (da passagem 8 a 12) e Cultivo Tardio (a partir da passagem 13). No que se refere à transfecção usando lipofectamine 2000, foi observada maior eficiência em pMSC e rMSC quando comparadas a cMSC, todas em passagem tardia. Neste trabalho é mostrada a expressão de Klf4, Sox2, Lin28 e c- Myc em MSC murinas isoladas de pulmão, rim, tecido adiposo e medula espinhal. Lin28 foi detectado apenas no estágio inicial do cultivo de pMSC e ADSC e intermediário de rMSC. Enquanto que nas meMSC, Lin28 e Sox2 parecem diminuir com o tempo de cultivo chegando a zero no cultivo tardio. Não foi detectada a expressão de Oct4, Nanog ou Tcl-1α. Um dado muito expressivo é a reprogramação de moMSC apenas com OCT4 e SOX2 quando é utilizado o co-cultivo com fibroblastos embrionários 15 murinos (MEF). Aqui também pode ser visto que existe uma relação direta entre eficiência de geração de iPSC e o tempo de substituição das condições de cultivo nos dois tempos testados. Quando o co-cultivo em MEF é substituído por placas recobertas por gelatina e meio mESC induzido, não é observada a reprogramação apenas com dois fatores, sendo obrigatória a adição de c-MYC ou KLF4. pMSC apresentou maior número de iPSC quando comparado aos demais, seguida de moMSC e rMSC. Não detectamos reprogramação em ADSC. Outra variação observada foi que as moMSC reprogramam mais rapidamente (dia 8), sendo seguidas pelas pMSC (dia 10) e pelas rMSC (dia 16). O potencial de utilização das MSC na terapia gênica ex vivo e na reprogramação celular é variável e possivelmente está associado ao local de onde estas células são isoladas, além do estágio de cultivo. Ainda assim, muitos estudos ainda precisam ser realizados para estipular de forma exata a colaboração que cada MSC pode oferecer para o uso clínico. / The Mesenchymal Stem Cells (MSC) are characterized by their potential to differentiate into cells of mesenchymal origin such as adipocytes, chondrocytes and osteocytes; paracrine action; immunoregulatory capacity and tropism for injured regions and cancer. These cells have been isolated from different tissues and organs and exhibit similar characteristics, but are not identical: a fact that highlights the importance of comparative studies to determine the real equivalence of MSC from different sources. The objectives of this study were to analyze the potential of gene transfer mediated by Lipofectamine 2000; detect and quantify the expression of pluripotency factors Oct4, Klf4, Sox2, c-Myc, Lin28, Tcl-1α, Nanog and compare the efficiency of reprogramming in murine MSC isolated from bone marrow (moMSC), adipose tissue (ADSC), kidney (rMSC), lung (PMSC), vena cava (cMSC) and spinal cord (meMSC). These cells were classified according to time of cultivation, subdivided in: Recent Cultivation (up to passage 7), Cultivation Intermediate (passage 8 to 12) and Late Cultivation (from passage 13). Regarding transfection using Lipofectamine 2000, higher efficiency was achieved in PMSC and rMSC compared to cMSC, all in late passage. In this work we show the expression of Klf4, Sox2, c-Myc and Lin28 in MSC isolated from murine lung, kidney, adipose tissue and spinal cord. Lin28 was detected only in the early stage of cultivation in pMSC and ADSC and intermediate cultivation in rMSC. In meMSC, the expression of Lin28 and Sox2 appears to decrease with time not being detected in late cultivation. We did not detect the expression of Oct4, Nanog or Tcl-1α in any sample studied. A very important finding was the reprogramming of moMSC with only OCT4 and SOX2 when it was co-culture on murine embryonic fibroblasts (MEF). In this study was detected a direct relationship between efficiency of iPSC generation and the time of replacement of culture conditions, considering the times tested; 3 or 5 days post transduction. When the co-cultivation on MEF was replaced by plates coated with gelatin and induced medium is not observed with only two reprogramming factors, being required the addition of KLF4 or c-MYC. Comparing the efficiency of reprogramation between MSC, pMSC showed higher number of iPSC when compared to the others, followed by moMSC and rMSC. There was not detected cell reprogramming in ADSC. Another variation observed was in the reprogramming time. The moMSC reprogram faster (8 days), being followed by the pMSC (day 10) and the rMSC (day 16). The potential use of MSC in ex vivo gene therapy and cellular reprogramming is variable and may be associated with the location from which these cells are isolated, beyond the stage of cultivation. However, further studies are necessary to accurately stipulate the clinical use for each MSC.

Orientador: Sergio Roberto Peres Line / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-12T22:28:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Saito_CristianePereiraBorges_D.pdf: 2404829 bytes, checksum: ef69d02f749dac4b0974b53ad416de6d (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O gene PAX9 é um regulador chave durante o processo de desenvolvimento dentário e, particularmente em humanos, mutações neste gene estão associadas a fenótipos peculiares como agenesias dentárias. O objetivo deste estudo foi descobrir novas coordenadas acerca da atividade transcricional do promotor desse gene e de um possível padrão de metilação. Quanto ao estudo da metilação, foram avaliadas amostras de DNA genômico extraído da papila dentária de embriões humanos através de enzimas de restrição sensíveis à metilação e através da amplificação por Reação da Polimerase em Cadeia-PCR com oligos específicos. A extração de DNA de amostras incluídas em parafina foi padronizada no laboratório de Morfologia da Faculdade de Odontologia de Piracicaba, FOP-UNICAMP. Amostras de DNA extraídas de saliva humana foram usadas como controle. Para os ensaios de transcrição, foram amplificados através de ensaios com a transcriptase reversa, transcritos do gene Pax9 de Células Embrionárias de Rato, bem como de Células Odontoblastóides de Camundongo- MDPC-23 (Mouse Odontoblast Cell-like-23). Esses transcritos foram quantificados através de PCR semi-quantitativa. A região promotora do gene PAX9 humano íntegra (-947 - +251) e deletada (-485 - +22), recombinada com o vetor de expressão pGL3Basic, contendo o gene repórter luciferase após a região promotora, foi transfectada em cultura de Células Embrionárias de Rato. Todas as placas de cultura foram submetidas à ação de duas drogas: Ácido Retinóico (AR) e Dexametasona (Dex). Após a lise das células, os níveis relativos de expressão da proteína luciferase foram analisados, utilizando o kit Dual-Glo Luciferase (Promega), em um luminômetro. Os resultados mostram que: (1) O gene PAX9 encontra-se metilado in vitro; (2) O AR inibiu a síntese de RNA mensageiro transcrito pelas Células Embrionárias Rato. O promotor do gene humano PAX9 clivado nos sítios -485 e +22 e que não continha 507pb não foi afetado pelos receptores do AR. O Promotor PAX9 íntegro foi ativado na presença do AR na maior concentração da droga ; (3) A Dex estimulou a transcrição do gene Pax9 no grupo de células MDPC-23 e influenciou positivamente ambas as versões do promotor do gene PAX9 com as concentrações: 0.1µM e 1nM. Esses resultados demonstraram que os receptores dos hormônios esteróides AR e Dex podem se ligar diretamente a sequências do gene Pax9 em ratos e camundongos e que a região contendo 507pb retirada do promotor do gene PAX9 humano pode conter sítios de ligação para receptores do AR. Além disso, o sítio de metilação encontrado na região promotora do gene PAX9 humano resultou em novas perspectivas acerca do seu padrão de funcionamento em células normais. / Abstract: PAX9 is a key regulator during tooth development and plays an essential role in the patterning of murine and human dentition. In humans, mutations in PAX9 are associated with unique phenotypes of familial tooth agenesis that mainly involve posterior teeth. The objectives of this study were to gain new insights into the transcriptional activity and DNA methylation within the promoter region of human PAX9 gene in vitro. The methylation pattern was examined by studying PAX9 gene promoter in Dental Papilla of human Embryos through methylation-sensitive restriction enzyme and PCR amplified with specific oligos. DNA extractions from paraffin-embedded tissue sections were well established in Morphology Laboratory, Piracicaba Dental School. DNA samples from Buccal Epithelial Cells were used as control. In the present study, we have PCR amplified cDNAs encoding Rat Pax9 and Mouse Pax9 from Primary embryonic cell culture obtained from 13 day-old Wistar Rat and Mouse odontoblast cell-like culture-23 (MDPC-23) respectively and quantified by Semi-quantitative PCR technique. Furthermore, we examined the transcriptional activity of human Pax9 gene promoter: (-947 - +251) full Pax9 promoter and the promoter lacking 507bp (-485 - +22) through recombination into pGL3Basic expression vector and transfection in primary rat embryonic cells. Cell cultures were all submitted to selective regulation of both drugs: Retinoic Acid (RA) and Dexamethasone (Dex). Relative luciferase expression units were obtained by dual luciferase assay kit (Promega). Our results showed that: (1) human PAX9 promoter region is methylated in vitro; (2) RA inhibited Pax9 mRNA synthesis in Primary Rat embryonic cells while PAX9 promoter lacking 507bp (-485 - +22) was not activated by RA receptors. Human PAX9 full promoter activation was improved by RA treatment at the greater concentration; (3) Dex stimulated Pax9 mRNA activity in MDPC-23 and influenced positively both PAX9 promoter versions with 0.1µM and 1nM concentrations. The present experiments suggest that a 507bp region in PAX9 promoter may contain binding sites for RA receptors and that Dex and RA steroid hormone receptors may be directly bind to the sequences of murine Pax9 gene. The methylation pattern finding give rise to new perspectives on PAX9 patterning in normal cells phisiology. / Doutorado / Histologia e Embriologia / Doutor em Biologia Buco-Dental

Orientador: Sara Teresinha Olalla Saad / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-16T01:25:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigues_PatriciaCristina_D.pdf: 2756759 bytes, checksum: c32a31ef7786358790e9e69edaf2c2db (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A proteína humana ANKHD1 (Ankyrin Repeat Single KH Domain containing 1) foi inicialmente descrita em células de adenocarcinoma de próstata humano (LNCaP), e sua expressão também é observada em diversas linhagens leucêmicas. ANKHD1 é homóloga a proteína Mask (Multiple Ankyrin repeat and single KH domain) de Drosophila melanogaster, relacionada com diferenciação, sobrevivência e proliferação de fotorreceptores dos olhos de drosófila. Interações diretas entre ANKHD1 e SHP2, proteína que exerce um papel crítico na hematopoiese, foram descritas nas linhagens mielóide K562, de adenocarcinoma de próstata, LNCaP, e em linhagem de mieloma múltiplo RPM1 8226. Porém pouco se sabe sobre a função de ANKDH1 e seu papel na leucemogênese. O objetivo do presente estudo foi investigar o envolvimento da ANKHD1 em processos biológicos relacionados com a leucemogênese. Para tal utilizamos duas abordagens metodológicas principais: inibição e hiperexpressão de ANKHD1. A inibição de ANKHD1 em linhagem LNCaP foi seguida de rastreamento das demais alterações gênicas associadas através de microarray. O microarray realizado mostrou 706 genes cuja expressão foi aumentada e 159 genes cuja expressão foi diminuída. Os genes foram agrupados em 26 classes funcionais, sendo que diversos genes conhecidos por regularem ciclo celular e apoptose tiveram seu perfil de expressão alterada. Importante ressaltar que a inibição de ANKHD1 resultou em aumento significativo da expressão de um grande número de Histonas, sugerindo seu papel no controle epigenético. Dentre as modulações validadas, algumas foram verificadas também em amostras provenientes de portadores de leucemia. Neste estudo, foi demonstrada a baixa expressão gênica de ANKHD1 em amostras de 38 pacientes com diagnóstico de leucemia aguda, quando comparadas às células de medula óssea normal. Uma vez que esta amostra leucêmica se mostrou como um modelo natural de inibição de ANKHD1, a expressão de outros genes modulados no array foi testada, e o gene BMF, que se mostrou aumentado no array, se mostrou também mais expresso em amostras de leucemias, confirmando a oposição de expressão destes dois genes. Simultaneamente, células de leucemia aguda e mielodisplasia foram submetidas à ação de diversas drogas usadas no tratamento dessas doenças mostrando aumento de expressão de ANKHD1. Estes dados em conjunto com os observados no microarray sugerem a participação da ANKHD1 na via de JAK/STAT1 e vias de controle epigenético. A segunda abordagem utilizada neste trabalho foi a hiperexpressão ANKHD1, isoformas 1 e 2, em linhagens tumorais, seguidas da detecção de expressão protéica de ANKHD1 em cotransfecção com os genes Siva e Vpr. As proteínas Siva e Vpr foram recentemente descritas como capazes de interagir fisicamente com as isoformas 1 e 2 de ANKHD1 respectivamente. Tanto a proteína a Siva quanto a Vpr foram atribuídos papéis de indução de apoptose em linfócitos T. Observou-se que ao cotransfectarmos Siva ou Vpr com ANKHD1 houve diminuição de expressão de ANKHD1 tanto para a isoforma 1 quanto para isoforma 2 (western blotting) e também se observou que a isoforma 1 de ANKHD1 é citoplasmática assim como ocorre com a Mask de drosófila, porém a isoforma 2 se mostrou predominantemente nuclear em microscopia de fluorescência. A análise funcional da hiperexpressão de ANKHD1 seguida de análise por FACS sugere diminuição de apoptose em células leucêmicas. Em conclusão, o presente estudo identificou diversos possíveis participantes da via de sinalização de ANKHD1 por análise microarray, relatou a diminuição da sua expressão em amostras de pacientes portadores de leucemia, bem como o aumento de sua expressão em linhagens leucêmicas sob a ação de diversos tratamentos correntemente utilizados no combate de desordens hematopoiéticas. Descrevemos também o aumento de expressão da expressão do gene BMF nas mesmas amostras em que há diminuição de ANKHD1, corroborando os dados encontrados no microarray da inibição de ANKHD1. Descrevemos também pela primeira vez a localização nuclear da isoforma 2 de ANKHD1, confirmando todas as previsões computacionais de localização de ANKHD1. Os resultados aqui descritos sugerem que ANKHD1 esteja envolvida com o fenótipo anormal da célula leucêmica e permitirão direcionar novos estudos com o objetivo de melhor elucidar as funções específicas de ANKHD1 na hematopoiese / Abstract: The human protein ANKHD1 (Ankyrin Repeat Single KH Domain containing 1) was initially described in Human prostate adenocarcinoma cells (LNCaP), and can also be expressed in many different leukemic cell lines. ANKHD1 is homologous to the Drosophila melanogaster Mask protein (Multiple Ankyrin repeat and single KH domain), related to differentiation, proliferation and survival in photoreceptors of Drosophila eyes. Direct interactions between ANKHD1 and SHP2, a protein that plays a critical role in hematopoiesis, have been described in the myeloid cell line K562, in prostate adenocarcinome, LNCaP, and in multiple myeloma cell line RPM1 8226. Nevertheless, little is known of the function of ANKDH1 and its role in leukemogenesis. The purpose of this work was to investigate the involvement of ANKHD1 in biological processes related to leukemogenesis. For this purpose, we used two main methodological approaches: ANKHD1 inhibition and overexpression. The inhibition of ANKHD1 in LNCaP cell lines was followed by the tracking through microarray of the remaining associated genetic alterations. Microarray revealed 706 genes with upregulated expression and 159 genes with downregulated expression; the genes were gathered in 26 functional groups and many genes, known for regulating cell cycle and apoptosis, had alterations in their expression profile. Importantly, inhibition of ANKHD1 resulted in significant increase in the expression of a large number of Histones, suggesting its role in epigenetic control. Among the validated modulations, some were also observed in the samples collected from leukemia patients. In this study, the downregulation of ANKHD1 was demonstrated in samples collected from 38 acute leukemia patients when compared to normal bone marrow cells. As this leukemic sample represented a natural model of inhibition of ANKHD1, the expression of other genes processed through array were tested, and the BMF gene, which was upregulated in the array, was also more elevated in leukemia samples. Simultaneously, cells of acute leukemia and myelodysplasia were subjected to the action of various drugs used to treat these diseases showing increased expression of ANKHD1. These data together with those observed in the microarray suggest the participation of ANKHD1 towards JAK/STAT1 and pathways of epigenetic control. The second approach used in this work was the ANKHD1overexpression, isoforms1 and 2, in tumor lines, followed by the detection of protein expression in cotransfection with Siva and Vpr genes. The proteins Siva and Vpr have been recently described as being capable of physical interaction with the isoforms 1 and 2 of ANKHD1, respectively. The role of inducing apoptosis in T lynphocytes was attributed to both Siva and Vpr. By cotrasfecting Siva and Vpr with ANKHD1 a reduction of ANKHD1 expression to isoform 1 as well as to isoform 2 (western blotting) was obtained and isoform 1 of ANKHD1 was observed to be citoplasmatic, such as occurs with drosophila Mask, although isoform 2 happened to be predominantly nuclear in the fluorescence microscope. Functional analysis of overexpression of ANKHD1 followed by FACS analysis suggests reduction of apoptosis in leukemic cells. Finally, this study identified many possible participants in the signaling pathway of ANKHD1 by microarray analysis, and related the reduction of its expression in leukemia patients, as well as the increasing of its expression in leukemic cell lines under the effect of many different treatments currently used against hematopoietic disorders. We also described the increasing of BMF expression in the same samples where we found a reduction of ANKHD1, corroborating all the data we obtained from the ANKHD1 inhibition microarray. In addition, we described, for the first time, the nuclear location of ANKHD1's isoform 2, confirming all the computer-aided predictions regarding the location of ANKHD1. The results herein described suggest that ANKHD1 could be involved with the abnormal phenotype of leukemic cells and these results could guide further studies towards elucidating the specific functions of ANKHD1 in hematopoiesis / Doutorado / Biologia Estrutural, Celular, Molecular e do Desenvolvimento / Doutor em Fisiopatologia Medica

A identificação de genes relacionados com resistência a compostos antiparasitários tem contribuído para um melhor entendimento do mecanismo de ação de compostos antileishmania. Pouco se sabe sobre o mecanismo de ação do análogo de purina tubercidina (TUB) em Leishmania. Utilizando a estratégia de superexpressão após transfecção gênica, isolamos um locus de Leishmania (Leishmania) major, de 31 kb, capaz de conferir níveis de resistência quatro vezes maior que o parasita selvagem. Várias deleções desse locus foram geradas e a construção de 3 kb (pSNBR/3kbClaI-EcoRI) também conferiu níveis de resistência quando comparado ao parasita elvagem. Através de análises no genoma de L. (L.) major, localizamos esse locus no cromossomo 31 e, no fragmento de 3 kb, um gene que codifica para uma proteína com função desconhecida até o momento (LmjF.31.2010). Esta proteína foi relacionada com resistência a TUB em todas as linhagens transfectadas analisadas (cosTUB2 e pSNBR/3kbClaI-EcoRI), assim denominamos LmjF.31.2010, de proteína relacionada com resistência a TUB (PRRT). A quantificação relativa de transcritos de mRNA na construção pSNBR/3kbClaI-EcoRI apresentou níveis altos de transcritos da PRRT. Foram gerados ainda mutantes de L. (L.) major e L. (L.) amazonensis resistentes a TUB e estes se apresentaram bem adaptados a concentrações altas de TUB, apresentando razão de resistência maior que 200 vezes, quando comparado com os respectivos parasitas selvagens. A PRRT também foi relacionada na resistência a TUB nos mutantes gerados, pois houve amplificação gênica de prrt. Os resultados obtidos neste trabalho fornecem dados para inferir a importância da PRRT no mecanismo relacionado com resistência a TUB. / The identification of genes associated with resistance to antiparasitic compounds has contributed to a better understanding of the mechanism of action of compounds against Leishmania. Little is known about the mechanism of action of purine analog tubercidin (TUB) in Leishmania. Using a strategy of gene overexpression after transfection, we isolated a locus of Leishmania (Leishmania) major, 31 kb, capable of conferring fold resistance four times greater than the wild type parasite. A set of deletions of this locus were generated and a 3 kb construction (pSNBR/3kbClaI-EcoRI) conferred fold resistance twice than the wild type. Analysis of L. (L.) major genome, located this locus on chromosome 31 and on 3 kb fragment we identified a gene encoding a protein with unknown function (LmjF.31.2010). This protein has been related to TUB resistance in all strains analyzed (cosTUB2 and pSNBR/3kbClaI-EcoRI), so we named mjF.31.2010 of protein related with resistance to TUB (PRRT). Relative quantification of mRNA transcripts in the construction pSNBR/3kbClaI-EcoRI showed high levels of PRRT transcripts.Mutants of L. (L.) major and L. (L.) amazonensis resistant to TUB were also generated and these were well adapted to high TUB concentrations, presenting fol resistance greater than 200 times when compared with their respective wild type. The PRRT was also related to TUB resistance mutants generated by PRRT gene amplification. Despite the high fold resistance presented by TUB resistant mutants, the ratio of expression of these mutant PRRT transfected and wild was similar to the wild type.

A identificação de genes relacionados com resistência a compostos antiparasitários tem contribuído para um melhor entendimento do mecanismo de ação de alguns desses compostos. Utilizando a estratégia que permite a indução de super-expressão após transfecção gênica, isolamos dois loci relacionados com resistência ao análogo tóxico de purina, tubercidina (TUB). Em um desses locus identificamos um ortólogo do gene TOR (TOxic nucleoside Resistance) em L. (L.) major (TOR-Lm), capaz de conferir altos níveis de resistência a TUB. A identificação e localização cromossomal do segundo locus foi obtida, mas os testes funcionais em presença de TUB não foram tão significativos quanto os obtidos após a transfecção do TOR-Lm. Na segunda parte desta dissertação avaliamos a eficácia da associação de TUB com um inibidor específico do transporte de nucleosídeos em mamíferos, nitrobenziltioinosina (NBMPR), visando reverter a toxicidade de TUB apenas no hospedeiro. Demonstramos que TUB tem uma potente ação anti-parasitária em culturas de Leishmania spp., e que o inibidor NBMPR é capaz de proteger células mamíferas de camundongos infectados da ação tóxica de TUB. / Gene identification associated with drug resistance has contributed to a better understanding of the mechanism of action of anti parasitic compounds. Using transfection and over-expression selection strategy we isolated two loci related with the resistance of tubercidin (TUB), a toxic analog purine. In the first locus we identified an ortholog of the TOR gene (TOxic nucleoside Resistance) in L. (L.) major (TOR-Lm), capable to render wild cells resistance to TUB after transfection and over-expression. Chromosomal location and identification of the second locus was done, but functional tests in the presence of TUB were not as significant as those obtained after TOR-Lm transfection. In the second part of this work, we evaluate the effectiveness of the association of TUB with an inhibitor specific to the mammals nucleoside transport, as nitrobenzylthioinosine (NBMPR), aimed at reversing the TUB toxicity only on the host. We first demonstrate that TUB has a potent anti-parasitic action in cultures of Leishmania spp. Then, we discuss the capacity of the NBMPR inhibitor to protect infected macrophages from the toxic effects of TUB.

A leishmaniose é causada por protozoários do gênero Leishmania e no Brasil, as principais espécies causadoras da leishmaniose cutânea são Leishmania (V.) braziliensis e Leishmania (L.) amazonenses. O tratamento da leishmaniose apresenta diversas dificuldades, portanto é fundamental a descoberta de novos fármacos ativos, podendo ser detectada em células cultivadas in vitro e também em animais íntegros, através da técnica de bioimageamento. Neste trabalho, propusemo-nos a produzir linhagens de L. (V.) braziliensis e L. (L) amazonenses expressoras de luciferase e caracterizar o comportamento das linhagens mutantes em testes de sensibilidade a fármacos e de infecção in vitro e in vivo. Foi confirmada a emissão de luz pelas linhagens mutantes das duas espécies de Leishmania, em promastigotas e amastigotas. O comportamento das linhagens mutantes obtidas em relação a curvas de crescimento, sensibilidade aos fármacos tamoxifeno e anfoterina B em promastigotas, perfil de infectividade e sobrevivência em macrófagos e sensibilidade de amastigotas à anfotericina B foi comparado ao comportamento das linhagens parentais, não sendo observadas diferenças significativas. Camundongos BALB/c infectados com a linhagem expressora de luciferase de L. (L.) amazonenses desenvolveram lesões comparáveis aos animais infectados com a cepa selvagem, sendo possível quantificar a carga parasitária nesses animais por bioimageamento. Os resultados obtidos neste trabalho indicam que os parasitas mutantes expressores de luciferase obtidos podem ser utilizados em testes de sensibilidade a fármacos tanto in vitro como in vivo, representando um avanço metodológico nessa área de pesquisa. / Leishmaniasis is caused by protozoan parasites in Brazil, the main causative species of cutaneous leishmaniasis are Leishmania (Viannia) braziliensis and Leishmania (Leishmania) amazonenses. The treatment of leishmaniasis presents several difficulties, and the discovery of new active drugs for the treatment of leishmaniasis is therefore fundamental. The enzyme luciferase is a reporter widely used in screening tests for new drugs. This enzyme catalyzes the oxidation of luciferase in the presence of ATP emitting light that can be detected in cultured cells in vitro as well as in intact animals, using the technique of bioimaging. In this work, we sought to produce strains of L. (V.) braziliensis and L. (L) amazonenses expressing luciferase and characterize the behavior of these mutant strains in drug susceptibility tests and in in vitro and in vivo infections. Production of light was detected in mutants of both species, in all life cycle stages. Mutant strains were compared to their corresponding parental lines as to their growth pattern, infectivity and survival profile in macrophages and sensitivity to amphotericin B and tamoxifen. No significant differences were observed for these parameters. BALB/c mice infected with the luciferase expressing line of L. (L.) amazonenses developed lesions comparable to those in animals infected with the wild-type strain. The parasite load in these animals was quantified through bioimaging. The results obtained of this study indicate that the mutant parasites expressing luciferase can be used for drug susceptibility testing in vitro and in vivo, representing a methodological advance in this area of research.

Objetivos: avaliar a eficiência da transfecção do brônquio isquêmico com phVEGF 165 e investigar a presença de revascularização sistêmica, no brônquio isquêmico, após três dias da aplicação deste plasmídio. Metodologia: cães submetidos a broncotomia e dissecção circunferencial hilar foram distribuídos aleatoriamente para receber a aplicação de terapia gênica com 50 μg de phVEGF 165 (grupo VEGF, n = 9) ou de solução fisiológica 0,9% (grupo controle, n = 9) no brônquio isquêmico. Após três dias, em 10 animais sobreviventes, coletamos amostras do brônquio isquêmico para extração do RNAm total e nos outros 7 cães, injetamos corante microvascular na aorta canina. Analisamos, nos segmentos de brônquio isquêmico, a expressão gênica (RT-PCR) e a expressão protéica do VEGF (imunoistoquímica anti-VEGF), além de verificar a presença de vasos da submucosa brônquica preenchidos com corante microvascular. Resultados: o grupo VEGF apresentou 100% dos brônquios com vasos da submucosa brônquica preenchidos com corante microvascular, enquanto que, no grupo controle, não houve evidências de vasos corados. Também o grupo VEGF mostrou a expressão gênica (p = 0,000) e protéica (p = 0,015) mais intensa que o grupo controle. Conclusão: o sucesso na transfecção do brônquio isquêmico com plasmídio phVEGF 165 estimulou a revascularização sistêmica em três dias.