O desenvolvimento e invasão de tumores cerebrais primários são diretamente influenciados pela matriz extracelular. Considerando que lisil oxidase (LOX) e os demais membros da família das lisil oxidases (LOXL1, LOXL2, LOXL3 e LOXL4) apresentam complexidade tanto estrutural quanto funcional e estão envolvidos em processos biológicos vitais, como motilidade celular, sinalização celular e regulação gênica, a desregulação da expressão destas proteínas pode levar à gênese e progressão tumoral. O presente trabalho teve como objetivos avaliar os níveis de expressão dos genes que codificam todos os membros da família das lisil oxidases em astrocitomas de diferentes graus de malignidade e correlacionar com a expressão de BMP1 e HIF1A, mutação de IDH1 e tempo de sobrevida total dos pacientes. Adicionalmente, as expressões das proteínas codificadas por estes genes foram também realizadas, além de um estudo funcional in vitro do papel de LOX em astrocitomas. A análise da expressão dos genes foi realizada por PCR quantitativa em tempo real numa série de 153 astrocitomas e 22 amostras de tecido cerebral não neoplásico. A expressão proteica foi conduzida por imuno-histoquímica em amostras de astrocitomas. O silenciamento da expressão de LOX foi realizado em linhagens celulares de glioblastoma humano U87MG e A172 transfectadas com o siRNA para os ensaios funcionais. A expressão de todos os genes (LOX, LOXL1, LOXL2, LOXL3, LOXL4, BMP1 e HIF1A) aumentou com o grau de malignidade dos astrocitomas, com maiores níveis nos casos de glioblastoma. Foi encontrada uma correlação positiva nos valores de expressão dos genes principalmente nos glioblastomas. Somente a expressão de LOXL3 teve um impacto na sobrevida dos casos com GBM. Pacientes com maior expressão apresentaram maior sobrevida em relação aos com menor expressão de LOXL3. Os casos de astrocitoma grau II com mutação de IDH1 apresentaram menor expressão de LOXL1 e de LOXL4 quando comparados com os casos sem mutação. Os casos de GBM com mutação de IDH1, por sua vez, apresentaram menores níveis de expressão de LOX e de LOXL1 do que os casos sem IDH1 mutado. Os níveis de expressão das proteínas da família das lisil oxidases também estavam maiores nas amostras de glioblastoma, com localização nuclear e citoplamastica das células, além de marcação do endotélio. Interessantemente, um caso de glioblastoma com mutação de IDH1 apresentou menor expressão de LOX, inclusive nas células endoteliais. Nas análises funcionais, o silenciamento de LOX por siRNA e o tratamento com o inibidor BAPN das linhagens celulares U87MG e A172 afetaram a capacidade de migração. Além sito, a menor expressão de LOX afetou a capacidade de invasão e crescimento independente de ancoragem das células. Em conjunto, esses resultados corroboram o papel de LOX em processo importantes da tumorigênese dos astrocitomas. Adicionalmente, a expressão de LOX é influenciada pelo status de mutação de IDH1. Portanto, este trabalho fornece novas informações para as possíveis intervenções terapêuticas para o tratamento dos pacientes com astrocitomas / The development and invasion of primary brain tumors are directly influenced by the extracellular matrix. Considering that lysyl oxidase (LOX) and other lysyl oxidase family members (LOXL1, LOXL2, LOXL3 e LOXL4) have both structural and functional complexity and that they are involved in vital biological processes such as cell motility, cell signaling and gene regulation, a deregulation of these proteins can lead to the genesis and tumor progression. This study aimed to evaluate the expression levels of genes that code for the lysyl oxidase family members in astrocytomas of different malignant grades and to correlate to the expression of BMP1 and HIF1A, IDH1 mutation and overall patients\' survival. Moreover, protein expression coded by these genes was also analyzed, besides an in vitro functional study of LOX role in astrocytomas. Gene expression analysis was performed by quantitative real-time PCR in a series of 153 astrocytomas and 22 samples of non-neoplastic brain. Protein expression was analyzed by immunohistochemistry in astrocytoma samples. LOX knockdown was performed in cells of human glioblastoma U87MG and A172 transfected with siRNA. Expression levels of all genes (LOX, LOXL1, LOXL2, LOXL3, LOXL4, BMP1 e HIF1A) increased with the malignant grade of astrocytomas, glioblastomas presenting the higher levels. Positive correlations of gene expression values were observed specially in glioblastomas. Only LOXL3 expression impacted in the overall survival of glioblastoma cases. Patients with higher expression presented longer survival time than those with lower LOXL3 expression. Astrocytoma grade II cases with IDH1 mutation presented lower LOXL1 and LOXL4 expression when compared to those cases with wild type IDH1. On the other hand, GBM cases with IDH1-mutated presented lower LOX and LOXL1 expression than GBM cases without IDH1 mutation. Protein expression levels of lysyl oxidase family members were also higher in glioblastoma samples, with both nuclear and cytoplasmic localization, and also endothelium staining. Interestingly, a glioblastoma case with IDH1-mutated had lower LOX expression, including endothelial cells. For functional analysis, LOX knockdown by siRNA and treatment with inhibitor BAPN of U87MG and A172 cell lines affected migration behavior. Furthermore, lower LOX expression affected invasion capacity and anchorage independent growth. Altogether, these results corroborate LOX role in important processes of astrocytoma tumorigenesis. Additionally, LOX expression is influenced by IDH1 mutational status in glioblastomas. Therefore, our work provides new insights for possible therapeutic interventions for patients with astrocytomas
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-12012015-091413 |
| Date | 23 October 2014 |
| Creators | Roseli da Silva |
| Contributors | Sueli Mieko Oba Shinjo, Suely Kazue Nagahashi Marie, Flávio Key Miura, Adriana Miti Nakahata, Miyuki Uno |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Neurologia, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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