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Previous issue date: 2010-03-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Hedgehog (Hh) pathway activation promotes many processes that occur during fibrogenic liver repair. Whether the Hh pathway modulates the outcomes of virally-mediated liver injury has never been examined. Gene-profiling studies of human hepatocellular carcinomas (HCC) demonstrate Hh pathway activation in HCCs related to chronic infection with hepatitis B virus (HBV) or hepatitis C virus (HCV). Because most HCC develop in cirrhotic livers, we hypothesized that Hh pathway activation occurs during fibrogenic repair of liver damage due to chronic viral hepatitis, and that Hh-responsive cells mediate disease progression and hepatocarcinogenesis in chronic viral hepatitis. Methods Immunohistochemistry and qRT-PCR analysis were used to analyze Hh pathway activation and identify Hhresponsive cell types in archival liver biopsies from 45 patients with chronic HBV or HCV with different stages of fibrosis (F0-4), some of which also presented HCC. Hh signaling was manipulated with cyclopamine in primary human hepatic stellate cells (HSC) and sinusoidal endothelial cells (SEC). Angiogenesis assay was used to investigate if the pathway plays a role in tube formation. SECs were incubated with recombinant Shh, conditioned media from HSC, cyclopamine, short hairpin RNA against smoothened or their respective controls and the length of vascular tubes were measured by morphometry. Hedgehog production was investigated in Huh7 cells infected with JFH-1 and in a rat hepatoma cell line that express the HBV X gene by qRT-PCR. Results We found increased hepatic expression of Hh ligands (Shh and Ihh) in all patients with chronic viral hepatitis (p<0.005), and demonstrated that infection with JFH-1 or ectopic expression of the HBV X gene stimulated cultured hepatocytes to produce Shh (p<0.005). The major cell populations that expanded during cirrhosis and HCC (i.e., liver myofibroblasts, activated endothelial cells, and progenitors expressing markers of tumor stem/initiating cells Krt7, CD133, Epcam and survivin) were Hh-responsive (Patched and Gli-2 positive) and higher levels of Hh pathway activity associated with cirrhosis and HCC (p<0.005). Inhibiting pathway activity in Hh-responsive target cells (HSC and SEC) reduced fibrogenesis (p<0.005 for αSMA and p<0.05 for col1α1 expression) and angiogenesis (p<0.05). Conclusions HBV/HCV infection increases hepatocyte production of Hh ligands in hepatocytes and expands types of Hh-responsive cells, including myofibroblasts and xiv sinusoidal endothelial cells that associate with fibrosis progression to cirrhosis and hepatocellular carcinoma. Moreover, hedgehog-responsive progenitors that are undergoing epithelial-to-mesenchymal transition accumulate during the progression of viral hepatitis and may play a role in the development or progression of hepatocellular carcinoma. In vitro inhibition of Hh-signaling in primary human hepatic stellate cells and sinusoidal endothelial cells suggest the possibility of using Hh inhibitors as potential tools to prevent cirrhosis and hepatocellular carcinoma in patients with chronic hepatitis B and C / Ativação da via do Hedgehog (Hh) promove vários processos que ocorrem durante o reparo fibrogênico hepático. O papel da via do Hh na lesão causada pela hepatite crônica B e C ainda não foi investigado. Estudos de expressão global em carcinomas hepatocelulares (CHC) demostraram a ativação da via do Hh em pacientes com CHC relacionados à infecção crônica com o vírus da hepatite B (VHB) ou vírus da hepatite C (VHC). Como a maioria dos CHCs desenvolve em fígados cirróticos, levantamos a hipótese de que a ativação da via do Hh ocorre durante o reparo fibrogênico relacionado à hepatite viral crônica B e C e que células Hh-reatoras poderiam orquestrar a progressão da doença e a hepatocarcinogênese na hepatite viral crônica. Métodos Immunohistoquímica e análise por PCR quantitativo em tempo real (qRTPCR) foram utilizados para investigar a ativação da via do Hh e identificar os tipos celulares que respondem aos ligantes dessa via em biópsias arquivadas de 45 pacientes com hepatite crônica B ou C, de diferentes graus de fibrose (F0-4), sendo que 7 também apresentavam CHC. A via do Hh foi manipulada com Ciclopamina em células estreladas hepáticas (HSC) e em células endoteliais sinusoidais hepáticas (SEC) primárias humanas. O ensaio da angiogênese foi usado para investigar o papel da via do Hh na formação de tubos. SECs foram incubadas com Shh recombinante, meio condicionado de HSC, ciclopamina, short hairpin RNA (shRNA) contra o Smoothened ou os seus controles respectivos e o comprimento dos tubos vasculares foram quantificados por morfometria. A produção de ligantes Hh foi investigada por qRT-PCR em células Huh7 infectadas com o virus JFH-1 e em uma linhagem de hepatoma de rato que expressa o gene da proteína X do VHB. Resultados Observamos um aumento dos níveis de expressão de ligantes Hh (Shh e Ihh) em todos os pacientes com hepatite crônica viral (p<0,005) e demonstramos que a infecção pelo vírus da hepatite C JFH-1 ou a expressão ectópica do gene X do VHB estimulam culturas de hepatoma a produzirem Shh (p<0,005). Os principais tipos celulares que proliferam durante a cirrose e CHC (miofibroblastos, células endoteliais ativadas e progenitores que expressam marcadores de células tronco/iniciadoras de tumor CD133, Krt7, EpCAM e survivina) são reatores aos ligantes Hh e os níveis mais altos de expressão de componentes da via do Hh (Shh, Ihh, Gli-2 e Ptch) estão associados xii com cirrose e CHC (p<0,005). Inibição da via do Hh em células reatoras (HSC e SEC) reduziu fibrogênese (p<0,005 para expressão de αSMA e p<0,05 para expressão de col1α1) e angiogênese (p<0,05). Conclusões A Infecção pelo VHB/VHC aumenta a produção de ligantes hedgehog em hepatócitos e expande o número de células estreladas hepáticas e células endoteliais sinusoidais primárias humanas reatoras a esses ligantes, em relação direta com a progressão da fibrose para a cirrose e o carcinoma hepatocelular. Também induz o acúmulo progressivo de células progenitoras reatoras a via do Hh e que estão em processo de transição epitélio mesenquimal, o que pode estar relacionado com o desenvolvimento ou a progressão do carcinoma hepatocelular. A inibição in vitro da ativação da via do Hedgehog em células estreladas e em células sinusoidais endoteliais hepáticas primárias humanas sugere a possibilidade de investigar inibidores dessa via como potenciais ferramentas para reduzir a progressão da fibrose hepática para cirrose e carcinoma hepatocelular nas hepatites crônicas produzidas pelos vírus B e C
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:dspace2.ufes.br:10/5931 |
| Date | 17 March 2010 |
| Creators | Pereira, Thiago de Almeida |
| Contributors | Pereira, Fausto Edmundo Lima, Andrade, Zilton de Araújo, Musso, Carlos, Diehl, Anna Mae |
| Publisher | Universidade Federal do Espírito Santo, Programa de Pós-Graduação em Doenças Infecciosas, UFES, BR, Mestrado em Doenças Infecciosas |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | text |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFES, instname:Universidade Federal do Espírito Santo, instacron:UFES |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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