Avaliação do efeito do inibidor de histona deacetilase Panobinostat (LBH589) no metabolismo energético de células derivadas de câncer de pulmão

Os mecanismos de ação citotóxica do inibidor de histona deacetilase LBH589 foram investigados em associação com o quimioterápico cisplatina (CDDP) em duas linhagens derivadas de câncer de pulmão de não pequenas células (CPNPC). Os resultados foram analisados em relação ao tipo de morte celular associada às alterações em enzimas relacionadas ao metabolismo energético e a via glicolítica. Para realização do trabalho, foram utilizadas as linhagens tumorais A549 (selvagem para o gene de p53) e Calu-1 (nulo para o gene de p53) tratadas com LBH589 em combinação ou não com CDDP. Foram realizadas curvas de tempo e dose-resposta com as drogas isoladamente pelo ensaio de viabilidade celular (MTT) nas duas linhagens para a escolha das melhores condições para o nosso estudo. As condições dos tratamentos isolados com redução da viabilida celular menores que o IC50 de cada fármaco foram selecionados para realização dos tratamentos combinados. As avaliações de apoptose foram realizadas por citometria de fluxo pelo ensaio de Anexina V/PI, e com a marcação de proteínas por Western Blotting. As proteínas relacionadas a via glicolítica foram avaliadas por Western Blotting e a expressão de RNAm por qPCR. Os resultados demonstraram que o LBH589 combinado a CDDP foi capaz de induzir apoptose em 70% das células (Calu-1) e 54,9% (A549) no tempo de 24 horas, e 90% (calu-1) e 62,1% (A549) em 48 horas, independendo, portanto, do status da p53. Os níveis de expressão de enzimas relacionadas com o metabolismos energético também sofreram alterações nos tratamentos estudados. O LBH589 induziu aumento de cerca de 4x dos níveis de RNAm de HK isoformas I e II em ambas as linhagens. Houve também um aumento na expressão proteica das isoformas de HK I e II. Outras enzimas relacionadas a via glicolítica como PFKP, PKM2 e LDHA foram analisadas e apresentaram redução da expressão proteica, principalmente na presença do LBH589. A combinação da CDDP com LBH589 parece ser promissora para o tratamento de CPNPC induzindo apoptose através de alterações no metabolismo energético tumoral.

Avaliação da ação antitumoral in vitro da pterocarpanoquinona LQB 118 e estudo de alguns mecanismos de ação

Tem sido descrito que o acúmulo de mutações em proto-oncogenes e genes supressores de tumor contribui para o direcionamento da célula à carcinogênese. Na maioria dos casos de câncer, as células apresentam proliferação descontrolada devido a alterações na expressão e/ou mutações de ciclinas, quinases dependentes de ciclinas e/ou inibidores do ciclo celular. Os tumores sólidos figuram entre o tipo de câncer mais incidente no mundo, sendo a quimioterapia e/ou hormônio-terapia, radioterapia e cirurgia os tratamentos mais indicados para estes tipos de tumores. Entretanto, o tratamento quimioterápico apresenta diversos efeitos colaterais e muitas vezes é ineficaz. Portanto, a busca por novas moléculas capazes de conter a proliferação destas células e com baixa toxicidade para o organismo se faz necessário. Este trabalho teve por objetivo avaliar a ação antitumoral in vitro de um novo composto sintético, a pterocarpanoquinona LQB118, sobre algumas linhagens tumorais humanas de alta prevalência e estudar alguns dos seus mecanismos de ação. As linhagens tumorais estudadas neste trabalho foram os adenocarcinomas de mama (MCF7) e próstata (PC-3), e carcinoma de pulmão (A549). A citotoxicidade foi avaliada pelo ensaio do MTT e a proliferação celular pela contagem de células vivas (exclusão do corante azul de tripan) e análise do ciclo celular (citometria de fluxo). A expressão gênica foi avaliada por RT-PCR e a apoptose foi avaliada por condensação da cromatina (microscopia de fluorescência-DAPI), fragmentação de DNA (eletroforese) e marcação com anexina V (citometria de fluxo). Das linhagens tumorais testadas, a de próstata (PC3) foi a que se mostrou mais sensível ao LQB 118, e em função deste resultado, os demais experimentos foram realizados com esta linhagem tumoral. O efeito citotóxico do LQB 118 se mostrou tempo e concentração dependente. Esta substância inibiu a proliferação celular e prejudicou a progressão do ciclo celular, acumulando células nas fases S e G2/M. Buscando esclarecer os mecanismos desta ação antitumoral, demonstrou-se que o LQB 118 inibe a expressão do mRNA do fator de transcrição c-Myc e das ciclinas D1 e B1, e induz a apoptose de tais células tumorais. Em suma, o LQB 118 é capaz de inibir a proliferação das células tumorais de próstata, alterando a expressão do mRNA de alguns genes reguladores do ciclo celular, resultando em interrupção do ciclo celular e indução de apoptose, indicando este composto como um potencial candidato a futuro medicamento no tratamento do câncer de próstata.

Dose terapêutica de radiação ionizante induz um fenótipo migratório em células de carcinoma de colon humano (caco-2): vias de sinalização envolvidas

O câncer colo-retal é a terceira neoplasia mais frequente em todo o mundo e a recorrência local e neoplasia refratária são desafios no tratamento do câncer colo-retal após a cirurgia convencional. Com o intuito de controlar a recorrência e aumentar a média de sobrevida dos pacientes, uma estratégia multidisciplinar que combina a radioterapia (RT) e a quimioterapia com o processo cirúrgico tem sido protocolo clínico de escolha. Embora esta combinação seja capaz de otimizar o tratamento, nem todos os pacientes são beneficiados com o protocolo quimio-rádio combinado, uma vez que existem os insucessos terapêuticos relacionados com a incidência de neoplasias secundárias tardias em pacientes que foram submetidos à RT para tratamento de neoplasias anteriores. Além da doença refratária, outro agravante da RT são os efeitos colaterais produzidos pela radiação ionizante (IR), em especial àqueles do trato gastrointestinal. Estes efeitos estão relacionados com alterações da homeostase do epitélio intestinal, através da desorganização dos complexos juncionais. Porém, os mecanismos que medeiam estes efeitos ainda não estão elucidados. Este estudo avaliou as vias de sinalização que medeiam os efeitos da IR em células Caco-2. Foi observado que a IR causa uma desorganização da junção aderente via Src, EGFR e MAPK, sendo estas alterações acompanhadas por desorganização do citoesqueleto de actina em todo o volume celular. Src, EGFR e MAPK participam de maneira diferenciada na modulação destes efeitos. Observamos também que a radiação aumenta a motilidade dessas células via Src e MAPK e não induz alteração na proliferação celular até 48 horas após o tratamento. Este é o primeiro trabalho que correlaciona vias de sobrevivência celular como Src, EGFR e MAPK com alterações nas proteínas de junção aderente, alterações do citoesqueleto e migração celular. Estes eventos são relacionados aos efeitos colaterais primários e tardios induzidos pela IR, e podem favorecer à aquisição de um fenótipo maligno herdável durante o fracionamento de doses na RT, favorecendo a progressão tumoral do câncer colo-retal. Logo, além da correlação das vias de sinalização envolvidas nos eventos induzidos pela IR mostrados neste estudo, os resultados também corroboram para um melhor entendimento da atividade farmacológica dos inibidores químicos utilizados, uma vez que muitos deles encontram-se em fase de ensaios pré-clínicos e clínicos.

Winter Temperature and UV Are Tightly Linked to Genetic Changes in the p53 Tumor Suppressor Pathway in Eastern Asia

The tumor suppressor p53 is a master sensor of stress. Two human-specific polymorphisms, p53 codon 72 and MDM2 SNP309, influence the activities of p53. There is a tight association between cold winter temperature and p53 Arg72 and between low UV intensity

Pseudogenization of the tumor-growth promoter angiogenin in a leaf-eating monkey

Physiological functions of human genes may be studied by gene-knockout experiments in model organisms such as the mouse. This strategy relies on the existence of one-to-one gene orthology between the human and mouse. When lineage-specific gene duplication occurs and paralogous genes share a certain degree of functional redundancy, knockout mice may not provide accurate functional information on human genes. Angiogenin is a small protein that stimulates blood-vessel growth and promotes tumor development. Humans and related primates only have one angiogenin gene, while mice have three paralogous genes. This makes it difficult to generate angiogenin-knockout mice and even more difficult to interpret the genotype-phenotype relation from such animals should they be generated. We here show that in the douc langur (Pygathrix nemaeus), an Asian leaf-eating colobine monkey, the single-copy angiogenin gene has a one-nucleotide deletion in the sixth codon of the mature peptide, generating a premature stop codon. This nucleotide deletion is found in five unrelated individuals sequenced, and therefore is likely to have been fixed in the species. Five colobine species that are closely related to the douc langur have intact angiogenin genes, suggesting that the pseudogenization event was recent and unique to the douc langur lineage. This natural knockout experiment suggests that primate angiogenin is dispensable even in the wild. Further physiological studies of douc largurs may offer additional information on the role of this cancer-related gene in normal physiology of primates, including humans. Our findings also provide a strong case for the importance of evolutionary analysis in biomedical studies of gene functions. (C) 2003 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Expression, purification and characterization of recombinant Jerdonitin, a P-II class snake venom metalloproteinase comprising metalloproteinase and disintegrin domains

Jerdonitin is a P-II class snake venom metalloproteinase comprising metalloproteinase and disintegrin domains. In this study, we established a high-level expression system in Pichia pastoris and developed a purification strategy for the recombinant Jerdonitin. This recombinant Jerdonitin degraded fibrinogen at a level of activity comparable with its wild type. The effects of recombinant Jerdonitin on inhibiting ADP-induced human platelet aggregation were in a dose-dependent manner with an IC50 of 248 nM. In addition, we reported here that Jerdonitin can significantly inhibit the growth of several cell lines, including human liver cancer cells (Bel7402), human leukemia cells (K562) and human gastric carcinoma cells (BGC823). This study offers recombinant Jerdonitin that will be valuable for further functional and structural studies of Jerdonitin. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

U19/Eaf2 Binds to and Stabilizes von Hippel-Lindau Protein

Studies have firmly established a key regulatory role for the tumor suppressor pVHL in the regulation of the vascular system and normal spermatogenesis. Here, we report that knockout of the newly identified tumor suppressor U19/Eaf2 also caused vascular system abnormalities and aspermatogenesis, suggesting a potential link between U19/Eaf2 and pVHL. Coimmunoprecipitation and in vitro binding assays showed an association between U19/Eaf2 and pVHL, whereas deletion mutagenesis revealed the requirement of the NH2 terminus of U19/Eaf2 and both the alpha and beta domains of pVHL for this binding. U19/Eaf2 stabilizes pVHL, as shown by protein stability and pulse-chase studies. Testes and mouse embryonic fibroblasts (MEF) derived from U19/Eaf2 knockout mice expressed reduced levels of pVHL, indicating that full in vivo expression of pVHL indeed requires U19/Eaf2. As expected, U19/Eaf2 knockout MEF cells exhibited an increased level and activity of hypoxia-inducible factor 1 alpha (HIF1 alpha), a protein typically regulated via a pVHL-mediated degradation pathway. Furthermore, angiogenesis in a Matrigel plug assay was significantly increased in U19/Eaf2 knockout mice. The above observations argue that U19/Eaf2 can modulate HIF1 alpha and angiogenesis, possibly via direct binding and stabilization of pVHL. [Cancer Res 2009;69(6):2599-606]

Molecular identification and expression analysis of tumor necrosis factor receptor-associated factor 2 in grass carp Ctenopharyngodon idella

Tumor necrosis factor receptor-associated factor 2 (TRAF2) is a crucial component of almost the entire tumor necrosis factor receptor superfamily signaling pathway. In the present study, a TRAF2 gene has been cloned from grass carp (Ctenopharyngodon idella) by reverse transcription-polymerase chain reaction and rapid amplification of cDNA ends. The full-length cDNA is 3162 bp, including a 60 bp 5' untranslated region (UTR), a 1611 bp open reading frame, and a 1491 bp 3' UTR. The polyadenylation signal (AATAAA) and the mRNA instability motifs (ATTTTA, ATTTA) were followed by a poly(A) tail in the 3' UTR. No signal peptide or transmembrane region has been found in the putative amino acids of grass carp TRAF2 (gcTRAF2). Phylogenetic tree analysis clearly showed that gcTRAF2 is nearest to the TRAF2 gene of goldfish. The identity of gcTRAF2 with its homologs in other vertebrates ranges from 56% to 97%. It is characterized by one RING-type signature at the N-terminus, one zinc finger in the middle part, and one conserved TRAF domain consisting of a C-proximal (TRAF-C) subdomain and a N-proximal (TRAF-N) subdomain. The identity of TRAF-C among all TRAF2 homologs in vertebrates varies from 78% to 97%, whereas the identity of TRAF-N ranges from 56% to 100%. The recombinant gcTRAF2 has been expressed in Escherichia coli using pET-32a expression vector. The rabbit anti-gcTRAF2 polyclonal antibody was obtained. The expression of gcTRAF2 in different organs was examined by real-time quantitative polymerase chain reaction and Western blot analysis. It was widely distributed in heart, head kidney, thymus, brain, gill, liver, spleen, and trunk kidney. This is the first report of a TRAF2 homolog molecule in fish.

Androgen receptor targets NFKB and TSPI to suppress prostate tumor growth in vivo

The androgen role in the maintenance of prostate epithelium is subject to conflicting opinions. While androgen ablation drives the regression of normal and cancerous prostate, testosterone may cause both proliferation and apoptosis. Several investigators note decreased proliferation and stronger response to chemotherapy of the prostate cancer cells stably expressing androgen receptor (AR), however no mechanistic explanation was offered. In this paper we demonstrate in vivo anti-tumor effect of the AR on prostate cancer growth and identify its molecular mediators. We analyzed the effect of AR on the tumorigenicity of prostate cancer cells. Unexpectedly, the AR-expressing cells formed tumors in male mice at a much lower rate than the AR-negative controls. Moreover, the AR-expressing tumors showed decreased vascularity and massive apoptosis. AR expression lowered the angiogenic potential of cancer cells, by increasing secretion of an anti-angiogenic protein, thrombospondin-1. AR activation caused a decrease in RelA, a subunit of the pro-survival transcription factor NF kappa B, reduced its nuclear localization and transcriptional activity. This, in turn, diminished the expression of its anti-apoptotic targets, Bcl-2 and IL-6. Increased apoptosis within AR-expressing tumors was likely due to the NF kappa B suppression, since it was restricted to the cells lacking nuclear (active) NF kappa B. Thus we for the first time identified combined decrease of NF kappa B and increased TSP1 as molecular events underlying the AR anti-tumor activity in vivo. Our data indicate that intermittent androgen ablation is preferable to continuous withdrawal, a standard treatment for early-stage prostate cancer. (C) 2007 Wiley-Liss, Inc.

Effects of brominated flame retardants and brominated dioxins on steroidogenesis in H295R human adrenocortical carcinoma cell line

Brominated flame retardants (BFRs) and brominated dioxins are emerging persistent organic pollutants that are ubiquitous in the environment and can be accumulated by wildlife and humans. These chemicals can disturb endocrine function. Recent studies have demonstrated that one of the mechanisms of endocrine disruption by chemicals is modulation of steroidogenic gene expression or enzyme activities. In this study, an in vitro assay based on the H295R human adrenocortical carcinoma cell line, which possesses most key genes or enzymes involved in steroidogenesis, was used to examine the effects of five bromophenols, two polybrominated biphenyls (PBBs 77 and 169), 2,3,7,8-tetrabromodibenzo-p-dioxin, and 2,3,7,8-tetrabromodibenzofuran on the expression of 10 key steroidogenic genes. The H295R cells were exposed to various BFR concentrations for 48 h, and the expression of specific genescytochrome P450 (CYP11A, CYP11B2, CYP17, CYP19, and CYP21), 3 beta-hydroxysteroid dehydrogenase (3PHSD2), 17 beta-hydroxysteroid dehydrogenase (17 beta HSD1 and 17 beta HSD4), steroidogenic acute regulatory protein (StAR), and 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase (HMGR)-was quantitatively measured using real-time polymerase chain reaction. Cell viability was not affected at the doses tested. Most of the genes were either up- or down-regulated, to some extent, by BFR exposure. Among the genes tested, 3PHSD2 was the most markedly up-regulated, with a range of magnitude from 1.6- to 20-fold. The results demonstrate that bromophenol, bromobiphenyls, and bromodibenzo-p-dioxin/furan are able to modulate steroidogenic gene expression, which may lead to endocrine disruption.

HLA-DRB1 allele polymorphisms in genetic susceptibility to esophageal carcinoma

AIM: To probe into the genetic susceptibility of HLA-DRB1 alleles to esophageal carcinoma in Han Chinese in Hubei Province. METHODS: HLA-DRB1 allele polymorphisms were typed by polymerase chain reaction with sequence-specific primers (PCR-SSP) in 42 unrelated patients with esophageal cancer and 136 unrelated normal control subjects and the associated HLA-DRB1 allele was measured by nucleotide sequence analysis with PCR.SAS software was used in statistics. RESULTS: Allele frequency (AF) of HLA-DRB1*0901 was significantly higher in esophageal carcinoma patients than that in the normal controls (0.2500 vs0.1397, P=0.028, the odds ratio 2.053, etiologic fraction 0.1282). After analyzed the allele nucleotide sequence of HLA-DRB1*0901 which approachs to the corresponded exon 2 sequence of the allele in genebank. There was no association between patients and controls in the rested HLA-DRB1 alleles. CONCLUSION: HLA-DRB1*0901 allele is more common in the patients with esophageal carcinoma than in the healthy controls, which is positively associated with the patients of Hubei Han Chinese. Individuals carrying HLA-DRB1*0901 may be susceptible to esophageal carcinoma.