The development and growth of tissues derived from cranial neural crest and primitive mesoderm is dependent on the ligation status of retinoic acid receptor γ:evidence that retinoic acid receptor γ functions to maintain stem/progenitor cells in the absence of retinoic acid

Retinoic acid (RA) signaling is important to normal development. However, the function of the different RA receptors (RARs)-RARα, RARβ, and RARγ-is as yet unclear. We have used wild-type and transgenic zebrafish to examine the role of RARγ. Treatment of zebrafish embryos with an RARγ-specific agonist reduced somite formation and axial length, which was associated with a loss of hoxb13a expression and less-clear alterations in hoxc11a or myoD expression. Treatment with the RARγ agonist also disrupted formation of tissues arising from cranial neural crest, including cranial bones and anterior neural ganglia. There was a loss of Sox 9-immunopositive neural crest stem/progenitor cells in the same anterior regions. Pectoral fin outgrowth was blocked by RARγ agonist treatment. However, there was no loss of Tbx-5-immunopositive lateral plate mesodermal stem/progenitor cells and the block was reversed by agonist washout or by cotreatment with an RARγ antagonist. Regeneration of the caudal fin was also blocked by RARγ agonist treatment, which was associated with a loss of canonical Wnt signaling. This regenerative response was restored by agonist washout or cotreatment with the RARγ antagonist. These findings suggest that RARγ plays an essential role in maintaining stem/progenitor cells during embryonic development and tissue regeneration when the receptor is in its nonligated state.

A study of the regulatory role of retinoic acid receptor gamma in Zebrafish development

Retinoic acid (RA) is thought to signal through retinoic acid receptors (RARs), i.e. RARα, β, and γ to play important roles in embryonic development and tissue regeneration. In this thesis, the zebrafish (Danio rario) was used as a vertebrate model organism to examine the role of RARγ. Treatment of zebrafish embryos with a RARγ specific agonist reduced the axial length of developing embryos, associated with reduced somite number and loss of hoxb13a expression. There were no clear alterations in hoxc11a or myoD expression. Treatment with the RARγ agonist disrupted the formation of anterior structures of the head, the cranial bones and the anterior lateral line ganglia, associated with a loss of sox9 immunopositive cells in the same regions. Pectoral fin outgrowth was blocked by treatment with the RARγ agonist; however, this was not associated with loss of tbx5a immunopositive lateral plate cells and was reversed by wash out of the RARγ agonist or co-treatment with a RARγ antagonist. Regeneration of the transected caudal fin was also blocked by RARγ agonist treatment and restored by agonist washout or antagonist co-treatment; this phenotype was associated with a localised reduction in canonical Wnt signalling. Conversely, elevated canonical Wnt signalling after RARγ treatment was seen in other tissues, including ectopically in the notochord. Furthermore, some phenotypes seen in the RARγ treated embryos were present in mutant zebrafish embryos in which canonical Wnt signalling was constitutively increased. These data suggest that RARγ plays an essential role in maintaining neural crest and mesodermal stem/progenitor cells during normal embryonic development and tissue regeneration when the receptor is in its non-ligated state. In addition, this work has provided evidence that the activation status of RARγ may regulate hoxb13a gene expression and canonical Wnt signalling. Further research is required to confirm such novel regulatory roles.

Expression of the retinoic acid catabolic enzyme CYP26B1 in the human brain to maintain signaling homeostasis

Funding was provided by the Wellcome Trust grant WT081633MA-NCE and Biological Sciences Research Council Grant BB/K001043/1. Prof Fragoso is the recipient of a Post Doctoral Science without Borders grant from the Brazilian National Council for Scientific and Technological Development (CNPq, 237450/2012-7).

Niveaux de vitamine a (retinol et acide retinoïque) mesurés dans le sang de cordon ombilical et dévéloppement rénal des nouveau-nés

Introduction : La Vitamine A (rétinol, ROL) et son métabolite l’acide rétinoïque (AR) sont essentielles pour l’embryogénèse. L’excès comme l’insuffisance d’AR sont nocives. L’AR est régularisé dans l’embryon par des gènes spécifiques (ALDH, CRABP, CYP). Hypothèse : Les grandes variations d’AR dans le plasma des adultes normaux, nous ont orienté à mesurer les rétinoïdes (ROL et RA) dans le sang de cordon ombilical, pour évaluer des corrélations avec des polymorphismes des gènes impliquées dans le métabolisme de l’AR et le développement rénal-(RALDH2, CRABP2, CYP26A1; B1). Vérifier pour des corrélations entre ces rétinoïdes et/ou avec la taille de reins à la naissance. Méthodes : Extraction du ROL et RA du sang de cordon ombilical de 145 enfants et analyse par HPLC. Le volume des reins a été mesuré par ultrasonographie et l’ADN génomique leucocytaire extrait (FlexiGene DNA-Kit). 10 échantillons d’ADN ont été exclus (qualité). Les htSNP : ALDH1A2, CRABP2, CYP26A1;B1 du génome humain (HapMap) ont été séquencés et génotypés (Sequenom iPlex PCR).Des testes bio-statistiques des fréquences génotypiques et alléliques ont été effectués (Single-Locus, χ2, Kruskal-Wallis, Allelic-Exact).Des corrélations (ROL, RA, SNPs, V-reins) ont été analysés (Kendall-tau /Oakes). Résultats : La Δ RA (0.07-550.27 nmol/l) non corrélé avec la Δ ROL (51.39-3892.70 nmol/l). Il n’y a pas d’association ROL ou RA avec les volumes des reins ou avec les SNPs/ CYP21A1;B1. Corrélations trouvées : 1. (p=0.035), polymorphisme génétique ALDH1A2-SNP (rs12591551:A/C) hétérozygote/CA, (25enfants, 19%) avec moyennes d’AR (62.21nmol/l). 2. (p=0.013), polymorphisme CRABP2-SNP (rs12724719:A/G) homozygote/AA (4 enfants, 3%) avec hautes valeurs moyennes d’AR (141,3 nmol/l). Discussion-Conclusion : Les grandes ΔRA suggèrent une variabilité génique individuelle du métabolisme de ROL. Les génotypes (CA)-ALDH1A2/ SNP (rs12591551:A/C) et (AA) -CRABP2/SNP (rs12724719:A/G) sont associés à des valeurs moyennes hautes d’AR, pouvant protéger l’embryogénèse lors d’une hypovitaminose A maternelle.

Effets d'agents morphogénétiques sur la prolifération et la différenciation neuronales et épithéliales chez la pensée de mer Renilla koellikeri

La présence d’un récepteur de type RXR a récemment été rapporté chez la pensée de mer, Renilla koellikeri, de même que chez d’autres anthozoaires, et le NO semble jouer des différents rôles physiologiques, chez plusieurs cnidaires. L’acide rétinoïque (AR) et le monoxyde d’azote (NO) sont connus pour leur implication dans l’induction de la croissance des neurites chez les vertébrés ainsi que chez les invertébrés. Mais jusqu’à présent, aucun rôle de ces agents n’a encore été identifié chez ce phylum ancien des invertébrés. Dans le but de montrer que ces agents morphogénétiques ont un rôle dans le développement neuronal chez ces ancêtres des métazoaires bilatéraux, nous avons utilisé des cultures primaires de cellules du cnidaire anthozoaire Renilla koellikeri (pensée de mer), doté d’un système nerveux des plus primitif. Nous avons trouvé que les deux types d’acide rétinoïque, 9-cis et 11-trans, induisent une prolifération cellulaire dose-dépendante en fonction du temps dans les boîtes de pétri enduites de polylysine. Les cultures cellulaires exposées à l’acide rétinoïque dans les boîtes sans polylysine montrent une différenciation en des cellules épithéliales. D’autre part, le NO induit exclusivement une différenciation neuronale dans les boîtes enduites de polylysine. Aucun autre type de cellules subit un différenciation en présence de NO et la densité des cellules dédifférenciées a diminué. Les prolongements des neurones différenciés semblent s’enchevêtrer et former un réseau neuronal assez dense. L’ensemble de ces observations suggère que l’acide rétinoïque, contrairement à NO, est associé à l’activité mitotique, et que l’acide rétinoïque et le NO sont impliqués différemment dans la spécification cellulaire, respectivement épithéliale et neuronale, chez la pensée de mer. Le type d’action déclenchée, qu’il soit la mitogénèse ou la différenciation (épithéliale ou neuronale), varie alors selon l’état d’adhésion des cellules au substrat. Comme les données moléculaires et paléontologiques rapprochent les cnidaires, telle la pensée de mer, des ancêtres des eumétazoaires, nos résultats suggèrent que le rôle morphogénétique de l’acide rétinoïque et du NO est enraciné dans l’ancêtre commun de tous les métazoaires.

Rôle de la synthèse de l'acide rétinoïque dans le contrôle de la prolifération et de la différenciation des cellules épithéliales mammaires

L’acide rétinoïque (AR) est le ligand des récepteurs nucléaires RAR et RXR qui agissent comme facteurs de transcription ligand-inductibles et médient ses effets biologiques. Il est connu que l’AR a des propriétés prodifférenciatrices et antiprolifératives, notamment sur les cellules de l’épithélium mammaire. Une perte de sensibilité de l’AR a toutefois été mise en évidence dans plusieurs lignées cellulaires mammaires cancéreuses, ce qui pourrait faciliter la croissance des tumeurs. Or jusqu’ici cette perte de sensibilité avait été attribuée à des défauts de la voie de signalisation de l’AR, causée par la perte de l’expression des récepteurs à l’AR dans la tumeur, bien que plusieurs lignées de cellules cancéreuses y soient tout de même très sensibles. Peu d’études se sont intéressées au rôle de la voie de synthèse de l’AR dans la transformation des cellules mammaires. En effet, l’AR est synthétisé à partir de la vitamine A, ou rétinol, son précurseur sanguin provenant de la diète. Les cellules de l’épithélium mammaire normales ont la capacité de synthétiser l’AR à partir du rétinol. Nos rapportons pour la première fois que l’épithélium mammaire est probablement le siège de la synthèse et de la signalisation de l’AR. Cela est dû, au moins en partie, à l’expression d’une enzyme de synthèse de l’AR, RALDH3, dans l’épithélium mammaire normal. Dans cette étude, nous démontrons que les cellules cancéreuses de type luminal, qui ont sensibles à l’AR (et qui expriment le récepteur des estrogènes ER, catégorie qui regroupe 75 % des tumeurs diagnostiquées) n’ont au contraire pas la capacité de sythétiser l’AR, probablement en raison d’une faible expression de RALDH3 dans les tumeurs, sous l’effet des estrogènes. Cela pourrait représenter un nouveau mécanisme favorisant la croissance des tumeurs luminales dont les cellules proliférent en présence du rétinol sanguin. RALDH1, une autre enzyme de la voie de synthèse de l’AR, et qui partage 70 % d’identité de séquence avec RALDH3, est un marqueur de tumeurs plus agressives et de la formation de métastase. Nous montrons au contraire, que RALDH3 est un marqueur d’une moindre probabilité de développer des métastases chez les patientes atteintes d’une tumeur luminale. Cela suggère des rôles different pour ces deux enzymes dans la glande mammaire. Nos résultats indiquent que RALDH1 et 3 ont des propriétés enzymatiques très différentes, ce qui est en accord avec cette dernière hypothèse. Nos données suggèrent aussi que RALDH1 et 3 pourraient être des marqueurs de populations distinctes de cellules dans la glande mammaire normale. Nous proposons d’exploiter les diffèrences entre RALDH1 et 3 afin de mettre au point des méthodes de séparation des différentes population de cellules de l’épithélium mammaire ce qui pourrait aider à comprendre le rôle de la synthèse d’AR dans ce tissu.

Prédiction de boucles de régulation associant microARN et gènes régulés par le récepteur de l'acide rétinoïque dans le cancer du sein

Le récepteur de l'acide rétinoïque RAR est une protéine de la superfamille des récepteurs nucléaires liant le ligand acide rétinoïque (AR). En présence de son ligand, RAR induit la transcription de ses gènes cibles alors qu'en son absence la transcription est inhibée. Le mécanisme de régulation de RAR est altéré dans les lignées cellulaires humaines de carcinome mammaire dû à une baisse de capacité de synthèse de l'AR. Aussi, l'expression des microARN (miR) est perturbée dans le cancer du sein et un grand nombre de gènes ont été identifiés, après une analyse in-silico, comme des cibles prédites des miRs. Ces derniers peuvent être régulés pas des facteurs de transcription et ils sont capables d'inhiber la prolifération cellulaire et d'induire l'apoptose via la régulation de leurs cibles. Ainsi, les miRs peuvent jouer un rôle dans le mécanisme de régulation de RAR et être impliqués dans des boucles de régulation avec ce récepteur. Dans le cadre de ce travail, nous décrivons une approche développée pour prédire et caractériser des circuits de régulation au niveau transcriptionnel et post-transcriptionnel dans le cancer du sein. Nous nous sommes intéressés aux boucles de régulation de type feed-forward où RAR régule un miR et en commun ils régulent un ensemble de gènes codants pour des protéines dans les cellules tumorales mammaires MCF7 et SKBR3. Ces circuits ont été construits en combinant des données de ChIP-chip de RAR et des données de micro-puces d'ADN tout en utilisant des outils in-silico de prédiction des gènes cibles de miRs. Afin de proposer le modèle approprié de régulation, une analyse in-silico des éléments de réponse de l'AR (RARE) dans les promoteurs des miRs est réalisée. Cette étape permet de prédire si la régulation par RAR est directe ou indirecte. Les boucles ainsi prédites sont filtrées en se basant sur des données d'expression de miR existantes dans des bases de données et dans différentes lignées cellulaires, en vue d'éliminer les faux positifs. De plus, seuls les circuits pertinents sur le plan biologique et trouvés enrichis dans Gene Ontology sont retenus. Nous proposons également d'inférer l'activité des miRs afin d'orienter leur régulation par RAR. L'approche a réussi à identifier des boucles validées expérimentalement. Plusieurs circuits de régulation prédits semblent être impliqués dans divers aspects du développement de l'organisme, de la prolifération et de la différenciation cellulaire. De plus, nous avons pu valider que let-7a peut être induit par l'AR dans les MCF7.

Estudo de compatibilidade e estabilidade térmica do ácido retinóico e hidroquinona por termogravimetria

Retinoic acid (RA) and hydroquinone (HQ) assets are widely used in pharmaceutical and cosmetic formulations, for having depigmenting properties and are largely produced in drugstores. To assist in the development of formulations containing the active RA and HQ National Forms of Brazilian Pharmacopoeia (2005 and 2012 ) proposes formulations with different excipients such as cetyl alcohol (AC), cetostearyl alcohol (ACT), methylparaben (MTP), propyl paraben ( PPB), glycerin (GLY), dipropylene glycol (DPG), imidazolidinil urea ( IMD ), cyclomethicone (CCM ), butylated hydroxytoluene (BHT), octyl stearate (ETO), EDTA, decil oleate (ODC) and hydroxipropymethyl celullose (HPMC). One of the difficulties found in most cosmetic formulations is the large number of incompatibilities between the components of the formulations, so the aim this study was to evaluate thermal stability and interactions between these active pharmaceutical ingredients and excipients. The depigmenting agents were analyzed by DSC and TG and excipients were analyzed by TG. The dynamic thermogravimetric curves were obtained on a SHIMADZU thermobalance, model DTG-60, using an alumina crucible, at the heating rate of 10ºC min-1, in the temperature range of 25-900 ºC, under an atmosphere of nitrogen at 50 mL min-1. The DSC curves were obtained using Shimadzu calorimeter, model DSC-60, using aluminum crucible, at the heating rate of 10ºC min-1, in the temperature range of 25-400ºC. The thermogravimetric and calorimetric curves were analyzed using TASYS software SHIMADZU. In this study no were found interactions between AR and the following excipients: MTP, PPB, IMD, ODC, EDTA, CCM, ETO, HPMC. However, were found interactions with the following excipients: AC, ACT, BHT, GLI and DPG. For HQ were found interactions with IMD and DPG. Interactions remained even changing proportions of the mixtures and the ternary. Thus, the studies conducted with excipients of National Formulary from 2005 and 2012 showed that these new excipients do not interact by thermogravimetry with the active pharmaceutical ingredients of this study

Influência da suplementação de ácido retinóico no processo de remodelação cardíaca induzida pela exposição à fumaça do cigarro em ratos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Identificação de proteínas ligantes de CRABP2, proteína envolvida na via de sinalização celular por ácido retinóico

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Influência de diferentes doses de ácido retinóico na remodelação cardíaca

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Influência do exercício físico na remodelação cardíaca induzida pelo ácido retinóico

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Influência da via mTOR no processo de remodelação cardíaca induzida pelo ácido retinóico

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Influência da via mTOR no processo de remodelação cardíaca induzida pelo ácido retinóico

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Retinoic receptor gamma in squamous epithelial tumorigenesis

Retinoids, important modulators of squamous epithelial differentiation and proliferation, are effective in the treatment and prevention of squamous epithelial cancers, including squamous cell carcinomas (SCCs) of the skin. However, the mechanism is not well understood. Retinoids exert their effects primarily through two nuclear receptor families, retinoic acid receptors (RARα, β and γ) and retinoid X receptors (RXR(α, β and γ), ligand-dependent DNA-binding transcription factors that are members of the steroid hormone receptor superfamily. Retinoid receptor loss has been correlated with squamous epithelial malignancy. This has lead to the hypothesis that reduced RARγ expression and the resulting suppression of retinoid signaling contributes to squamous epithelial malignancy. To test this hypothesis, I attempted to reduce or abolish expression of RARγ, the predominant RAR in squamous epithelia, in several nontumorigenic human squamous epithelial cell lines. The most useful of these cell lines has been SqCCY1, the human head and neck squamous cell carcinoma cell line, along with several subclones stably transfected with RARγ sense and antisense expression constructs. By several criteria, we observed an overall suppression of squamous differentiation in RARγ sense transfectants and an enhancement in RARγ antisense transfectants, relative to parental SqCCY1 cells. We also observed that both sense and antisense cells could form tumors in athymic mice in vivo, while parental SqCCY1 cells could not. Although these results appear contradictory, several conclusions can be drawn. First, loss of RARγ contributes to squamous epithelial tumorigenesis. Second, overexpression of RARγ leads to tumor formation, suppressing differentiation and promoting proliferation, possibly due to a competitive inhibition of limiting concentrations of RXRα, a common heterodimeric partner for many nuclear receptors in addition to RARs, representing a mechanism for RARγ to modulate squamous epithelial homeostasis. The cause for tumorigenesis in the two conditions is likely due to different mechanisms/roles of RARγ in the cell, with the former as a retinoid signaling regulator; and the latter as an RXRα concentration modulator. Finally, High level of RARγ expression sensitizes cells to environmental RA, enhancing RARγ/RXRα-mediated RA signaling. Therefore, RA should be used in skin lesions with suppressed RARγ expression levels, not in skin lesions with overexpressed RARγ levels. ^