Photodynamic therapy associating Photogem (R) and blue LED on L929 and MDPC-23 cell culture

To evaluate the cytotoxicity of PDT (photodynamic therapy) with Photogem (R) associated to blue LED (light-emitting diode) on L929 and MDPC-23 cell cultures, 30000 cells/cm(2) were seeded in 24-well plates for 48 h, incubated with Photogem (R) (10, 25 or 50 mg/l) and irradiated with an LED source (460 +/- 3 nm; 22 mW/cm(2)) at two energy densities (25.5 or 37.5 J/cm(2)). Cell metabolism was evaluated by the MTT (methyltetrazolium) assay (Dunnet`s post hoc tests) and cell morphology by SEM (scanning electron microscopy). Flow cytometry analysed the type of PDT-induced cell death as well and estimated intracellular production of ROS (reactive oxygen species). There was a statistically significant decrease of mitochondrial activity (90% to 97%) for all Photogem (R) concentrations associated to blue LED, regardless of irradiation time. It was also demonstrated that the mitochondrial activity was not recovered after 12 or 24 h, characterizing irreversible cell damage. PDT-treated cells presented an altered morphology with ill-defined limits. In both cell lines, there was a predominance of necrotic cell death and the presence of Photogem (R) or irradiation increased the intracellular levels of ROS. PDT caused severe toxic effects in normal cell culture, characterized by the reduction of the mitochondrial activity, morphological alterations and induction of necrotic cell death.

Cytotoxicity of Portland Cement with Different Radiopacifying Agents: A Cell Death Study

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Photodynamic therapy associating Photogem (R) and blue LED on L929 and MDPC-23 cell culture

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

Suppression of TNBS-induced colitis in rats by 4-methylesculetin, a natural coumarin: Comparison with prednisolone and sulphasalazine

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

Leuconostoc mesenteroides SJRP55 isolada de mussarela de búfala: perfil probiótico e bacteriocinogênico

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Inflammation and cancer: role of Annexin A1 and FPR2/ALX in proliferation and metastasis in human laryngeal squamous cell carcinoma

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

Efeitos da ingestão de simbiótico e indol-3-carbinol sobre o processo de carcinogênese química de cólon em ratos Wistar alimentados com dieta contendo heme

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

MyD88 Signaling Pathway Is Involved in Renal Fibrosis by Favoring a T(H)2 Immune Response and Activating Alternative M2 Macrophages

Inflammation contributes to the pathogenesis of chronic kidney disease (CKD). Molecules released by the inflamed injured tissue can activate toll-like receptors (TLRs), thereby modulating macrophage and CD4+ T-cell activity. We propose that in renal fibrogenesis, M2 macrophages are recruited and activated in a T helper subset 2 cell (TH2)-prone inflammatory milieu in a MyD88- dependent manner. Mice submitted to unilateral ureteral ligation (UUO) demonstrated an increase in macrophage infiltration with collagen deposition after 7 d. Conversely, TLR2, TLR4 and MyD88 knockout (KO) mice had an improved renal function together with diminished TH2 cytokine production and decreased fibrosis formation. Moreover, TLR2, TLR4 and MyD88 KO animals exhibited less M2 macrophage infiltration, namely interleukin (IL)-10+ and CD206+ CD11bhigh cells, at 7 d after surgery. We evaluated the role of a TH2 cytokine in this context, and observed that the absence of IL-4 was associated with better renal function, decreased IL-13 and TGF- β levels, reduced arginase activity and a decrease in fibrosis formation when compared with IL-12 KO and wild-type (WT) animals. Indeed, the better renal outcomes and the decreased fibrosis formation were restricted to the deficiency of IL-4 in the hematopoietic compartment. Finally, macrophage depletion, rather than the absence of T cells, led to reduced lesions of the glomerular filtration barrier and decreased collagen deposition. These results provide evidence that future therapeutic strategies against renal fibrosis should be accompanied by the modulation of the M1:M2 and TH1:TH2 balance, as TH2 and M2 cells are predictive of fibrosis toward mechanisms that are sensed by innate immune response and triggered in a MyD88-dependent pathway.

In Vitro Evaluation of the Probiotic Potential of Bacteriocin Producer Lactobacillus sakei 1

Lactobacillus sakei 1 is a food isolate that produces a heat-stable antimicrobial peptide (sakacin 1, a class ha bacteriocin) inhibitory to the opportunistic pathogen Listeria monocytogenes. Bacterial isolates with antimicrobial activity may be useful for food biopreservation and also for developing probiotics. To evaluate the probiotic potential of L. sakei I, it was tested for (i) in vitro gastric resistance (with synthetic gastric juice adjusted to pH 2.0, 2.5, or 3.0); (ii) survival and bacteriocin production in the presence of bile salts and commercial prebiotics (inulin and oligofructose); (iii) adhesion to Caco-2 cells; and (iv) effect on the adhesion of L. monocytogenes to Caco-2 cells and invasion of these cells by the organism. The results showed that L. sakei I survival in gastric environment varied according to pH, with the maximum survival achieved at pH 3.0, despite a 4-log reduction of the population after 3 h. Regarding the bile salt tolerance and influence of prebiotics, it was observed that L. sakei 1 survival rates were similar (P > 0.05) for all de Man Rogosa Shame (MRS) broth formulations when tests were done after 4 h of incubation. However, after incubation for 24 h, the survival of L. sakei 1 in MRS broth was reduced by 1.8 log (P < 0.001), when glucose was replaced by either inulin or oligofructose (without Oxgall). L. sakei 1 was unable to deconjugate bile salts, and there was a significant decrease (1.4 log) of the L. sakei 1 population in regular MRS broth plus Oxgall (P < 0.05). In spite of this, tolerance levels of L. sakei 1 to bile salts were similar in regular MRS broth and in MRS broth with oligofructose. Lower bacteriocin production was observed in MRS broth when inulin (3,200 AU/ml) or oligofructose (2,400 AU/ml) was used instead of glucose (6,400 AU/ml). L. sakei I adhered to Caco-2 cells, and its cell-free pH-neutralized supernatant containing sakacin I led to a significant reduction of in vitro listerial invasion of human intestinal Caco-2 cells.

HOXB7 mRNA is overexpressed in pancreatic ductal adenocarcinomas and its knockdown induces cell cycle arrest and apoptosis

Background Human homeobox genes encode nuclear proteins that act as transcription factors involved in the control of differentiation and proliferation. Currently, the role of these genes in development and tumor progression has been extensively studied. Recently, increased expression of HOXB7 homeobox gene (HOXB7) in pancreatic ductal adenocarcinomas (PDAC) was shown to correlate with an invasive phenotype, lymph node metastasis and worse survival outcomes, but no influence on cell proliferation or viability was detected. In the present study, the effects arising from the knockdown of HOXB7 in PDAC cell lines was investigated. Methods Real time quantitative PCR (qRT-PCR) (Taqman) was employed to assess HOXB7 mRNA expression in 29 PDAC, 6 metastatic tissues, 24 peritumoral tissues and two PDAC cell lines. siRNA was used to knockdown HOXB7 mRNA in the cell lines and its consequences on apoptosis rate and cell proliferation were measured by flow cytometry and MTT assay respectively. Results Overexpression of HOXB7 mRNA was observed in the tumoral tissues and in the cell lines MIA PaCa-2 and Capan-1. HOXB7 knockdown elicited (1) an increase in the expression of the pro-apoptotic proteins BAX and BAD in both cell lines; (2) a decrease in the expression of the anti-apoptotic protein BCL-2 and in cyclin D1 and an increase in the number of apoptotic cells in the MIA PaCa-2 cell line; (3) accumulation of cell in sub-G1 phase in both cell lines; (4) the modulation of several biological processes, especially in MIA PaCa-2, such as proteasomal ubiquitin-dependent catabolic process and cell cycle. Conclusion The present study confirms the overexpression of HOXB7 mRNA expression in PDAC and demonstrates that decreasing its protein level by siRNA could significantly increase apoptosis and modulate several biological processes. HOXB7 might be a promising target for future therapies.

Knock down von Desmoglein 2 durch induzierbare Cre-spezifische Rekombination in der Maus

Desmosomen sind hoch organisierte adhäsive interzelluläre Verbindungen, die benachbarte Zellen durch Verankerung mit den Intermediärfilamenten des Zytoskeletts miteinander verknüpfen und so Zellen und Geweben Stabilität verleihen. Die Adhäsionsmoleküle der Desmosomen sind die desmosomalen Cadherine. Diese transmembranen Glykoproteine gehen im Interzellulärraum Verbindungen mit den desmosomalen Cadherinen der Nachbarzelle ein und sind im zytoplasmatischen Bereich Anheftungspunkte für weitere an der Desmosomenbildung beteiligte Proteine. Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung der Rolle von Desmoglein 2 (Dsg 2), einem in allen Epithelien exprimierten desmosomalen Cadherin. Da der konstitutive knock out von Dsg 2 embryonal letal ist, wurde im Rahmen dieser Doktorarbeit eine transgene Maus generiert, in der die Reduktion von Dsg 2 temporär regulierbar war (konditionaler knock down). Dazu wurde der Mechanismus der RNA Interferenz genutzt, wodurch Sequenz-spezifische, post-transkriptionelle Regulation von Genen möglich ist. Unter Verwendung eines über Cre/lox-induzierbaren Vektors wurden transgene Mäuse generiert, welche nach Induktion Dsg 2 shRNA exprimieren, die in der Zelle in siRNA umgewandelt wird und zum Abbau der Dsg 2 mRNA führt. Durch Verpaarung der generierten Dsg 2 knock down Maus mit der über Tamoxifen induzierbaren Cre Deleter knock in Mauslinie Rosa26CreERT2 konnte deutliche Reduktion der Dsg 2 Proteinmenge in Leber, Darm und Herz erreicht werden. In Immunfärbungen der Leber wurde zudem eine reduzierte Desmosomenbildung durch Expression der Dsg 2 shRNA detektiert. Die für diese Versuche generierte und getestete Rosa26CreERT2 Mauslinie ermöglichte jedoch nicht in allen Zellen eines Gewebes die komplette Aktivierung der Cre Rekombinase und damit die Expression der shRNA. Dadurch entstanden mosaikartige Wildtyp/knock down-Gewebe, in denen noch ausreichend Desmosomen gebildet wurden, um die Gewebestabilität und -struktur zu erhalten. Für eine funktionale Untersuchung von Dsg 2 in Zusammenhang mit der chronisch entzündlichen Darmerkrankung Colitis ulcerosa wurden die Dsg 2 knock down Mäuse mit Darm-spezifischen, induzierbaren Cre Deleter Mäusen (VillinCreERT2) verpaart. Nach Aktivierung der Cre Rekombinase mittels Tamoxifen wurde in bitransgenen Tieren über Gabe von Azoxymethan (AOM) und Dextransodiumsulfat (DSS) Colitis ulcerosa induziert. Diese entzündliche Erkrankung des Darms ist mit der Induktion von Darmtumoren assoziiert. Bereits nach einmaliger Induktion mit AOM/DSS wurde in der ersten endoskopischen Untersuchung eine starke Entzündung des Darmgewebes und die Ausbildung von flächig wachsenden Tumoren in den Dsg 2 knock down Tieren hervorgerufen. Es ist anzunehmen, dass durch knock down von Dsg 2, und die damit verbundene verminderte Desmosomenbildung und Zelladhäsion, Infiltration von Bakterien durch die epitheliale Barriere des Darms möglich war, und so die Entzündungsreaktion in der Darmmukosa verstärkte. In Zusammenhang mit Verlust der epithelialen Festigkeit durch verringerte Zellkontakte kam es zur Hyperproliferation der Darmmukosa, die sich in Ausbildung von flächigen Tumoren äußerte. In weiteren Experimenten müssen nun die Tumore und das entzündete Gewebe der Colitis-induzierten Mäuse mittels Immunfluoreszenz untersucht werden, um Veränderungen in der Desmosomenformation in situ detektieren zu können. Des Weiteren sind Verpaarungen der Dsg 2 knock down Maus mit anderen Cre Rekombinase exprimierenden Mauslinien möglich, um den Einfluss von Dsg 2 auch in anderen Geweben, beispielsweise im Herzen, zu untersuchen. Die hier vorgelegte Arbeit zeigt also erstmalig den ursächlichen Zusammenhang zwischen Dsg 2 und dem Auftreten von Colitis-assoziierten Tumoren in einem konditionalen RNAi-vermittelten knock down Tiermodell. Die Etablierung dieser Maus ist somit das erste konditionale Mausmodell, welches die bei vielen Krebspatienten gefundenen flachzellig wachsenden Tumore in vivo rekapituliert. Vorausschauend kann man sagen, dass mit Hilfe des im Rahmen dieser Doktorarbeit entwickelten Tiermodells wichtige Erkenntnisses über die Pathologie von Darmtumoren erbracht werden können, die unser Verständnis der Colitis-induzierten Tumorentstehung verbessern.

Funktionelle Analyse der Polaritäts- und Tumorsuppressorgene hugl-1 und hugl-2 mittels siRNA-vermitteltem Gen-Silencing und konditionalem Gen-Knockout

Das menschliche Gen human giant larvae (hugl) ist ein Homolog des hochkonservierten Drosophila Gens lethal giant larvae (lgl), welches in Epithelzellen die Funktion eines neoplastischen Tumorsuppressors und Polaritätsregulators einnimmt. Ein Verlust oder eine verminderte Expression beider Homologe des Gens, hugl-1 und hugl-2, geht einher mit dem Auftreten und der Progression verschiedener epithelialer Tumorerkrankungen wie malignen Melanomen und Brust-, Kolon- oder Lungentumoren. Die exakte Funktion der Homologe Hugl-1 und Hugl-2 bezüglich der Regulation und Aufrechterhaltung der epithelialen Zellpolarität sowie ihre Rolle in der Genese humaner Tumore ist jedoch weitgehend unbekannt. Gänzlich unbekannt ist auch die Bedeutung von Hugl-1 und Hugl-2 als Polaritätsregulatoren für die Ausbildung und den Erhalt der T-Zellmorphologie und -funktion. Ziel der vorliegenden Arbeit war es daher, die Polaritäts- und Tumorsuppressorgene hugl-1 und hugl-2 in funktionellen Analysen mittels siRNA-vermitteltem Gen-Silencing in Epithelzellen und T-Lymphozyten zu charakterisieren. Darüber hinaus wurden die Funktionen und Eigenschaften von mgl-2, dem murinen Homologen von hugl-2, im Cre/loxP-vermittelten konditionalen Knockout Mausmodell in vivo analysiert.rnrnZur Charakterisierung der biologischen Effekte von Hugl-1 und Hugl-2 auf das Wachstumsverhalten, Migration und Invasion von Epithelzellen wurden in dieser Arbeit erfolgreich unterschiedliche shRNA-Expressionskonstrukte generiert sowie Hugl-supprimierte Zelllinien etabliert. In vitro Studien sowie in vivo Tumorigenizitätsanalysen lieferten übereinstimmend Hinweise darauf, dass verminderte Hugl-1- und Hugl-2-Expressionsspiegel eine signifikante Rolle in der Vermittlung invasiver und tumorigener Eigenschaften von Epithelzellen spielen. Dabei rief der Verlust beider Homologe deutlich stärkere Reaktionen hervor als die Suppression eines einzelnen Homologen. Zudem wiesen die Überexpression des Zellzyklusregulators Cyclin D1 sowie die Hyperproliferation von Hugl-1- und/oder Hugl-2-depletierten Epithelzellen auf eine wichtige Rolle der beiden Homologe in der Zellzyklusprogression und Zellproliferation hin. Ein geringer Expressionsstatus von Hugl-1 und -2 schien darüber hinaus mit einer verstärkten Resistenzbildung gegenüber Chemotherapeutika zu korrelieren. Im Rahmen dieser Arbeit konnte weiterhin gezeigt werden, dass die untersuchten T-Lymphozyten nur Hugl-1 exprimieren und dass letzteres notwendig für den F-Aktin-vermittelten Erhalt der T-Zellpolarität und -morphologie ist. Hugl-1-supprimierte, über voneinander unabhängige Signalwege (TCR- oder Chemokinrezeptor) stimulierte T-Lymphozyten wiesen eine bedeutende Störung der Lamellipodien- und Uropodausbildung auf und ließen eine Interaktion von Hugl-1 auf Ebene des F Aktins vermuten. Des Weiteren zeigte sich, dass der Polaritätsregulator Hugl-1 die CD3/TCR-induzierte Zelladhäsion positiv beeinflusst. Die Analyse der T-Zellmigration und -motilität offenbarte in Übereinstimmung dazu die Wichtigkeit von Hugl-1 für die Polarisierung und Migration der T-Zellen sowohl im Chemokingradienten als auch auf mDCs. rnrnFür die Aufklärung der funktionellen Rolle von mgl-2 in vivo wurde in dieser Arbeit eine Tamoxifen-induzierbare, Cre/loxP-vermittelte konditionale Mauslinie generiert und analysiert. Die mgl-2-deletierten Tiere wiesen weder signifikante phänotypische Unterschiede noch Abweichungen in der Organanatomie auf und ließen daher auf eine Kompensation durch das im Darmepithel koexprimierte und möglicherweise funktionell redundante mgl-1 Gen schließen.rn

Etablierung transgener BY-2-Zelllinien zur In-vivo-Lokalisierung pflanzlicher Cytoskelettproteine

Bei den Pflanzen sind viele Fragen bezüglich der Organisation und Regulation des bei der Zellteilung und differenzierung wichtigen Auf-, Ab- und Umbaus des Mikrotubuli-Netzwerkes noch immer offen, insbesondere was die Rolle des γ-Tubulins betrifft. Ziel der vorliegenden Arbeit war die Etablierung von BY-2 Modell-Zelllinien (Nicotiana), die verschiedene mit fluoreszierenden Proteinen (FP) markierte Elemente des Cytoskeletts exprimieren, um eine fluoreszenzmikroskopische Detektion in vivo zu ermöglichen.rnAls Grundlage für alle weiteren Versuche wurde eine zuverlässige Methode zur A. tumefaciens vermittelten stabilen Transfektion von BY-2 Zellen erarbeitet. Für die Expression von FP-markierten Cytoskelettproteinen, wurden entsprechende Fusionskonstrukte kloniert und via A. tumefaciens in BY-2 Zellen transferiert. So gelang zunächst die Herstellung transgener Zelllinien, die GFP-markiertes α- bzw. γ-Tubulin exprimierten. Diese sollten später als Basis für die Untersuchung des dynamischen Mikrotubuli-Netzwerkes bzw. dessen Regulation dienen. In beiden Zelllinien standen die Konstrukte zunächst unter Kontrolle eines doppelten 35S-Promotors, was zu einer starken, konstitutiven Expression der Transgene führte. Fluoreszenzmikroskopisch konnten Strukturen, an deren Aufbau Mikrotubuli beteiligt sind, detektiert werden. Aufgrund einer starken Hintergrundfluoreszenz, vermutlich bedingt durch die konstitutive Überexpression, war die Darstellung feinerer Bereiche, wie sie im Cytoskelett häufig auftreten, jedoch äußerst schwierig. Deshalb wurde eine schwächere bzw. adäquate Expressionsrate angestrebt. rnPhysiologische Expressionsraten sollten vor allem durch den endogenen γ-Tubulin-Promotor ermöglicht werden. Da die entsprechende Sequenz noch unbekannt war, wurde sie zunächst bestimmt und in ein passendes Konstrukt integriert. Fluoreszenzmikroskopische Untersuchungen der resultierenden Zelllinie ließen auf eine stark reduzierte Expressionsrate schließen. Tatsächlich war die Detektion von Cytoskelettstrukturen, wenn überhaupt, erst bei deutlich längeren Belichtungszeiten möglich. Bedingt durch die langen Belichtungszeiten wurde die Dokumentation durch eine latente pflanzentypische Autofluoreszenz der Zellen erschwert. Auch wenn hier keine detailreicheren Aufnahmen der Cytoskelettstrukturen möglich waren, ist die Zellkultur für weiterführende Untersuchungen, z.B. in Studien bezüglich des zeitlichen Expressionsmusters des γ-Tubulins, potentiell geeignet. Der Einsatz eines sensibleren Mikroskopsystems ist allerdings erforderlich. rnUm klären zu können, inwieweit γ-Tubulin mit den Mikrotubuli co-lokalisiert, wurden Zelllinien benötigt, bei denen die entsprechenden Elemente unterschiedlich markiert waren. Zu diesem Zweck wurde der Einsatz von RFP-markiertem Tubulin getestet. Eine deutliche Überexpression von RFP alleine war möglich. Trotz mehrfacher Wiederholung der Versuche war aber keine Expression von RFP-markiertem α-Tubulin in BY-2 Zellen zur Visualisierung der Mikrotubuli detektierbar. Die DNA-Sequenzen waren im Genom nachweisbar, eine Transkription jedoch nicht. Möglicherweise spielten hier gene silencing Effekte eine Rolle. Das verwendete RFP (TagRFP) und GFP stammten aus unterschiedlichen Organismen, aus einer Seeanemone bzw. einer Qualle. Eine Lösung könnte der Austausch des TagRFP durch ein Quallen-Derivat, das in einer von grün unterscheidbaren Farbe fluoresziert, bringen. Da bereits BY-2 Zelllinien vorliegen, die GFP-markiertes α- bzw. γ-Tubulin exprimieren, sollte es, nach Klonieren eines entsprechenden Konstruktes, zeitnah möglich sein, eine doppelt transfizierte Zelllinie herzustellen.

CXC receptor-4 mRNA silencing abrogates CXCL12-induced migration of colorectal cancer cells

Background Interactions between CXCR4 and its ligand CXCL12 have been shown to be involved in cancer progression in colorectal cancer (CRC). We performed a comparative CXCL12/CXCR4 expression analysis and assessed the effect of external CXCL12 stimulation on migration of CRC cells without and with CXCR4 inhibition. Methods Expression of CXCL12/CXCR4 was assessed by quantitative real-time PCR, ELISA and immunohistochemistry in resection specimens of 50 CRC patients as well as in the corresponding normal tissues and in three human CRC cell lines with different metastatic potential (Caco-2, SW480 and HT-29). Migration assays were performed after stimulation with CXCL12 and CXCR4 was inhibited by siRNA and neutralizing antibodies. Results In CRC tissues CXCL12 was significantly down-regulated and CXCR4 was significantly up-regulated compared to the corresponding normal tissues. In cell lines CXCR4 was predominantly expressed in SW480 and less pronounced in HT-29 cells. CXCL12 was only detectable in Caco-2 cells. CXCL12 stimulation had no impact on Caco-2 cells but significantly increased migration of CXCR4 bearing SW480 and HT-29 cells. This effect was significantly abrogated by neutralizing anti-CXCR4 antibody as well as by CXCR4 siRNAs (P < 0.05). Conclusions CXCR4 expression was up-regulated in CRC and CXCL12 stimulation increased migration in CXCR4 bearing cell lines. Migration was inhibited by both neutralizing CXCR4 antibodies and CXCR4 siRNAs. Thus, the expression and functionality of CXCR4 might be associated with the metastatic potential of CRC cells and CXCL12/CXCR4 interactions might therefore constitute a promising target for specific treatment interventions.

miR-21 functionally interacts with the 3'UTR of chemokine CCL20 and down-regulates CCL20 expression in miR-21 transfected colorectal cancer cells

As deregulation of miRNAs and chemokine CCL20 was shown to play a role in colorectal cancer (CRC) pathogenesis, we analyzed the functional interactions of candidate miRNAs with CCL20 mRNA. After target prediction software programs indicated a role for miR-21 in CCL20 regulation, we applied the luciferase reporter assay system to demonstrate that miR-21 functionally interacts with the 3'UTR of CCL20 mRNA and down-regulates CCL20 in miR-21 mimic transfected CRC cell lines (Caco-2, SW480 and SW620). Thus, regulation of CCL20 expression by miR-21 might be a regulatory mechanism involved in progression of CRC.