Expression and activity profiles of DPP IV/CD26 and NEP/CD10 glycoproteins in the human renal cancer are tumor-type dependent

Background: Cell-surface glycoproteins play critical roles in cell-to-cell recognition, signal transduction and regulation, thus being crucial in cell proliferation and cancer etiogenesis and development. DPP IV and NEP are ubiquitous glycopeptidases closely linked to tumor pathogenesis and development, and they are used as markers in some cancers. In the present study, the activity and protein and mRNA expression of these glycoproteins were analysed in a subset of clear-cell (CCRCC) and chromophobe (ChRCC) renal cell carcinomas, and in renal oncocytomas (RO). Methods: Peptidase activities were measured by conventional enzymatic assays with fluorogen-derived substrates. Gene expression was quantitatively determined by qRT-PCR and membrane-bound protein expression and distribution analysis was performed by specific immunostaining. Results: The activity of both glycoproteins was sharply decreased in the three histological types of renal tumors. Protein and mRNA expression was strongly downregulated in tumors from distal nephron (ChRCC and RO). Moreover, soluble DPP IV activity positively correlated with the aggressiveness of CCRCCs (higher activities in high grade tumors). Conclusions: These results support the pivotal role for DPP IV and NEP in the malignant transformation pathways and point to these peptidases as potential diagnostic markers.

Estudio comparativo entre tumor primario y metastásico de la trimetilación de la Histona H3 en el modelo in vivo de metástasis hepática de cáncer colorrectal murino.

Los mecanismos epigenéticos, entre los que está implicada la modificación covalente de histonas, son esenciales para el mantenimiento estable de la actividad génica en las células. Estos mecanismos también están implicados en la aparición de enfermedades como el cáncer colorrectal (CCR), siendo la metástasis hepática una de las formas más agresivas de la misma al producir una drástica disminución de la esperanza de vida del enfermo. Las modificaciones en las histonas, conocidas recientemente como código histónico, afectan a la estructura de la cromatina y juegan un papel importante en el desarrollo de la tumorogénesis. Sin embargo, se sabe poco acerca de aquellas células que adquieren la capacidad de metastatizar, y es por ello que en el presente trabajo se estudian las diferencias epigenéticas entre células tumorales primarias y células tumorales metastásicas para el patrón de trimetilación de la histona H3 en tres residuos diferentes del aminoácido lisina: lisina 4 (H3K4me3), lisina 9 (H3K9me3) y lisina 27 (H3K27me3).

O papel da proteína supressora de tumor p53 na indução de ciclooxigenase-2 em Carcinoma de Pulmão de Células Não Pequenas: aspectos moleculares e clínicos

O Carcinoma de Pulmão de Células Não Pequenas (NSCLC) é uma doença freqüentemente letal e altamente resistente à terapia oncológica convencional, como por exemplo, o tratamento quimioterápico com cisplatina e paclitaxel. A superexpressão de Ciclooxigenase-2 (COX-2) é constantemente observada em pacientes com NSCLC, estando associada ao prognóstico ruim destes pacientes. Acredita-se que a alta expressão de COX-2 produz efeitos anti-apoptóticos, porém pouco é conhecido sobre os mecanismos de regulação desta enzima. Muitos sinais capazes de ativar COX-2 também induzem a proteína supressora de tumor p53, conhecida pelo seu papel fundamental no controle da proliferação celular e apoptose. Dados recentes indicam que a proteína p53 é um importante regulador da expressão de COX-2. O objetivo desta dissertação foi avaliar os efeitos da quimioterapia na expressão da enzima COX-2 em linhagens celulares com diferente status do gene TP53, e ainda, correlacionar a expressão de COX-2 e o status mutacional de TP53, com as características clínico-patológicas de pacientes com NSCLC. Como ferramentas experimentais foram usadas técnicas de biologia celular e molecular como interferência de RNA, PCR em tempo real, análise mutacional e imuno-histoquímica. Com os resultados obtidos, observamos que as linhagens celulares de câncer de pulmão que apresentam p53 na sua forma selvagem, quando expostas ao tratamento com cisplatina, apresentaram indução da expressão de COX-2 (RNAm e proteína), em adição ao aumento da síntese de Prostaglandina E2 (PGE2). Em contrapartida, a expressão de COX-2 não foi alterada após o tratamento com cisplatina nas linhagens celulares que apresentavam mutação no gene TP53. Ao avaliar o tratamento com paclitaxel, foi observado um aumento da expressão de COX-2 nas linhagens A549 e H460 (linhagens celulares do tipo selvagem para p53), entretanto não foi observada alteração nos níveis de PGE2. Em adição, o tratamento com paclitaxel induziu um aumento da expressão de COX-2 na linhagem com deleção em TP53, ACC LC-319. Em seguida, após silenciamento de p53 na linhagem celular A549, por interferência de RNA, a cisplatina passou a não ser mais capaz de induzir o aumento da expressão de COX-2. No tratamento com paclitaxel, o silenciamento de TP53 não mudou a expressão de COX-2, indicando assim um efeito independente de p53. Dessa maneira, sugerimos que a indução de COX-2, por cisplatina, em linhagens celulares NSCLC é dependente de p53. Na análise dos pacientes NSCLC, os resultados demonstram que 54% dos pacientes apresentam expressão positiva de COX-2. Mutações em TP53 foram observadas em 57% dos pacientes, incluindo 56% de fumantes correntes e 37% de ex-fumantes. Uma associação entre a expressão de COX-2 e o status selvagem de TP53 foi observada, entre os pacientes que apresentaram expressão positiva de COX-2, 80% apresentaram TP53 selvagem. Um número maior de pacientes é necessário para aumentar o poder estatístico e confirmar as tendências observadas nesse estudo

Avaliação da trealose como crioprotetor natural de células-tronco hematopoiéticas de sangue de cordão umbilical e placentário

O sangue do cordão umbilical e placentário (SCUP) tem sido usado como fonte de células-tronco hematopoiéticas (CTH) para reconstituir a função medular (hematopoiese). A maioria das vezes, esta modalidade de transplante requer a criopreservação das CTH, que permanecem congeladas até uma possível utilização futura. Na criopreservação de CTH, o reagente químico dimetilsulfóxido (DMSO) tem sido utilizado como um crioprotetor. No entanto, tem sido provado que DMSO tem efeitos tóxicos para o corpo humano. Muitos organismos na natureza possuem uma capacidade de sobreviver ao congelamento e à desidratação acumulando dissacarídeos, como a trealose e sacarose, por isso a trealose, tem sido investigada como um crioprotetor alternativo para diversos tipos celulares. Outro dano muito comum durante o congelamento é a formação de espécie reativas de oxigênio (ERO) que diminui a viabilidade celular, por isso a adição de bioantioxidantes na solução de criopreservação das células é passo muito importante. Este estudo foi dividido em duas fases na primeira foram avaliados os resultados obtidos com a adição de antioxidantes na solução de criopreservação das células de SCUP e na segunda fase avaliou-se a hipótese que a solução de criopreservação contendo trealose intracelular e extracelular melhora a recuperação e a viabilidade das células-tronco do SCUP, após a criopreservação. SCUP foi processado e submetido à criopreservação em soluções contendo na primeira fase: soluções com diferentes concentrações de DMSO (10%, 5% e 2,5%), assim como as combinações de DMSO (5%, 2,5%) com um dos dissacarídeos (60mmol/L) e ácido ascórbico e/ou catalase (10mg/mL); e na segunda fase: soluções contendo diferentes concentrações de DMSO (10% e 2,5%), assim como as combinações de DMSO (2,5%) com trealose intra (a trealose foi introduzida na célula por meio de lipossomas) e extracelular e soluções contendo trealose intra e extracelular sem DMSO, armazenados por duas semanas em N2L, e descongeladas. As células descongeladas foram avaliadas por citometria de fluxo, pelo ensaio metabólico pelo MTT e de unidades formadoras de colônias (UFC). Na primeira fase do estudo, a catalase, melhorou a preservação das células CD34+ e CD123+, a UFC e a viabilidade celular, em comparação com a solução padrão de criopreservação. Já na segunda fase do estudo, após as análises de todos os testes vimos que a solução que continha trealose intra/extracelular e DMSO mostrou uma capacidade de manutenção da viabilidade/integridade celular superior a todas as outras testadas. A solução que continha trealose intra e extracelular sem DMSO, obteve um resultado comparável com seu controle (2,5%DMSO), porém quando avaliamos a solução que continha apenas trealose intracelular não obtivemos resultados satisfatórios. A catalase pode atuar sobre a redução dos níveis ERO na solução de criopreservação das CTH de SCUP, diminuindo os danos por ele causados e a trealose deve estar presente em ambos os lados das células durante o processo de congelamento. Portanto, em testes clínicos futuros, ela poderá ser um potencial crioprotetor das células-tronco de SCUP, podendo substituir totalmente o DMSO da solução de criopreservação, minimizando com os efeitos colaterais provenientes da infusão de produtos criopreservados nos pacientes.

Desenvolvimento e avaliação de novas abordagens de modelagem de processos de separação em leito móvel simulado

O Leito Móvel Simulado (LMS) é um processo de separação de compostos por adsorção muito eficiente, por trabalhar em um regime contínuo e também possuir fluxo contracorrente da fase sólida. Dentre as diversas aplicações, este processo tem se destacado na resolução de petroquímicos e principalmente na atualidade na separação de misturas racêmicas que são separações de um grau elevado de dificuldade. Neste trabalho foram propostas duas novas abordagens na modelagem do LMS, a abordagem Stepwise e a abordagem Front Velocity. Na modelagem Stepwise as colunas cromatográficas do LMS foram modeladas com uma abordagem discreta, onde cada uma delas teve seu domínio dividido em N células de mistura interligadas em série, e as concentrações dos compostos nas fases líquida e sólida foram simuladas usando duas cinéticas de transferência de massa distintas. Essa abordagem pressupõe que as interações decorrentes da transferência de massa entre as moléculas do composto nas suas fases líquida e sólida ocorram somente na superfície, de forma que com essa suposição pode-se admitir que o volume ocupado por cada molécula nas fases sólida e líquida é o mesmo, o que implica que o fator de residência pode ser considerado igual a constante de equilíbrio. Para descrever a transferência de massa que ocorre no processo cromatográfico a abordagem Front Velocity estabelece que a convecção é a fase dominante no transporte de soluto ao longo da coluna cromatográfica. O Front Velocity é um modelo discreto (etapas) em que a vazão determina o avanço da fase líquida ao longo da coluna. As etapas são: avanço da fase líquida e posterior transporte de massa entre as fases líquida e sólida, este último no mesmo intervalo de tempo. Desta forma, o fluxo volumétrico experimental é utilizado para a discretização dos volumes de controle que se deslocam ao longo da coluna porosa com a mesma velocidade da fase líquida. A transferência de massa foi representada por dois mecanismos cinéticos distintos, sem (tipo linear) e com capacidade máxima de adsorção (tipo Langmuir). Ambas as abordagens propostas foram estudadas e avaliadas mediante a comparação com dados experimentais de separação em LMS do anestésico cetamina e, posteriormente, com o fármaco Verapamil. Também foram comparados com as simulações do modelo de equilíbrio dispersivo para o caso da Cetamina, usado por Santos (2004), e para o caso do Verapamil (Perna 2013). Na etapa de caracterização da coluna cromatográfica as novas abordagens foram associadas à ferramenta inversa R2W de forma a determinar os parâmetros globais de transferência de massa apenas usando os tempos experimentais de residência de cada enantiômero na coluna de cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Na segunda etapa os modelos cinéticos desenvolvidos nas abordagens foram aplicados nas colunas do LMS com os valores determinados na caracterização da coluna cromatográfica, para a simulação do processo de separação contínua. Os resultados das simulações mostram boa concordância entre as duas abordagens propostas e os experimentos de pulso para a caracterização da coluna na separação enantiomérica da cetamina ao longo do tempo. As simulações da separação em LMS, tanto do Verapamil quando da Cetamina apresentam uma discrepância com os dados experimentais nos primeiros ciclos, entretanto após esses ciclos iniciais a correlação entre os dados experimentais e as simulações. Para o caso da separação da cetamina (Santos, 2004), a qual a concentração da alimentação era relativamente baixa, os modelos foram capazes de predizer o processo de separação com as cinéticas Linear e Langmuir. No caso da separação do Verapamil (Perna, 2013), onde a concentração da alimentação é relativamente alta, somente a cinética de Langmuir representou o processo, devido a cinética Linear não representar a saturação das colunas cromatográficas. De acordo como o estudo conduzido ambas as abordagens propostas mostraram-se ferramentas com potencial na predição do comportamento cromatográfico de uma amostra em um experimento de pulso, assim como na simulação da separação de um composto no LMS, apesar das pequenas discrepâncias apresentadas nos primeiros ciclos de trabalho do LMS. Além disso, podem ser facilmente implementadas e aplicadas na análise do processo, pois requer um baixo número de parâmetros e são constituídas de equações diferenciais ordinárias.

Caracterización celular y funcional del receptor para colágeno DDR1 en la respuesta del microambiente al tumor metastásico.

El cáncer se ha considerado una enfermedad definida y dirigida por la inestabilidad genómica, las alteraciones cromosómicas y las mutaciones genéticas. Sin embargo, en la actualidad, la influencia de las células estromales no malignas del microambiente tumoral está claramente establecida. Los tumores son tejidos complejos, compuestos no sólo por las células malignas, sino también, por células estromales genéticamente estables, incluyendo a fibroblastos y macrófagos además de la matriz extracelular que producen. Al igual que en órganos sanos, estos compartimentos del microambiente no son meros espectadores, sino que regulan críticamente la iniciación tumoral, la progresión maligna y la metástasis. Más aún, los diferentes tipos estromales en diferentes contextos pueden exhibir capacidades promotoras u opuestas al tumor.

Problemas direto e inverso de processos de separação em leito móvel simulado mediante mecanismos cinéticos de adsorção

Diversas aplicações industriais relevantes envolvem os processos de adsorção, citando como exemplos a purificação de produtos, separação de substâncias, controle de poluição e umidade entre outros. O interesse crescente pelos processos de purificação de biomoléculas deve-se principalmente ao desenvolvimento da biotecnologia e à demanda das indústrias farmacêutica e química por produtos com alto grau de pureza. O leito móvel simulado (LMS) é um processo cromatográfico contínuo que tem sido aplicado para simular o movimento do leito de adsorvente, de forma contracorrente ao movimento do líquido, através da troca periódica das posições das correntes de entrada e saída, sendo operado de forma contínua, sem prejuízo da pureza das correntes de saída. Esta consiste no extrato, rico no componente mais fortemente adsorvido, e no rafinado, rico no componente mais fracamente adsorvido, sendo o processo particularmente adequado a separações binárias. O objetivo desta tese é estudar e avaliar diferentes abordagens utilizando métodos estocásticos de otimização para o problema inverso dos fenômenos envolvidos no processo de separação em LMS. Foram utilizados modelos discretos com diferentes abordagens de transferência de massa, com a vantagem da utilização de um grande número de pratos teóricos em uma coluna de comprimento moderado, neste processo a separação cresce à medida que os solutos fluem através do leito, isto é, ao maior número de vezes que as moléculas interagem entre a fase móvel e a fase estacionária alcançando assim o equilíbrio. A modelagem e a simulação verificadas nestas abordagens permitiram a avaliação e a identificação das principais características de uma unidade de separação do LMS. A aplicação em estudo refere-se à simulação de processos de separação do Baclofen e da Cetamina. Estes compostos foram escolhidos por estarem bem caracterizados na literatura, estando disponíveis em estudos de cinética e de equilíbrio de adsorção nos resultados experimentais. De posse de resultados experimentais avaliou-se o comportamento do problema direto e inverso de uma unidade de separação LMS visando comparar os resultados obtidos com os experimentais, sempre se baseando em critérios de eficiência de separação entre as fases móvel e estacionária. Os métodos estudados foram o GA (Genetic Algorithm) e o PCA (Particle Collision Algorithm) e também foi feita uma hibridização entre o GA e o PCA. Como resultado desta tese analisouse e comparou-se os métodos de otimização em diferentes aspectos relacionados com o mecanismo cinético de transferência de massa por adsorção e dessorção entre as fases sólidas do adsorvente.

Análise da Eficiência de Nitrificação em Reatores Biológicos de Leito Móvel (MBBR) em escala de bancada utilizando efluente de Refinaria de Petróleo.

As atividades industriais petroquímicas, incluindo as refinarias de petróleo, são grandes consumidoras de água e, consequentemente, grandes geradoras de efluentes industriais contendo uma infinidade de contaminantes. No caso das refinarias de petróleo brasileiras, o nitrogênio amoniacal tem se tornado um componente crítico a ser tratado, o que tem sido feito através de processos de tratamento biológicos que utilizam a nitrificação como base. Neste trabalho, foi avaliada a operação de um reator de leito móvel (MBBR), em escala de bancada, utilizando suportes de polietileno com área específica de 820 m2.m-3, para tratar um efluente proveniente de uma refinaria brasileira com alta concentração de nitrogênio amoniacal. O efluente bruto apresentou demanda química de oxigênio entre 100 e 300 mg.L-1, teores de nitrogênio amoniacal entre 60 e 90 mg.L-1 e condutividade elétrica entre 1 e 2 mS.cm-1. Mesmo com variações da qualidade da alimentação da planta ao longo do estudo, como o aumento das concentrações de contaminantes, incluindo inibidores da nitrificação típicos dos efluentes de refinaria, a planta atendeu à Resolução CONAMA 430/2011 (BRASIL, 2011), que limita a concentração de descarte em 20 mg.L-1 para o contaminante nitrogênio amoniacal, em 93% das medições. Para o caso de uma fictícia legislação mais restritiva, que exigisse limite de 5 mg.L-1 desse contaminante, houve sucesso no tratamento em 83% do tempo, com eficiência média de nitrificação de 93,1%, evidenciando que há uma possibilidade real de utilização do processo MBBR em refinarias brasileiras.

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

Methylation of tumor associated genes in tissue and plasma samples from liver disease patients

To investigate whether aberrant hypermethylation in plasma DNA could be used as diagnosis makers for hepatocellular carcinoma (HCC), we performed methylation-specific PCR (MSP) to check the methylation status of five tumor associated genes in 36 cases of

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.

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.

Experimental verification of therapeutic doses for the superficially-placed tumor radiotherapy with heavy ions at HIRFL

Up to now, clinical trials of heavy-ion radiotherapy for superficially placed tumors have been carried out for six times and over 60 selected patients have been treated with 80—100 MeV/u carbon ions supplied by the Heavy Ion Research Facility in Lanzhou (HIRFL) at the Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences since November, 2006. A passive irradiation system and a dose optimization method for radiotherapy with carbon-ion beams have been developed. Experimental verification of longitudinally ...