Anti-neoplastic properties of hydralazine in prostate cancer

Prostate cancer (PCa) is a major cause of cancer-related morbidity and mortality worldwide. Although early disease is often efficiently managed therapeutically, available options for advanced disease are mostly ineffective. Aberrant DNA methylation associated with gene-silencing of cancer-related genes is a common feature of PCa. Therefore, DNA methylation inhibitors might constitute an attractive alternative therapy. Herein, we evaluated the anti-cancer properties of hydralazine, a non-nucleoside DNA methyltransferases (DNMT) inhibitor, in PCa cell lines. In vitro assays showed that hydralazine exposure led to a significant dose and time dependent growth inhibition, increased apoptotic rate and decreased invasiveness. Furthermore, it also induced cell cycle arrest and DNA damage. These phenotypic effects were particularly prominent in DU145 cells. Following hydralazine exposure, decreased levels of DNMT1, DNMT3a and DNMT3b mRNA and DNMT1 protein were depicted. Moreover, a significant decrease in GSTP1, BCL2 and CCND2 promoter methylation levels, with concomitant transcript re-expression, was also observed. Interestingly, hydralazine restored androgen receptor expression, with upregulation of its target p21 in DU145 cell line. Protein array analysis suggested that blockage of EGF receptor signaling pathway is likely to be the main mechanism of hydralazine action in DU145 cells. Our data demonstrate that hydralazine attenuated the malignant phenotype of PCa cells, and might constitute a useful therapeutic tool.

Random amplified polymorphic DNA (RAPD) analysis of Lutzomyia longipalpis laboratory populations

The phlebotomine sand fly Lutzomyia longipalpis has been incriminated as a vector of American visceral leishmaniasis, caused by Leishmania chagasi. However, some evidence has been accumulated suggesting that it may exist in nature not as a single but as a species complex. Our goal was to compare four laboratory reference populations of L. longipalpis from distinct geographic regions at the molecular level by RAPD-PCR. We screened genomic DNA for polymorphic sites by PCR amplification with decamer single primers of arbitrary nucleotide sequences. One primer distinguished one population (Marajó Island, Pará State, Brazil) from the other three (Lapinha Cave, Minas Gerais State, Brazil; Melgar, Tolima Department, Colombia and Liberia, Guanacaste Province, Costa Rica). The population-specific and the conserved RAPD-PCR amplified fragments were cloned and shown to differ only in number of internal repeats.

DETECTION OF HTLV-I ANTIBODIES AND DNA IN BLOOD SAMPLE OF A PATIENT WITH MYELOPATHY IN NIGERIA

We describe a case of human T-lymphotropic virus type I associated myelopathy in a 50-year old woman in Nigeria. The patient presented with progressive loss of tone to the two lower limbs and later inability to walk. The HTLV-I antibody presence in the plasma collected from the patient was repeatedly detected by enzyme immunoassays (Abbott HTLV-I EIA and Coulter SELECT-HTLV I/II) and confirmed by Western blot technique. In addition, HTLV-I DNA was amplified from the genomic DNA isolated from the peripheral blood mononuclear cells of the patient by the polymerase chain reaction technique. This finding is significant being the first report of association of HTLV-I with myelopathy in Nigeria.

Cochineal, a precious source of red: cochineal dyes characterization by high performance liquid chromatography with diode array detection and principal component analysis

Presented at Faculdade de Ciências e Tecnologias, Universidade de Lisboa, to obtain the Master Degree in Conservation and Restoration of Textiles

Computational design with flexible backbone sampling for protein remodeling and scaffolding of complex binding sites

Dissertation presented to obtain the Doutoramento (Ph.D.) degree in Biochemistry at the Instituto de Tecnologia Qu mica e Biol ogica da Universidade Nova de Lisboa

Genetic variation between susceptible and non-susceptible snails to Schistosoma infection using random amplified polymorphic DNA analysis (RAPDs)

Susceptibility of snails to infection by certain trematodes and their suitability as hosts for continued development has been a bewildering problem in host-parasite relationships. The present work emphasizes our interest in snail genetics to determine what genes or gene products are specifically responsible for susceptibility of snails to infection. High molecular weight DNA was extracted from both susceptible and non-susceptible snails within the same species Biomphalaria tenagophila. RAPD was undertaken to distinguish between the two types of snails. Random primers (10 mers) were used to amplify the extracted DNA by the polymerase chain reaction (PCR) followed by polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) and silver staining. The results suggest that RAPD represents an efficient means of genome comparison, since many molecular markers were detected as genetic variations between susceptible and non-susceptible snails.

Arbitrarily primed PCR fingerprinting of RNA and DNA in Entamoeba histolytica

Differences were detected in the gene expression of strains of E. histolytica using RNA (RAP-PCR) and DNA fingerprinting (RAPD). Analysis of the electrophoretic profiles of the gels revealed some polymorphic markers that could be used in the individual characterization of the strains. The 260 bands generated by using five different primers for RAP-PCR, as well as RAPD, were employed in the construction of dendograms. The dendogram obtained based on the RAPD products permitted the distinction of symptomatic and asymptomatic isolates, as well the correlation between the polymorphism exhibited and the virulence of the strains. The dendogram obtained for the RAP-PCR products did not show a correlation with the virulence of the strains but revealed a high degree of intraspecific transcriptional variability that could be related to other biological features, whether or not these are involved in the pathogenesis of amebiasis.

Gold nanoparticle-DNA conjugates for oligonucleotide vectorization towards gene silencing

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Genética Molecular e Biomedicina

The role of complex chromosome translocations in leukemia

Resumo A tumorigénese é um processo de transformação celular que se desenrola tipicamente em várias etapas. Os diferentes níveis de evolução tumoral resultam da acumulação sucessiva de mutações genéticas numa célula normal que lhe conferem uma vantagem selectiva no respectivo meio tecidular. As mutações podem manifestar-se sob a forma de alterações nucleotídicas pontuais ao nível da sequência de DNA, levando a uma desregulação da função proteíca ou à formação de proteínas não-funcionais, ou através de alterações cromossómicas numéricas ou estruturais. Na leucemia, por exemplo, os genes híbridos que resultam de translocações cromossómicas desempenham um importante papel no processo tumorigénico. Estes genes são transcritos sob a forma de um RNA mensageiro de fusão, o qual é traduzido numa proteína híbrida com função oncogénica. Frequentemente, os subtipos de doença leucémica estão associados com translocações cromossómicas que envolvem 2 pontos de quebra recorrentes e específicos. É disto exemplo a leucemia mielóide crónica, em que uma translocação recíproca entre os cromossomas 9 e 22 conduz à formação de um gene de fusão BCR-ABL1. Em diferentes subtipos de doença, existe também uma pequena proporção de casos que apresenta translocações cromossómicas complexas, que envolvem um ou mais pontos de quebra adicionais em outras localizações genómicas além das que estão implicadas na formação dos genes de fusão. Por vezes, os pontos de quebra estão também associados a delecções extensas de material genético que se pensa terem uma função importante na tumorigénese. No entanto, o papel destas regiões genómicas no desenvolvimento tumoral não tem sido um motivo recorrente de estudo. Neste contexto, o objectivo desta dissertação foi o de determinar o potencial papel tumorigénico de alterações génicas adicionais ocorridas nos pontos de quebra de translocações cromossómicas complexas. Para a prossecução do objectivo proposto, foram estudados 5 rearranjos cromossómicos distintos associados com diferentes tipos de doença hematológica maligna, nomeadamente a leucemia linfoblástica aguda de células B (2 casos), leucemia mielóide aguda, neoplasma mieloproliferativo e síndrome mielodisplásico/neoplasma ieloproliferativo, não classificável. O mapeamento dos pontos de quebra foi efectuado utilizando a hibridação fluorescente in situ e diferentes metodologias de biologia molecular, tendo como base a informação inicial da análise citogenética. Em casos seleccionados, o papel dos novos genes candidatos foi avaliado in vitro utilizando modelos de linhas celulares, nomeadamente no que respeita às funções de controlo da proliferação celular e de regulação transcricional. De entre os 5 casos estudados, quatro deles evidenciaram translocações complexas envolvendo 3 cromossomas, nomeadamente t(12;21;5)(p13;q22;q13), t(12;6;15)(p13;p24~25;q22), t(9;11;19)(p22;q23;p13) e t(X;20;16)(p11;q13;q23). No caso remanescente, foi observada uma translocação dicêntrica dic(9;12)(p11;p11) acompanhada de delecções extensas em ambos os pontos de quebra. Nos casos com t(12;21;5) e t(9;11;19) as translocações estavam associadas com a presença de genes de fusão recorrentes, nomeadamente TV6(12p13)-RUNX1(21q22) e TLL(11q23)-MLLT3(9p22), indicando que se tratavam de rearranjos complexos das translocações t(12;21) e t(9;11) associadas com a leucemia linfoblástica aguda de células B e a leucemia mielóide aguda, respectivamente. O papel dos pontos de quebra adicionais foi estudado em detalhe no caso com t(9;11;19). Através da metodologia de long distance inverse-polymerase chain reaction, foram identificados os pontos de quebra na sequência de DNA dos 3 cromossomas envolvidos na translocação. Além dos pontos de quebra nos genes MLL e MLLT3, foi observado que o local de quebra no cromossoma 19 interrompeu a sequência de um novo gene, designado CCDC94,conduzindo à sua haplo-insuficiência nas células com t(9;11;19). Através de ensaios de reverse transcription-polymerase chain reaction verificámos que o gene CCDC94 é expresso ubiquitariamente em tecidos humanos normais. A análise informática da sequência prevista da proteína CCDC94 indicou uma elevada identidade de aminoácidos com a proteína cwf16, envolvida na regulação do ciclo celular da levedura Schizosaccharomyces pombe. Através da clonagem do DNA complementar de CCDC94 em vectores de expressão, e após a transfecção destes em culturas de linhas celulares in vitro, observámos que este gene codifica uma proteína de localização exclusivamente nuclear. A expressão ectópica da proteína CCDC94 diminuiu a progressão do ciclo celular e a proliferação das células em cultura. Inversamente, a supressão do transcrito do gene CCDC94 através de interferência de RNA conduziu a um aumento significativo da proliferação celular, confirmando que CCDC94 regula negativamente a proliferação e a progressão do ciclo celular. Estes resultados mostram que os pontos de quebra adicionais, presentes em translocações cromossómicas complexas em leucemia, podem resultar na haplo-insuficiência de genes controladores dos mecanismos proliferativos, cooperando desta forma com a acção das proteínas de fusão para proporcionar ao clone leucémico uma proliferação celular descontrolada. Nos restantes 3 casos estudados não foram identificados genes de fusão. Ao invés, todos aqueles apresentaram delecções de extensão variável associadas com os pontos de quebra cromossómicos. No caso com t(12;6;15), identificámos uma delecção de 1.2 megabases de DNA na banda 12p13 que resultou na eliminação de 9 genes incluindo ETV6 e CDKN1B. O gene ETV6 codifica um factor de transcrição que é essencial para a formação das diferentes linhagens hematopoiéticas na medula óssea, enquanto CDKN1B é traduzido numa proteína responsável por bloquear a entrada das células na fase G1 do ciclo celular e,consequentemente, por travar a proliferação celular. Neste contexto, os resultados obtidos indicam que a perda simultânea de ETV6 e de CDKN1B, através de uma translocação cromossómica complexa, constituiu uma acção cooperativa na leucemogénese. A mesma noção pode aplicar-se ao caso com dic(9;12), no qual pelo menos 2 genes que codificam para factores de transcrição importantes na linhagem hematopoiética, PAX5 no cromossoma 9 e ETV6 no cromossoma 12, estavam deleccionados como resultado do rearranjo cromossómico. Dado que o factor de transcrição PAX5 regula negativamente a expressão do gene FLT3, que desempenha uma função pró-proliferativa, é expectável que a haplo-insuficiência de PAX5 no caso com dic(9;12) terá tido como consequência uma elevação dos níveis de expressão de FLT3, contribuindo deste modo para uma proliferação celular aumentada. A t(X;20;16) foi identificada num doente com trombocitémia essencial (TE), uma doença que está intimamente relacionada com alterações de vias intracelulares reguladas por citocinas. Neste caso, através da utilização de um array genómico, identificámos a presença de pequenas delecções associadas com os pontos de quebra nos cromossomas 16 e 20. No cromossoma 16 apenas um gene, MAF, estava deleccionado, enquanto no cromossoma 20 a delecção tinha abrangido 3 genes. Dos genes deleccionados, dois deles, NFATC2 (20q13) e MAF (16q23), codificam proteínas que operam como reguladores transcricionais de citocinas hematopoiéticas. Dado que NFATC2 se localiza numa região que constitui um alvo frequente de delecções em neoplasmas ieloproliferativos, incluindo a trombocitémia essencial,efectuámos um estudo detalhado do papel deste gene na proliferação megacariocítica e na regulação da expressão de uma citocina hematopoiética (GM-CSF), implicada na maturação das diferentes linhagens mielóides. Utilizando um modelo de linha celular de trombocitémia essencial, verificámos que a supressão do transcrito do gene NFATC2 in vitro, por interferência de RNA, estava associada com um aumento da proliferação celular. Em concordância, o bloqueio da activação da proteína NFATC2 através de um inibidor específico da sua interacção com a calcineurina, conduziu a um aumento da proliferação celular in vitro. Utilizando a PCR quantitativa em tempo real, detectou-se um aumento da produção do RNA de GM-CSF em ambos os ensaios celulares, indicando que o factor de transcrição NFATC2 pode regular negativamente a expressão de GM-CSF em células de trombocitémia essencial. No geral, estes resultados mostram que a redução dos níveis fisiológicos do transcrito NFATC2, ou a redução da respectiva actividade proteica, estão relacionados com a proliferação de megacariocitos através do aumento da produção de GM-CSF. De acordo com estes resultados, verificámos que as células dos doentes com TE apresentam níveis mais baixos do transcrito NFATC2 do que a população normal. Dado que o factor de transcrição MAF desempenha igualmente um papel como regular transcricional de citocinas, é plausível que a haplo-insuficiência dos genes NFATC2 e MAF, resultante do rearranjo cromossómico complexo t(X;20;16), teve um efeito cooperativo importante na patogénese da trombocitémia essencial através da alteração do padrão normal de expressão das citocinas hematopoiéticas. Em síntese, efectuámos nesta dissertação um estudo citogenético de 4 translocações cromossómicas complexas incluindo t(12;21;5), t(12;6;15), t(9;11;19) e t(X;20;16), e de uma translocação dicêntrica dic(9;12), associadas com diferentes neoplasmas hematológicos. Em casos seleccionados efectuámos também um estudo molecular detalhado das regiões dos pontos de quebra. Esta análise permitiu-nos identificar 2 genes, CCDC94 no cromossoma 19 e NFATC2 no cromossoma 20, cuja haplo-insuficiência pode promover o aumento da proliferação celular das células leucémicas. A partir destes estudos podem ser retiradas 2 noções principais: (i) Os pontos de quebra adicionais, que ocorrem em translocações complexas associadas com a formação de genes de fusão, podem ter como consequência a desregulação de genes controladores da proliferação celular (e.g., CCDC94); (ii) As translocações complexas caracterizadas pela ausência de genes de fusão recorrentes poderão estar preferencialmente associadas com a presença de delecções, envolvendo um ou mais genes, nos pontos de quebra; nestas situações, serão necessários pelo menos 2 genes com funções celulares semelhantes (e.g., NFATC2 e MAF) ou complementares (e.g., ETV6 e CDKN1B) para, quando deleccionados, promoverem de forma cooperativa a leucemogénese. Nestes termos, o modelo de alterações genéticas sequenciais que caracteriza o desenvolvimento do cancro pode ser substituído por um modelo em que vários genes-alvo são simultaneamente desregulados pela formação de uma translocação cromossómica complexa, evitando deste modo a necessidade de ocorrência de alterações genéticas subsequentes.----------------------ABSTRACT: Tumourigenesis is a multistep process which results from the accumulation of successive genetic mutations in a normal cell. In leukemia for instance, recurrent translocations play a part in this process by generating fusion genes which lead to the production of hybrid proteins with an oncogenic role. However, a minor subset of chromosomal translocations referred to as complex or variant involves extra breakpoints at variable genome locations in addition to those implicated in the formation of fusion genes. We aimed to describe in this work the role, if any, of genes located at extra breakpoint locations or which are affected by breakpoint-adjacent deletions through the study of 5 leukemia patients.Two of the patients presented with TV6(12p13)-RUNX1(21q22) and MLL(11q23)- MLLT3(9p22) fusion genes as a result of a t(12;21;5) and a t(9;11;19), respectively. Detailed molecular characterization of the extra breakpoint at chromosome 19 in the latter case revealed that a novel ubiquitously expressed gene, CCDC94, with a potential role in cell cycle regulation, was disrupted by the breakpoint. We demonstrated using in vitro cellular assays that this gene codifies for a nuclear protein which negatively regulates cell cycle progression. These data shows that extra breakpoint locations of complex translocations may result in haplo-insufficiency of critical proliferation genes, thereby cooperating with the generation of hybrid proteins to provide unrestrained cell proliferation. In the other 3 patients there were reakpoint-associated deletions which precluded the formation of putative fusion genes. In a case with a t(12;6;15) we characterized a deletion at 12p13 which eliminated ETV6 and 8 other genes including CDKN1B. These findings indicate that concomitant loss of ETV6 and CDKN1B, which encodes a cyclin-dependent kinase inhibitor responsible for blocking entry of cells into the G1 phase of the cell cycle, acted cooperatively to promote leukemogenic proliferation. The same notion applied to a case with a dic(9;12) in which 2 genes encoding hematopoietic transcription factors - ETV6 and PAX5 (9p13)- were deleted as a result of breakpoint-adjacent deletions. Similarly, we found that 2 transcription factor genes involved in the regulation of cytokine expression, NFATC2 (20q13) and MAF (16q23), were involved in deletions contiguous to the breakpoints in a patient with a t(X;20;16). In vitro suppression of NFATC2 mRNA or inhibiton of NFATC2 protein activity enhanced cell proliferation as a result of an increase in the production of a myeloid-lineage stimulating hematopoietic cytokine, GM-CSF. These results suggest that haplo-insufficiency of NFATC2 and MAF genes had a cooperative effect in inducing cell proliferation as a result of a disregulation of cytokine production. Two main conclusions may be drawn from our studies: (i) In complex translocations associated with the production of fusion genes, additional breakpoints may cooperate in tumourigenesis by targeting genes that control cell proliferation; (ii) In complex translocations associated with small breakpoint-adjacent deletions, at least 2 genes with similar or complementary functions need to be deregulated to promote tumourigenesis.

Estudo do efeito de radiação ionizante em metaloproteínas que ligam DNA

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Biotecnologia

Seroprevalence of hepatitis B virus infection in individuals with clinical evidence of hepatitis in Goiânia, Goiás: detection of viral DNA and determination of subtypes

The presence of serological markers for hepatitis B virus (HBsAg, anti-HBc IgM and Anti-HBc total) was investigated in the serum of 1,396 individuals who had clinical suspect of hepatitis. It was observed that 50.7% of the individuals were positive and, from the total of the studied individuals, 14.5% were positive for HBsAg. From these, 8.5% were also positive for anti-HBc IgM. The analysis in relation to gender showed a higher seroprevalence index among male individuals (p < 0.0001). It was observed the occurrence of subtypes adw2 (62.7%), ayw3 (23.5%), ayw2 (9.8%) and adw4 (3.9%). The viral DNA was detected in 61 (33.9%) HBsAg positive samples and in one sample positive only for anti-HBc total. These results indicate an important incidence of the HBV infection in this population, and reinforce previous studies regarding this virus in the central west region of Brazil.

The biological meaning of anti-HBC positive result in blood donors: relation to HBV-DNA and to other serological markers

In order to assess the potential risk of anti-HBc-positive blood donors for post-transfusional hepatitis and to investigate whether other HBV serological markers are capable of identifying the presence of the virus, 1000 first-time blood donors were enrolled between June and July 1997. These donors were screened using routine Brazilian blood center tests (HIV 1 and 2, HTLV 1 and 2, Chagas disease, Syphilis, HCV, HBsAg, anti-HBc and ALT ). The 120 (12%) found to be anti-HBc-positive underwent further tests: HBe, anti-HBe, anti-HBs and HBV-DNA by PCR. Ten cases were HBsAg positive and all were HBV-DNA positive by PCR. Three HBsAg-negative donors were HBV-DNA-positive. Two HBV-DNA-positive donors were also anti-HBs-positive. All the HBV-positive donors had at least one HBV marker other than anti-HBc. Anti-HBc is an important cause of blood rejection. Testing for HBsAg alone is not fully protective and anti-HBc remains necessary as a screening test. The presence of anti-HBs is not always indicative of absence of the virus. The addition of other HBV serological markers could represent an alternative in predicting the presence of the virus when compared with PCR. It is recommended that other studies should be carried out to confirm this finding.

A label-free DNA aptamer-based impedance biosensor for the detection of E. coli outer membrane proteins

A label-free DNA aptamer-based impedance biosensor for the detection of E. coli outer membrane proteins (OMPs) was developed. Two single stranded DNA sequences were tested as recognition elements and compared. The aptamer capture probes were immobilized, with and without 6-mercapto-1-hexanol (MCH) on a gold electrode. Each step of the modification process was characterized by Faradaic impedance spectroscopy (FIS). A linear relationship between the electron-transfer resistance (Ret) and E. coli OMPs concentration was demonstrated in a dynamic detection range of 1 × 10−7–2 × 10−6 M. Moreover, the aptasensor showed selectivity despite the presence of other possible water contaminates and could be regenerated under low pH condition. The developed biosensor shows great potential to be incorporated in a biochip and used for in situ detection of E. coli OMPs in water samples.