Molecular Mechanisms of Androgen Receptor Interactions

The androgen receptor (AR) mediates the effects of the male sex-steroid hormones (androgens), testosterone and 5?-dihydrotestosterone. Androgens are critical in the development and maintenance of male sexual characteristics. AR is a member of the steroid receptor ligand-inducible transcription factor family. The steroid receptor family is a subgroup of the nuclear receptor superfamily that also includes receptors for the active forms of vitamin A, vitamin D3, and thyroid hormones. Like all nuclear receptors, AR has a conserved modular structure consisting of a non-conserved amino-terminal domain (NTD), containing the intrinsic activation function 1, a highly conserved DNA-binding domain, and a conserved ligand-binding domain (LBD) that harbors the activation function 2. Each of these domains plays an important role in receptor function and signaling, either via intra- and inter-receptor interactions, interactions with specific DNA sequences, termed hormone response elements, or via functional interactions with domain-specific proteins, termed coregulators (coactivators and corepressors). Upon binding androgens, AR acquires a new conformational state, translocates to the nucleus, binds to androgen response elements, homodimerizes and recruits sequence-specific coregulatory factors and the basal transcription machinery. This set of events is required to activate gene transcription (expression). Gene transcription is a strictly modulated process that governs cell growth, cell homeostasis, cell function and cell death. Disruptions of AR transcriptional activity caused by receptor mutations and/or altered coregulator interactions are linked to a wide spectrum of androgen insensitivity syndromes, and to the pathogenesis of prostate cancer (CaP). The treatment of CaP usually involves androgen depletion therapy (ADT). ADT achieves significant clinical responses during the early stages of the disease. However, under the selective pressure of androgen withdrawal, androgen-dependent CaP can progress to an androgen-independent CaP. Androgen-independent CaP is invariably a more aggressive and untreatable form of the disease. Advancing our understanding of the molecular mechanisms behind the switch in androgen-dependency would improve our success of treating CaP and other AR related illnesses. This study evaluates how clinically identified AR mutations affect the receptor s transcriptional activity. We reveal that a potential molecular abnormality in androgen insensitivity syndrome and CaP patients is caused by disruptions of the important intra-receptor NTD/LBD interaction. We demonstrate that the same AR LBD mutations can also disrupt the recruitment of the p160 coactivator protein GRIP1. Our investigations reveal that 30% of patients with advanced, untreated local CaP have somatic mutations that may lead to increases in AR activity. We report that somatic mutations that activate AR may lead to early relapse in ADT. Our results demonstrate that the types of ADT a CaP patient receives may cause a clustering of mutations to a particular region of the receptor. Furthermore, the mutations that arise before and during ADT do not always result in a receptor that is more active, indicating that coregulator interactions play a pivotal role in the progression of androgen-independent CaP. To improve CaP therapy, it is necessary to identify critical coregulators of AR. We screened a HeLa cell cDNA library and identified small carboxyl-terminal domain phosphatase 2 (SCP2). SCP2 is a protein phosphatase that directly interacts with the AR NTD and represses AR activity. We demonstrated that reducing the endogenous cellular levels of SCP2 causes more AR to load on to the prostate specific antigen (PSA) gene promoter and enhancer regions. Additionally, under the same conditions, more RNA polymerase II was recruited to the PSA promoter region and overall there was an increase in androgen-dependent transcription of the PSA gene, revealing that SCP2 could play a role in the pathogenesis of CaP.

A importância clínica da vitamina D

Projeto de Pós-Graduação/Dissertação apresentado à Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obtenção do grau de Mestre em Ciências Farmacêuticas

Langerhans cells are critical in the development of atopic dermatitis-like inflammation and symptoms in mice

Genetic or vitamin D3-induced overexpression of thymic stromal lymphopoietin (TSLP) by keratinocytes results in an atopic dermatitis (AD)-like inflammatory phenotype in mice echoing the discovery of high TSLP expression in epidermis from AD patients. Although skin dendritic cells (DC) are suspected to be involved in AD, direct evidence of a pathogenetic role for skin DC in TSLP-induced skin inflammation has not yet been demonstrated. In a mouse model of AD, i.e. mice treated with the low-calcemic vitamin D3 analogue, MC903, we show that epidermal Langerhans cells (LC)-depleted mice treated with MC903 do neither develop AD-like inflammation nor increased serum IgE as compared to vitamin D3 analogue-treated control mice. Accordingly, we show that, in mice treated with MC903 or in K14-TSLP transgenic mice, expression of maturation markers by LC is increased whereas maturation of dermal DC is not altered. Moreover, only LC are responsible for the polarization of naive CD4+ T cells to a Th2 phenotype, i.e. decrease in interferon-gamma and increase in interleukin (IL)-13 production by CD4+ T cells. This effect of LC on T-lymphocytes does not require OX40-L/CD134 and is mediated by a concomitant down-regulation of IL-12 and CD70. Although it was previously stated that TSLP up-regulates the production of thymus and activation-regulated chemokine (TARC)/chemokine (C-C motif) ligand 17 (CCL17) and macrophage-derived chemokine (MDC)/CCL22 by human LC in vitro, our work shows that production of these Th2- cell attracting chemokines is increased only in keratinocytes in response to TSLP overexpression. These results demonstrate that LC are required for the development of AD in mouse models of AD involving epidermal TSLP overexpression.

VDR and MEK-ERK dependent induction of the antimicrobial peptide cathelicidin in keratinocytes by lithocholic acid

Cathelicidin is an antimicrobial peptide (AMP) and signaling molecule in innate immunity and a direct target of 1,25-dihydroxyvitamin D3 (1,25D3) in primary human keratinocytes (NHEK). The expression of cathelicidin is dysregulated in various skin diseases and its regulation differs depending on the epithelial cell type. The secondary bile acid lithocholic acid (LCA) is a ligand of the vitamin D receptor (VDR) and can carry out in vivo functions of vitamin D3. Therefore we analyzed cathelicidin mRNA- and peptide expression levels in NHEK and colonic epithelial cells (Caco-2) after stimulation with LCA. We found increased expression of cathelicidin mRNA and peptide in NHEK, in Caco-2 colon cells no effect was observed after LCA stimulation. The VDR as well as MEK-ERK signaled the upregulation of cathelicidin in NHEK induced by LCA. Collectively, our data indicate that cathelicidin induction upon LCA treatment differs in keratinocytes and colonic epithelial cells. Based on these observations LCA-like molecules targeting cathelicidin could be designed for the treatment of cutaneous diseases that are characterized by disturbed cathelicidin expression.

Anti-Tumor Necrosis Factor Alpha-Induced Drug Eruptions: One Patient, More Than a Pattern

Background: Tumor necrosis factor alpha (TNFα) antagonists are effective in treating several immune-inflammatory diseases, including psoriasis and inflammatory bowel disease. The paradoxical and unpredictable induction of psoriasis and psoriasiform skin lesions is a recognized adverse event, although of unclear aetiology. However, histological analysis of these eruptions remains insufficient, yet suggesting that some might constitute a new pattern of adverse drug reaction, rather than true psoriasis. Case report: The authors report the case of a 43-year-old woman with severe recalcitrant Crohn disease who started treatment with infliximab. There was also a personal history of mild plaque psoriasis without clinical expression for the past eight years. She developed a heterogeneous cutaneous eruption of psoriasiform morphology with pustules and crusts after the third infliximab infusion. The histopathological diagnosis was of a Sweet-like dermatosis. The patient was successfully treated with cyclosporine in association with both topical corticosteroid and vitamin D3 analogue. Three weeks after switching to adalimumab a new psoriasiform eruption was observed, histologically compatible with a psoriasiform drug eruption. Despite this, and considering the beneficial effect on the inflammatory bowel disease, it was decided to maintain treatment with adalimumab and to treat through with topicals, with progressive control of skin disease. Discussion: Not much is known about the pathogenesis of psoriasiform eruptions induced by biological therapies, but genetic predisposition and Koebner phenomenon may contribute to it. Histopathology can add new facets to the comprehension of psoriasiform reactions. In fact, histopathologic patterns of such skin lesions appear to be varied, in a clear asymmetry with clinical findings. Conclusion: The sequential identification in the same patient of two clinical and histopathologic patterns of drug reaction to TNFα antagonists is rare. Additionally, to the authors’ knowledge, there is only one other description in literature of a TNFα antagonist-induced Sweet-like dermatosis, emphasizing the singularity of this case report.

Niveles de vitamina d y prevalencia de déficit de vitamina d en mujeres postmenopáusicas mayores de 50 años en Bogotá

Objetivo: Describir los niveles de vitamina D y calcular prevalencia de déficit de vitamina D en mujeres postmenopáusicas mayores de 50 años que asisten a consulta de medicina general en una muestra en de la ciudad de Bogotá durante el periodo 2013-2014. Pacientes y métodos: Realizamos un estudio descriptivo para estimar el déficit de VD en mujeres postmenopáusicas entre 50 y 80 años en la ciudad de Bogotá y la prevalencia de hipovitaminosis D. Durante el periodo octubre 2013 a octubre 2014 se analizaron 320 muestras, se identificaron las características socio-demográficas, patológicas y la exposición a radiación ultravioleta de cada participante. Se realizó un análisis descriptivo de las variables, se estableció su asociación con el déficit de vitamina D su aporte estadístico con al mismo. Resultados :El promedio de edad en la muestra fue de 61 años y el promedio de edad en la que reportaron la ultima menstruación fue a los 43 años. Con respecto a las características socio-demográficas 50% de las mujeres pertenecieron a los estratos 3 y 4, únicamente 11% de los pacientes realizaron una carrera universitaria y 73% de la mujeres fueron amas de casa. Con respecto a los niveles de vitamina D, 81% de los pacientes presentaron niveles anormales y el promedio de 25(OH)D en la población estudio fue de 19,81ng/ml. Conclusión: La prevalencia de déficit de vitamina D en mujeres bogotanas postmenopáusicas es significativo. Se requiere incrementar la exposición solar o dar suplencia con vitamina D para disminuir el riesgo de fracturas.

Desempenho, Temperatura Corporal e Qualidade dos Ovos de Poedeiras Alimentadas com Vitaminas D e C em Três Temperaturas Ambiente

O experimento foi conduzido em câmara climática para determinar os efeitos das vitaminas D3 e C sobre o desempenho, temperatura corporal e qualidade dos ovos de poedeiras em três temperaturas: termoneutra (24,8º a 27,0º C), estresse calórico cíclico (26,2º C por 16h e 32,1º C por 8h) e estresse calórico constante (30,0º a 32,0º C). Foram utilizadas 144 galinhas brancas com 31 semanas num delineamento inteiramente ao acaso em arranjo fatorial 3x3x3: vitamina D3 (2500, 3000 e 3500 UI/kg), vitamina C (0, 200 e 400 ppm) e temperatura ambiente (termoneutra, estresse calórico cíclico e constante). As características avaliadas foram: consumo de ração (CR), produção de ovos (PO), peso dos ovos (PE), massa de ovos (MO), conversão alimentar (CA), porcentagens de albúmem (AL) e de gema (GE), unidade Haugh (UH), índice de gema (IG), porcentagem de casca (PC), espessura de casca (EC), gravidade específica dos ovos (GO), temperaturas dorsal (TD) e retal (TR). A vitamina D3 interferiu nas características PC, EC, GO e TD; a vitamina C no IG, PC e GO. A temperatura ambiente não afetou somente a UH. Concluiu-se que níveis mais altos de vitamina D3 e níveis de 200 ou 400 ppm de vitamina C na dieta podem melhorar a qualidade da casca e que o estresse calórico prejudicou as principais características avaliadas.

Arterial diffuse intimal thickening associated with enzootic calcinosis of sheep

Foram feitos estudos morfométrico, imunoistoquímico e ultra-estrutural do espessamento intimal difuso (DIT) das artérias de 7 ovinos com sinais clínicos de calcinose enzoótica espontânea causada pela ingestão da planta Nierembergia veitchii. As lesões caracterizavam-se por deposição de sais de cálcio na média como placas e estrias que, com frequência faziam saliência para a luz, criando rugosidades e irregularidades da íntima. Não foram observadas calcificações na artéria pulmonar e no sistema venoso. Microscopicamente, as calcificações das artérias restringiam-se quase que exclusivamente à média. Na imunoistoquimica, foi verificada a-actina nas células da média e nas do espessamento intimal. Receptores para 1,25(OH)2D3 foram evidenciados nos núcleos das células musculares da média, da íntima e das células endoteliais. As análises morfométricas em microscopia ótica revelaram, nas artérias, DIT irregularmente distribuido sem relação com a intensidade dos processos de calcificação subjacente nem com a espessura da média remanescente. A morfometria das alterações ultra-estruturais das células musculares lisas da média e da íntima espessada, mostrou que nessas últimas foi verificado aumento de até 318% na fração volumétrica das organelas de síntese em detrimento dos elementos contráteis, quando comparados com os valores das células da média. Essas modificações indicam a transformação das células musculares lisas de um tipo contrátil para células de tipo sintético. Entre essses dois extremos foram evidenciadas diversas formas intermediárias. Foram observadas evidências histológicas e ultra-estruturais da transformação e migração de células da média através das fenestras da lâmina elástica interna, para a íntima, onde proliferam e formam o DIT. Foi concluído que o DIT é um componente constante nas lesões arterioscleróticas nas calcinoses dos ovinos induzidas pela planta N. veitchii e que as células predominantes são células musculares lisas provenientes de predecessoras da média. Foi constatado que o DIT só excepcionalmente apresenta calcificação, vascularização, presença de células espumosas e fendas de colesterol. Não foram vistas áreas de necrose. Sugere-se que o fator indutor das alterações arteriais é o 1,25(OH)2D3 contido em N. veitchii.

Nephrocalcinosis induced by hyperoxaluria in rats

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

Nefrocalcinose induzida pela hiperoxalúria: modelo experimental em ratos

Pós-graduação em Bases Gerais da Cirurgia - FMB

Influência da suplementação de dieta com diferentes doses de vitamina D sobre variáveis cardíacas em ratos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Desempenho, características de carcaça e atributos da carne de bovinos jovens confinados suplementados com vitaminas D e E

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

Aspectos toxicológico, clínico-patológico e ultraestrutural das intoxicações iatrogênica e experimental por vitamina D em coelhos

São descritos aspectos toxicológicos, clínico-patológicos e ultraestruturais de coelhos intoxicados iatrogênica e experimentalmente por vitamina D por via subcutânea. Clinicamente, os animais evidenciaram sinais de insuficiência cardiovascular como ascite e edema pulmonar, hiporexia, anorexia, diarréia mucosa, emagrecimento e apatia. As clássicas alterações de mineralização e, por vezes, osseificação, do sistema cardiovascular, bem como as alterações de rins, pulmões, estômago, entre outros órgãos, foram reproduzidas com administrações subcutâneas de solução oleosa de colecalciferol (vitamina D3 não-ativada).

Feedlot performance, carcass characteristics and meat quality of Nellore and Canchim bulls fed diets supplemented with vitamins D and E

O experimento foi conduzido no setor de confinamento da Unesp, campus de Botucatu, com o objetivo de avaliar a influência da suplementação das vitaminas D e E sobre o desempenho animal, características de carcaça e qualidade de carne de bovinos jovens confinados. Foram utilizados 36 machos inteiros, 18 Nelore (NEL) e 18 Canchim (CAC), de sete meses de idade com peso vivo inicial médio de 234,53 ± 22,15 e 248,13 ± 34,67 kg, respectivamente, os quais foram confinados por 126 dias. Nove animais NEL e nove CAC foram suplementados diariamente com 1300 UI de vitamina E e 7,5x10(6) UI de vitamina D3 durante 67 e dez dias antes do abate, respectivamente. Um dia antes do abate foram coletadas amostras de sangue para avaliação do cálcio plasmático. Na desossa, foram colhidas amostras do músculo Longissimus (LM) para análises como força de cisalhamento, índice de fragmentação miofibrilar, lipídeos totais, concentração de vitaminas D e E e tempo de prateleira. Foi observado aumento (p < 0,01) do nível de cálcio plasmático pela suplementação, o que indica atuação da vitamina D no organismo animal. No entanto, não houve efeito (p > 0,05) da suplementação de vitaminas D e E sobre o desempenho, características de carcaça e qualidade da carne.

Efeito da suplementação de vitamina D no desenvolvimento de lesões pré-neoplásicas quimicamente induzidas em ratos Wistar macho

Pós-graduação em Biologia Geral e Aplicada - IBB