Atrial-like phenotype is associated with embryonic ventricular failure in retinoid X receptor alpha -/- mice.

We have recently characterized a cardiac model of ventricular chamber defects in retinoid X receptor alpha (RXR alpha) homozygous mutant (-/-) gene-targeted mice. These mice display generalized edema, ventricular chamber hypoplasia, and muscular septal defects, and they die at embryonic day 15. To substantiate our hypothesis that the embryos are dying of cardiac pump failure, we have used digital bright-field and fluorescent video microscopy and in vivo microinjection of fluorescein-labeled albumin to analyze cardiac function. The affected embryos showed depressed ventricular function (average left ventricular area ejection fraction, 14%), ventricular septal defects, and various degrees of atrioventricular block not seen in the RXR alpha wild-type (+/+) and heterozygous (+/-) littermates (average left ventricular area ejection fraction, 50%). The molecular mechanisms involved in these ventricular defects were studied by evaluating expression of cardiac-specific genes known to be developmentally regulated. By in situ hybridization, aberrant, persistent expression of the atrial isoform of myosin light chain 2 was identified in the ventricles. We hypothesize that retinoic acid provides a critical signal mediated through the RXR alpha pathway that is required to allow progression of development of the ventricular region of the heart from its early atrial-like form to the thick-walled adult ventricle. The conduction system disturbances found in the RXR alpha -/- embryos may reflect a requirement of the developing conduction system for the RXR alpha signaling pathway, or it may be secondary to the failure of septal development.

Competence for collagenase gene expression by tissue fibroblasts requires activation of an interleukin 1 alpha autocrine loop.

The enzyme collagenase (EC 3.4.24.7), a key mediator in biological remodeling, can be induced in early-passage fibroblasts by a wide variety of agents and conditions. In contrast, at least some primary tissue fibroblasts are incompetent to synthesize collagenase in response to many of these stimulators. In this study, we investigate mechanisms controlling response to two of the conditions in question: (i) trypsin or cytochalasin B, which disrupt actin stress fibers, or (ii) phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA), which activates growth factor signaling pathways. We demonstrate that collagenase expression stimulated by trypsin or cytochalasin B is regulated entirely through an autocrine cytokine, interleukin 1 alpha (IL-1 alpha). The IL-1 alpha intermediate also constitutes the major mechanism by which PMA stimulates collagenase expression, although a second signaling pathway(s) contributes to a minor extent. Elevation of the IL-1 alpha level in response to stimulators is found to be sustained by means of an autocrine feedback loop in early-passage fibroblast cultures. In contrast, fibroblasts freshly isolated from the tissue are incompetent to activate and sustain the IL-1 alpha feedback loop, even though they synthesize collagenase in response to exogenous IL-1. We conclude that this is the reason why tissue fibroblasts are limited, in comparison with subcultured fibroblasts, in their capacity to synthesize collagenase. Activation of the IL-1 alpha feedback loop, therefore, seems likely to be an important mechanism by which resident tissue cells adopt the remodeling phenotype.

Arabidopsis signal transduction mutant defective in chemically and biologically induced disease resistance.

Plants possess multiple resistance mechanisms that guard against pathogen attack. Among these are inducible systems such as systemic acquired resistance (SAR). SAR is activated by pathogen exposure and leads to an increase in salicylic acid (SA), high-level expression of SAR-related genes, and resistance to a spectrum of pathogens. To identify components of the signal transduction pathways regulating SAR, a mutant screen was developed that uses 2,6-dichloroisonicotinic acid as an activator of SAR gene expression and pathogen resistance, followed by assays for resistance to the fungal pathogen Peronospora parasitica. Mutants from this screen were subsequently examined to assess their defense responses. We describe here a recessive mutation that causes a phenotype of insensitivity to chemical and biological inducers of SAR genes and resistance. These data indicate the existence of a common signaling pathway that couples these diverse stimuli to induction of SAR genes and resistance. Because of its non-inducible immunity phenotype, we call this mutant nim1. Although nim1 plants fail to respond to SA, they retain the ability to accumulate wild-type levels of SA, a probable endogenous signal for SAR. Further, the ability of nim1 plants to support growth of normally incompatible races of a fungal pathogen indicates a role for this pathway in expression of genetically determined resistance, consistent with earlier findings for transgenic plants engineered to break down SA. These results suggest that the wild-type NIM1 gene product functions in a pathway regulating acquired resistance, at a position downstream of SA accumulation and upstream of SAR gene induction and expression of resistance.

Induction, modification, and transduction of the salicylic acid signal in plant defense responses.

Studies in our laboratory as well as others strongly suggest that salicylic acid (SA) plays an important signaling role in plant defense against pathogens. We have found that increases in endogenous SA levels correlates with both resistance of tobacco to infection with tobacco mosaic virus and induction of defense-related genes such as that encoding pathogenesis-related protein 1 (PR-1). Some of this newly synthesized SA was conjugated to glucose to form SA beta-glucoside. A cell wall-associated beta-glucosidase activity that releases SA from this glucoside has been identified, suggesting that SA beta-glucoside serves as an inactive storage form of SA. By purifying a soluble SA-binding protein and isolating its encoding cDNA from tobacco, we have been able to further characterize the mechanism of SA signaling. This protein is a catalase, and binding of SA and its biologically active analogues inhibited catalase's ability to convert H2O2 to O2 and H2O. The resulting elevated levels of cellular H2O2 appeared to induce PR-1 gene expression, perhaps by acting as a second messenger. Additionally, transgenic tobacco expressing an antisense copy of the catalase gene and exhibiting depressed levels of catalase also showed constitutive expression of PR-1 genes. To further dissect the SA signaling pathway, we have tested several abiotic inducers of PR gene expression and disease resistance for their ability to stimulate SA production. Levels of SA and its glucoside rose following application of all of the inducers except 2,6-dichloroisonicotinic acid. 2,6-Dichloroisonicotinic acid was found to bind catalase directly and inhibit its enzymatic activity. Thus, it appears that many compounds that induce PR gene expression and disease resistance in plants inactivate catalases directly or indirectly.

Oligopeptide elicitor-mediated defense gene activation in cultured parsley cells.

We have used suspension-cultured parsley cells (Petroselinum crispum) and an oligopeptide elicitor derived from a surface glycoprotein of the phytopathogenic fungus Phytophthora megasperma f.sp. glycinea to study the signaling pathway from elicitor recognition to defense gene activation. Immediately after specific binding of the elicitor by a receptor in the plasma membrane, large and transient increases in several inorganic ion fluxes (Ca2+, H+, K+, Cl-) and H2O2 formation are the first detectable plant cell responses. These are rapidly followed by transient changes in the phosphorylation status of various proteins and by the activation of numerous defense-related genes, concomitant with the inactivation of several other, non-defense-related genes. A great diversity of cis-acting elements and trans-acting factors appears to be involved in elicitor-mediated gene regulation, similar to the apparently complex nature of the signal transduced intracellularly. With few exceptions, all individual defense responses analyzed in fungus-infected parsley leaves have been found to be closely mimicked in elicitor-treated, cultured parsley cells, thus validating the use of the elicitor/cell culture system as a valuable model system for these types of study.

Anterior axis duplication in Xenopus induced by the over-expression of the cadherin-binding protein plakoglobin.

Plakoglobin interacts with both classical and desmosomal cadherins. It is closely related to Drosophila aramadillo (arm) gene product; arm acts in the wingless (wg)-signaling pathway to establish segment polarity. In Xenopus, homologs of wg--i.e., wnts, can produce anterior axis duplications by inducing dorsal mesoderm. Studies in Drosophila suggest that wnt acts by increasing the level of cytoplasmic armadillo protein (arm). To test whether simply increasing the level of plakoglobin mimics the effects of exogenous wnts in Xenopus, we injected fertilized eggs with RNA encoding an epitope-tagged form of plakoglobin; this induced both early radial gastrulation and anterior axis duplication. Exogenous plakoglobin accumulates in the nuclei of embryonic cells. Plakoglobin binds to the tail domain of the desmosomal cadherin desmoglein 1. When RNA encoding the tail domain of desmoglein was coinjected with plakoglobin RNA, both the dorsalizing effect and nuclear accumulation of plakoglobin were suppressed. Mutational analysis indicates that the central arm repeat region of plakoglobin is sufficient to induce axis duplication and that this polypeptide accumulates in the nuclei of embryonic cells. These data show that increased plakoglobin levels can, by themselves, generate the intracellular signals involved in the specification of dorsal mesoderm.

Ras farnesyltransferase inhibitors suppress the phenotype resulting from an activated ras mutation in Caenorhabditis elegans.

Attachment of Ras protein to the membrane, which requires farnesylation at its C terminus, is essential for its biological activity. A promising pharmacological approach of antagonizing oncogenic Ras activity is to develop inhibitors of farnesyltransferase. We use Caenorhabditis elegans vulval differentiation, which is controlled by a Ras-mediated signal transduction pathway, as a model system to test previously identified farnesyltransferase inhibitors. We show here that two farnesyltransferase inhibitors, manumycin and gliotoxin, suppress the Multivulva phenotype resulting from an activated let-60 ras mutation, but not the Multivulva phenotype resulting from mutations in the lin-1 gene or the lin-15 gene, which act downstream and upstream of let-60 ras, respectively, in the signaling pathway. These results are consistent with the idea that the suppression of the Multivulva phenotype of let-60 ras by the two inhibitors is specific for Ras protein and that the mutant Ras protein might be more sensitive than wild-type Ras to the farnesyltransferase inhibitors. This work suggests that C. elegans vulval development could be a simple and effective in vivo system for evaluation of farnesyltransferase inhibitors against Ras-activated tumors.

Efeitos da glutamina e taurina sobre a via de sinalização do NFκB em células Raw 264.7 estimuladas com LPS

O sistema imunológico preserva a integridade do organismo perante o ambiente que ele está inserido. As reações imunológicas são essenciais para controle e eliminação da infecção, no entanto se os mecanismos contra regulatórios da resposta imunológica forem superados, a homeostasia pode falhar levando a um desequilíbrio no processo de reparo do organismo, podendo causar danos, insuficiência de órgão e até a morte. Muitos estudos têm demonstrado a interação entre o sistema imunológico e os aminoácidos. Visto que a glutamina é utilizada como substrato energético para enterócitos, além de fornecer nitrogênio para síntese de purinas e pirimidinas para proliferação celular e a taurina participa da hemostasia, estabilização de membranas, mobilização de cálcio, além de ser importante agente antioxidante, nos propusemos nesse trabalho investigar os efeitos da glutamina e taurina sobre aspectos relacionados a resposta imunológica de células da linhagem Raw 264.7. Para tanto foram avaliadas: viabilidade celular; a capacidade proliferativa e o ciclo celular; a capacidade de síntese de citocinas: IL-1 α, IL-1β, IL-6, IL-10 e TNF-α e a expressão do fator de transcrição NFκB, bem como de seu inibidor IκBα. Foi possível observar aumento da viabilidade e proliferação celular para células tratadas com glutamina, entretanto não foi observado o mesmo efeito para taurina. Quando ambos aminoácidos foram associados, houve prevalência dos efeitos da glutamina. Observamos neste trabalho, que houve uma tendência da diminuição de expressão da relação de p-NFκB/NFκB quando se aumentou a concentração de glutamina. Paralelamente, o mesmo foi encontrado para relação p-IκB/IκB. Esses resultados corroboram com os resultados encontrados na produção das citocinas pró-inflamatórias IL-1α, Il-1β e TNF-α, uma vez que ao aumentarmos a concentração de glutamina bem como glutamina e taurina, observamos menor produção das mesmas. Complementarmente, encontramos resultados opostos para a citocina anti-inflamatória IL-10, a qual teve maior síntese em resposta ao aumento da concentração dos aminoácidos. Portanto concluímos que tanto a glutamina quanto a taurina possuem capacidade de modular aspectos da resposta imunológica de células Raw 264.7.

Expressão dos genes da via mTORC1 e seu envolvimento nas Neoplasias Mieloproliferativas

As Neoplasias Mieloproliferativas (NMPs) se caracterizam por apresentarem acúmulo de eritrócitos, leucócitos e plaquetas morfologicamente normais e seus precursores. Nos últimos anos vários estudos buscaram conhecer os mecanismos celulares e moleculares envolvidos na fisiopatologia e evolução dessas desordens, com o intuito de encontrar marcadores de diagnóstico, prognóstico e terapias eficazes. A mutação pontual no gene que codifica a enzima Janus Kinase 2 (JAK2 V617F), presente em aproximadamente 90% dos pacientes com PV e em 50% dos pacientes com TE e MF, foi o principal achado genético anormal associado a essas doenças. Essa mutação resulta na ativação constitutiva da enzima JAK2 e na desregulação da proliferação celular e resistência à apoptose. Nosso grupo de pesquisa descreveu em PV, TE e MF a expressão alterada de genes reguladores da apoptose e dados da literatura indicam que a desregulação do ciclo celular contribui para a fisiopatologia das NMPs. Nesse projeto o intuito foi investigar a associação da via de sinalização m-TOR com as alterações do ciclo celular e via JAK/STAT nas NMPs. A via de sinalização m-TOR participa dos processos celulares de sobrevivência e proliferação. A estratégia experimental foi avaliar a expressão de genes e proteínas, reguladores da via m-TOR, em leucócitos de pacientes com NPMC e linhagens celulares JAK2+ tratadas com inibidores de JAK2 e AKT. Para determinar a relação da via m-TOR nas NMPs foi escolhido o gene eIF4E, alterado nessas doenças, para observar sua modulação diante da inibição farmacológica nas linhagens celulares JAK2 positivas. Os resultados desse estudo contribuem para a descrição de novos alvos terapêuticos dependentes e indepentendes da atividade quinase JAK2 e para o melhor conhecimento da participação da via de sinalização m-TOR na fisiopatologia das NMPs.

Resistência de células de carcinoma epidermóide bucal à terapia fotodinâmica mediada pelo ácido 5-aminolevulínico

O carcinoma epidermóide bucal (CEC) é uma neoplasia maligna com alta morbidade e mortalidade e de difícil tratamento. O tratamento convencional para o CEC inclui cirurgia e radioterapia, seguida ou não de quimioterapia. Apesar de serem amplamente difundidos, esses tratamentos podem ser ineficazes para alguns CECs resistentes. A terapia fotodinâmica (PDT) oncológica tem sido utilizada para o tratamento adjuvante do CEC bucal, principalmente nos casos menos invasivos e que necessitam de redução do tumor para a ressecção cirúrgica. Contudo, semelhantemente aos tratamentos convencionais, a PDT pode também induzir o aparecimento de populações celulares resistentes, fato já descrito para carcinoma cutâneo, adenocarcinoma de cólon e adenocarcinoma mamário. A hipótese de que células de CEC bucal possam desenvolver resistência à PDT ainda não foi testada. Portanto, o objetivo deste trabalho foi verificar se células de CEC bucal (SCC9) desenvolvem resistência a ciclos repetidos de PDT mediada pelo ácido 5- aminolevulínico (5-ALA-PDT) e avaliar se nesse processo ocorre modificação da expressão de marcadores relacionados a sobrevivência celular (NF?B, Bcl-2, iNOS, mTOR e Akt). Foi utilizada linhagem de células de CEC bucal (SCC9), submetida às seguintes condições: 1) Controle - células cultivadas sem nenhum tratamento; 2) ALA - células incubadas com 5-ALA (1mM durante 4 horas); 3) LED - tratadas com iluminação LED (630nm, 5,86J/cm2, 22,5J, 150mW, 150s); 4) PDT - tratadas com 5- ALA-PDT, com os protocolos do grupo ALA e LED combinados, gerando dose letal de 90%. Inicialmente foi realizado somente um ciclo de PDT, sendo avaliada a viabilidade celular em todos os grupos após 24, 48, 72 e 120h da irradiação. Também foi realizado ensaio de detecção da fragmentação de DNA (TUNEL) e análise por imunofluorescência da expressão das proteínas NF?B, Bcl-2, iNOS, pmTOR e pAkt nas células viáveis. Como resultado desse primeiro tratamento com 5-ALA-PDT, observou-se que as células sobreviventes ao tratamento apresentaram intensa marcação para pmTOR e exibiram potencial de crescimento durante o período analisado. Após esses ensaios, as células que sobreviveram a essa primeira sessão foram coletadas, replaqueadas e novamente cultivadas, sendo então submetidas a novo ciclo de 5-ALA-PDT. Esse processo foi realizado 5 vezes, variando-se a intensidade de irradiação à medida que se observava aumento na viabilidade celular. As populações celulares que exibiram viabilidade 1,5 vezes maior do que a detectada no primeiro ciclo PDT foram consideradas resistentes ao tratamento. Os mesmos marcadores analisados no primeiro ciclo de PDT foram novamente avaliados nas populações resistentes. Foram obtidas quatro populações celulares resistentes, com viabilidade de até 4,6 vezes maior do que a do primeiro ciclo de PDT e irradiação com LED que variou de 5,86 a 9,38J/cm2. A população mais resistente apresentou ainda menor intensidade de protoporfirina IX, maior capacidade de migração e modificação na morfologia nuclear. As populações resistentes testadas exibiram aumento na expressão de pNF?B, iNOS, pmTOR e pAkt, mas não da proteína anti-apoptótica Bcl- 2. Ensaio in vivo foi também conduzido em ratos, nos quais CEC bucal foi quimicamente induzido e tratado ou não com 5-ALA-PDT. Houve intensa expressão imuno-histoquímica das proteínas pNF?B, Bcl-2, iNOS, pmTOR e pAkt em relação ao controle não tratado, nas células adjacentes à área de necrose provocada pela PDT. Concluiu-se que as células de CEC bucal tratadas com 5-ALA-PDT a uma dose de 90% de letalidade desenvolveram viabilidade crescente após ciclos repetidos do tratamento, bem como exibiram superexpressão de proteínas relacionadas à sobrevivência celular, tanto in vitro quanto in vivo. Esses fatos, aliados à maior capacidade de migração, sugerem a aquisição de fenótipo de resistência à 5-ALAPDT. Esse aspecto deve ser cuidadosamente considerado no momento da instituição dessa terapia para os CECs bucais.

Expressão dos receptores Toll-like em carcinoma espinocelular de orofaringe

Nos últimos anos, notou-se aumento da incidência de carcinoma espinocelular de orofaringe (CECOF) associado ao HPV. Sabe-se que CECOF associado ao HPV apresenta melhor prognóstico do que CECOF não infectado por HPV. Inúmeros estudos em carcinoma cervical demonstram alterações de TLRs, isto provavelmente devido às associações das oncoproteínas E6 e E7 com estes receptores. Em humanos, existem 10 TLRs identificados, os quais colaboram na resposta imune contra bactérias, fungos e vírus, bem como colaboram na promoção ou regressão do tumor. Esta influência do TLR na carcinogênese tem sido alvo de inúmeros estudos devido à ligação entre inflamação e o câncer. O presente trabalho teve como objetivo verificar diferenças na expressão e função de receptores Toll-like em carcinoma espinocelular de orofaringe (CECOF). Para tal, foram utilizados trinta e sete espécimes diagnosticados como CECOF e a expressão imuno-histoquímica das proteínas p16 e TLR4 analisadas. Duas linhagens de CECOF HPV16 + e duas CECOF HPV-. foram utilizadas para análise da expressão de TLR1-10, IL-6 e IL-8, por qPCR. A detecção dos principais TLRs (TLR1, TLR2, TLR6 e TLR4) foi feita por citometria de fluxo. Para ativação da via de sinalização de TLR2, e posterior análise da expressão de IL6 e IL8, as células foram estimuladas com peptidoglicano. Para verificar a expressão e função de TLR4, as células foram estimuladas com LPS e LPS UP para posterior análise de IL-6 e IL-8, por ELISA. Os resultados demonstraram diferenças na expressão gênica de TLR1 e TLR6 entre as linhagens HPV- e o grupo HPV+ e diferenças na expressão proteica de TLR9. TLR2 apresentou aumento da expressão proteica em todas as linhagens e demonstra desencadeamento da resposta imune, com secreção de IL6 e IL8 nas linhagens HPV- (SCC72 e SCC89) e em uma das linhagens HPV+ (SCC2). Interessantemente, TLR4 não apresentou diferenças significativas na expressão gênica e proteica. Entretanto, as linhagens HPV+ não demonstraram resposta pró-inflamatória mesmo quando estimuladas com LPS e LPS ultra puro, agonista específico de TLR4. Assim, este trabalho contribui para estabelecer o perfil da expressão dos receptores Toll-like em linhagens celulares de CECOF HPV- e HPV+, e aponta para alterações ocorridas na via de sinalização mediada por TLR4. Além disso, nossos resultados abrem portas para futuros estudos na avaliação de alterações causadas no sistema imune inato pelo HPV, em carcinomas espinocelulares de orofaringe.

Avaliação do potencial antiproliferativo do Dendrímero de Poliglicerol associado ao celecoxibe em linhagens celulares de carcinoma epidermoide de cabeça e pescoço

Diversos mecanismos celulares estão associados à patogênese do Carcinoma Epidermoide de Cabeça e Pescoço (CECP). Algumas dessas alterações envolvem proteínas pertencentes à via de sinalização do Akt, e o fator de transcrição NF-kB, o qual têm importante papel na fisiologia normal e no câncer. A proteína COX-2, descrita em processos inflamatórios, também participa da carcinogênese e está associada com a via de sinalização do Akt e com o NF-kB. Dendrímeros são uma forma única de nanotecnologia, surgindo como nanotransportadores com a capacidade de penetrar na célula tumoral liberando drogas quimioterápicas em seu interior. Os benefícios desta tecnologia são o aumento da eficicácia do princípio ativo utilizado e a redução dos seus efeitos secundários tóxicos. O Celecoxibe, antiinflamatório não esteroidal, inibidor seletivo da COX-2, tem se mostrado um importante agente anticarcinogênico, no entanto seu mecanismo de ação no CECP não é totalmente compreendido. Neste trabalho, um Dendrímero de Poliglicerol associado ao Celecoxibe (PGLD-celecoxibe) foi sintetizado e caracterizado por técnicas de espectroscopia ¹H-RMN, ¹³C-RMN, Maldi-Tof, TLC e DSC. Além disso, o conjugado foi testado in vitro em três linhagens celulares de CECP. O PGLD-Celecoxibe foi sintetizado com sucesso e promoveu a redução da dose capaz de inibir a proliferação celular, reduzindo o IC 50 do Celecoxibe de forma significativa em todas as linhagens celulares, se aproximando da dose sérica alcançada por este medicamento, resultado corroborado pelo Ensaio de Migração Celular. O mecanismo de morte celular observado foi a apoptose, associada a diminuição significativa da expressão de COX-2 ou por uma via alternativa independente. Alguns dos grupos tratados apresentaram alteração na expressão das proteínas pAkt e NF-kB.

Rasopatias : mutações germinativas na via de sinalização Ras/MAPK e associação ao desenvolvimento de patologia neoplásica

Trabalho Final do Curso de Mestrado Integrado em Medicina, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2014

Rôles de la protéine tyrosine phosphatase DEP-1 dans l'angiogenèse, la perméabilité vasculaire et la progression tumorale

L’angiogenèse et l’augmentation de la perméabilité vasculaire sont des éléments clés pour la croissance et la progression tumorale. Par conséquent, de nombreux efforts sont déployés à comprendre les mécanismes moléculaires impliqués dans la formation et le remodelage des vaisseaux sanguins de manière à identifier de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles. De cette optique, les travaux de cette thèse se sont concentrés sur la protéine tyrosine phosphatase DEP-1, initialement identifiée comme un régulateur négatif de la prolifération et de la phosphorylation du VEGFR2 lorsque fortement exprimée dans les cellules endothéliales. Toutefois, en utilisant une approche d’ARNi, il a été démontré que via sa capacité à déphosphoryler la tyrosine inhibitrice de Src (Y529), DEP-1 était également un régulateur positif de l’activation de Src dans les cellules endothéliales stimulées au VEGF. Puisque Src joue un rôle central dans la promotion de l’angiogenèse et la perméabilité vasculaire, nous avons en plus démontré que DEP-1 était un promoteur de ces fonctions in vitro et que la tyrosine phosphorylation de sa queue C-terminale, permettant l’interaction et l’activation de Src, était requise. Les travaux de recherche présentés dans cette thèse démontrent dans un premier temps à partir d’une souris Dep1 KO, dont le développement ne présente aucun phénotype apparent, que la perte de l’expression de DEP-1 se traduit en une inhibition de l’activation de Src et de l’un de ses substrats, la VE-Cadherine, en réponse au VEGF chez la souris adulte. Nos résultats démontrent donc, pour la première fois, le rôle primordial de DEP-1 dans l’induction de la perméabilité vasculaire et de la formation de capillaires in vivo. Conséquemment, la croissance tumorale et la formation de métastases aux poumons sont réduites due à une inhibition de leur vascularisation ce qui se traduit par une diminution de la prolifération et une augmentation de l’apoptose des cellules cancéreuses. De façon intéressante, l’expression élevée de DEP-1 dans les vaisseaux sanguins tumoraux de patientes atteintes du cancer du sein corrèle avec une vascularisation accrue de la tumeur. En plus du rôle de DEP-1 dans la réponse angiogénqiue à l’âge adulte, nos travaux ont également démontré le rôle important de DEP-1 lors de la vascularisation de la rétine, un modèle in vivo d’angiogenèse développementale. Dans ce contexte, DEP-1 inhibe la prolifération des cellules endothéliales et limite leur bourgeonnement et la complexification du réseau vasculaire rétinien en permettant l’expression adéquate du Dll4, un régulateur crucial de l’organisation de la vascularisation développementale. Cette expression du Dll4 découlerait de la stabilisation de la β-caténine par l’inactivation de la GSK3β, un régulateur important de la dégradation de la β-caténine, en réponse au VEGF selon la voie de signalisation VEGFR2-Src-PI3K-Akt-GSK3β. Ainsi, ces travaux identifient DEP-1 comme un régulateur important de l’organisation vasculaire rétinienne. Les rôles positifs de DEP-1 dans les cellules endothéliales découlent principalement de sa capacité à lier et activer la kinase Src. En plus de contribuer à la réponse angiogénique, Src est également un oncogène bien caractérisé notamment pour sa contribution au programme invasif des cellules cancéreuses mammaires. Les travaux de cette thèse illustrent que DEP-1 est préférentiellement exprimée dans les cellules cancéreuses mammaires invasives et qu’il régule l’activation de Src, de voies de signalisation invasives et, par le fait même, de l’invasivité de ces cellules in vitro et in vivo. De façon intéressante, ces observations corrèlent avec des données cliniques où l’expression modérée de DEP-1 est associée à un mauvais pronostic de survie et de rechute. Ces résultats démontrent donc, pour la première fois, le rôle positif de DEP-1 dans l’activation de Src au niveau des cellules endothéliales et des cellules cancéreuses mammaires ce qui permet la régulation du bourgeonnement endothélial, de la perméabilité vasculaire, de l’angiogenèse normale et pathologique en plus de l’invasion tumorale.

Impact des cavines sur le phénotype invasif et inflammatoire des cellules souches mésenchymateuses

L’évolution d’une cellule tumorale initiée à une tumeur solide nécessite, à chaque étape, un microenvironnement favorable à sa survie et à sa croissance. Le microenvironnement tumoral est comparé à un foyer d’inflammation chronique dont la composition cellulaire et moléculaire est complexe. Les cellules souches mésenchymateuses (CSM) représentent l’un des principaux acteurs cellulaires présents. Elles migrent vers les sites tumoraux où elles soutiennent l’inflammation, l’angiogenèse et le développement tumoral en activant plusieurs voies de signalisation. Une des voies majeures qui contribuent à l’inflammation est la voie de signalisation NF-B. L’initiation de cette voie provient de la membrane cellulaire entre autres des cavéoles. Nous soumettons l’hypothèse que l’une des cavines, protéines associées aux cavéoles, modulerait le phénotype inflammatoire etou migratoire dans les CSM traitées à la cytokine TNF- (facteur de nécrose tumorale ) en modulant la voie de signalisation NF-B. En effet, nous avons observé une régulation à la hausse de l’expression de la COX-2 (cyclooxygénase-2) et une diminution de l’expression d’IκB qui sont synonymes de l’activation de la voie NF-B dans les CSM que nous avons traitées au TNF-. Nous avons trouvé que le TNF- induit la migration des CSM, et que la répression génique de la Cavine-2 augmente significativement la migration des CSM traitées par le TNF-. La répression génique de la Cavine-2 vient aussi amplifier la tubulogenèse dans les CSM en réponse au TNF-. D’un point de vue moléculaire, la répression génique de la Cavine-2 a montré une très forte amplification de l'expression protéique de la COX-2 dans les CSM en réponse au TNF-. Dans ces mêmes cellules où la Cavine-2 a été réprimée, et suite à un traitement au TNF-, le pic de phosphorylation est plus intense et la courbe de phosphorylation est plus prolongée dans le temps. Ces observations nous permettent d’affirmer que la Cavine-2 a un rôle répresseur sur l’expression de COX-2. Collectivement, nos résultats montrent que la Cavine-2 peut être proposée comme un gène suppresseur de tumeur et est de ce fait, une bonne cible thérapeutique dans les CSM qui permettraient d’agir à des stades précoces du développement tumoral.