Indução de morte celular em células de adenocarcinoma cervical humano (HeLa) pela lectina da esponja Cinachyrella apion (CaL)

Cancer is a term used to represent a set of more than 100 diseases, including malignant tumors from different locations. The malignancies are the second leading cause of death in the population, representing approximately 17% of deaths of known cause. Strategies that induce differentiation have had limited success in the treatment of established cancers. In this work, a lectin purified from the marine sponge Cinachyrella apion (CaL) was evaluated due to its hemolytic, cytotoxic and antiproliferative properties, besides the ability to induce cell death via apoptosis in tumor cells. The antiproliferative activity of CaL was tested against cell lines, with the highest inhibition of tumor growth for HeLa, reducing cell growth at a dose dependent manner, with a concentration of 10 μg/mL. The hemolytic activity and toxicity against peripheral blood cells were tested using the concentration of IC50 for both trials and twice the IC50 for analysis in flow cytometry, indicating that CaL is not toxic to these cells. To assess the mechanism of cell death caused by CaL in HeLa cells, we performed flow cytometry and western blotting. The results showed the lectin probably induces cell death by apoptosis activation by pro-apoptotic protein Bax, promoting mitochondrial membrane permeabilization, cell cycle arrest in S phase, with accumulation of cells of approximately 57% in this phase, and acting as both dependent and/or independent of caspases pathway. These results suggest that CaL has the potential to be used as drug treatment against cancer.

Avaliação do efeito do composto tipo heparina isolado do caranguejo Chaceon fenneri na hemostasia e na morte celular

Heparin is a pharmaceutical animal widely used in medicine due to its potent anticoagulant effect. Furthermore, it has the ability to inhibit the proliferation, invasion and adhesion of cancer cells to vascular endothelium. However, its clinical applicability can be compromised by side effects such as bleeding. Thus, the search for natural compounds with low bleeding risk and possible therapeutic applicability has been targeted by several research groups. From this perspective, this study aims to evaluate the hemorrhagic and anticoagulant activities and citotoxic effect for different tumor cell lines (HeLa, B16-F10, HepG2, HS-5,) and fibroblast cells (3T3) of the Heparin-like from the crab Chaceon fenneri (HEP-like). The HEP-like was purified after proteolysis, ion-exchange chromatography, fractionation with acetone and characterized by electrophoresis (agarose gel) and enzymatic degradation. Hep-like showed eletroforetic behavior similar to mammalian heparin, and high trisulfated /Nacetylated disaccharides ratio. In addition, HEP-like presented low in vitro anticoagulant activity using aPTT and a minor hemorrhagic effect when compared to mammalian heparin. Furthermore, the HEP-like showed significant cytotoxic effect (p<0.001) on HeLa, HepG2 and B16-F10 tumor cells with IC50 values of 1000 ug/mL, after incubation for 72 hours. To assess the influence of heparin-like on the cell cycle in HeLa cells, analysis was performed by flow cytometry. The results of this analysis showed that HEP-like influence on the cell cycle increasing S phase and decreasing phase G2. Thus, these properties of HEP-like make these compounds potential therapeutic agents

Síntese verde de nanopartículas de prata a partir de extrato aquoso do tubérculo de Curcuma longa associadas à quitosana e avaliação da atividade antitumoral in vitro em câncer de pele não melanoma (linhagem A431)

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação Nanociência e Nanobiotecnologia, 2016.

Leadership competencies in the requirements phase of IS/IT development projects

Doutoramento em Gestão

Inhibition of proliferation, migration and invasion of human non-small cell lung cancer cell line A549 by phlomisoside F from Phlomis younghusbandii Mukerjee

Purpose: To determine the effect of phlomisoside F (PMF) on the proliferation, migration and invasion of human non-small cell lung cancer cell line A549 and explore the possible mechanisms. Methods: The anti-proliferative effect of PMF on A549 cells was determined by CCK-8. Subsequently, migration and invasion were evaluated by Transwell and Transwell with matrigel assays, respectively. Furthermore, cell cycle and apoptosis were assessed by flow cytometry, while the mechanisms of action were determined by Western blotting. Results: PMF exhibited significant anti-proliferative effect on A549 cells in concentration-dependent and time-dependent manners, with half maximal inhibitory concentration (IC50) of 54.51 μM. Treatment with PMF (10, 20 and 40 μM) for 48 h resulted in significantly decreased migration and invasion in A549 cells. In addition, PMF at concentrations of 25, 50 and 75 μM induced cell cycle arrest in G0/G1phase and enhanced cell apoptosis in A549 cells. Furthermore, caspase-3, caspase-9 and Bax protein expressions were up-regulated while Bacl-2 and COX-2 protein expressions were significantly downregulated at 10, 20 and 40 μM concentrations of PMF. Conclusion: PMF suppresses A549 cell growth, migration and invasion. The mechanism may be related to the induction of mitochondria-mediated apoptosis pathway via regulation of caspase-3, caspase-9, Bcl-2 and Bax expressions, and inhibition of PGE2 synthesis by reducing COX-2 expression.

Création de mutants cdc5 en vue de l’identification des substrats de PLK/Cdc5 lors de la réponse d’adaptation aux dommages à l’ADN.

Les kinases de la famille Polo (PLK) jouent un rôle majeur durant le cycle cellulaire, notamment en promouvant des processus essentiels tels que l’entrée en phase M et la sortie du cycle cellulaire. Elles sont également impliquées dans plusieurs cancers et ont un fort pouvoir tumorigène. Notre laboratoire a récemment montré que Cdc5 (la kinase PLK chez Saccharomyces cerevisiae) est également nécessaire pour l'adaptation aux dommages à l'ADN, et que la cible critique de Cdc5 au cours de ce processus pourrait être une cible peu conventionnelle localisée aux centrosomes de levures. Dans le but d’identifier ce substrat, une analyse intégrale du phosphoprotéome de PLK/Cdc5 par spectrométrie de masse devra être réalisée. Pour ce faire, un allèle CDC5 sensible à la température, c’est-à-dire une version mutante qui devient inactive à température élevée, devra être utilisée. Cet allèle devra être thermosensible à 30°C, afin de s’assurer qu’il sera le seul à être inactivé à cette température et que, par conséquent, seuls les substrats de Cdc5 seront identifiés. À cet effet, nous avons généré deux allèles cdc5 thermosensibles à 30°C : cdc5-17 et cdc5-18, puis analysé leur cycle cellulaire à 32°C. Les résultats de cette analyse ont montré que l’exposition des cellules à 32°C résulte en leur blocage en fin de mitose sous la forme bourgeonnée, témoignant d’un défaut dans la promotion de la sortie de la mitose. Ce défaut est causé par la mutation du gène CDC5 dont la protéine favorise la sortie de la mitose via deux voies : la voie du MEN (Mitotic Exit Network) et la voie du FEAR (Cdc Fourteen Early Anaphase Release). cdc5-17 et cdc5-18 représentent des outils biologiques précieux qui permettront de mieux analyser le phosphoprotéome de PLK/Cdc5 et de mener à l’identification des cibles de Cdc5 lors de la réponse d’adaptation aux dommages à l’ADN. Étant donné que l’adaptation aux dommages à l’ADN causés par des chimiothérapies représente l’un des facteurs permettant la prolifération des tumeurs cancéreuses, cette découverte serait un grand pas dans la lutte contre le cancer.

Understanding the role of CAP proteins in the polarization process of C. elegans

La division cellulaire asymétrique est un processus crucial dans le développement des organismes multicellulaires puisqu’elle permet la génération de la diversité cellulaire. Les cellules qui se divisent de façon asymétrique doivent tout d’abord se polariser et correctement orienter leur fuseau mitotique pour ségréger des déterminants cellulaires en deux entités distinctes. L’embryon du nématode C. elegans est un modèle robuste et largement utilisé pour étudier la division cellulaire asymétrique. Dans cet embryon, le point d'entrée du spermatozoïde détermine l'axe de polarité antéro-postérieur. Suite à la fécondation, le cortex embryonnaire est uniformément contractile et un complexe conservé formé des protéines PAR-3, PAR-6 et PKC-3 (nommé complexe PAR-3 ci-dessous) est localisé sur l'ensemble du cortex. La complétion de la méiose maternelle induit une relaxation corticale au postétieur et un flux cortical vers l’antérieur de l’embryon. Ces contractions corticales asymétriques mènent à la formation d'un domaine antérieur contenant le complexe PAR-3, tandis que le cortex postérieur, dont le complexe PAR-3 s’est délocalisé, est enrichi avec les protéines PAR-2 et PAR-1. Par conséquent, les domaines formés par les protéines PAR définissent un pôle antérieur et un pôle postérieur dans l'embryon suite au remodelage du cytosquelette. Les protéines PAR-4 et PAR-5 restent localisées de façon uniforme dans l'embryon. Curieusement, les protéines PAR exercent une régulation par rétroaction sur la contractilité corticale. Il a été montré qu’une des protéines PAR récemment identifiée, PAR-5, est orthologue à la protéine adaptatrice 14-3-3 et joue un rôle important dans la contractilité corticale. En dépit de son rôle central dans la contractilité corticale et le processus de polarisation cellulaire, le mécanisme par lequel PAR-5 régule la contractilité corticale n’est pas bien compris. Le but de ce projet est de mieux comprendre comment PAR-5 et ses interacteurs contrôlent la régulation des contractions corticales et, de ce fait, la polarité cellulaire. Dans un essai de capture de la protéine GST (GST pull-down), nous avons identifié plusieurs nouveaux interacteurs de PAR-5. Parmi ceux-ci, nous avons trouvé CAP-2 (protéine de coiffage de l'actine), qui a été identifiée dans des éxpériences de capture de 14-3-3 dans trois systèmes modèles différents. CAP-2 est un hétérodimère des protéines CAP, qui sont impliquées dans la régulation de l'actine. Nous avons trouvé que la déplétion des protéines CAP par interférence à l’ARN dans des vers de type sauvage mène à une augmentation létalité embryonnaire, ce qui suggère que ces protéines jouent un rôle important dans le développement embryonnaire. L'imagerie en temps réel d'embryons déplétés pour les protéines CAP montre qu’ils ont une diminution des contractions corticales avec un sillon de pseudoclivage mois stable, suggérant un défaut dans la régulation du cytosquelette d'actine-myosine. Ceci a également été confirmé par la diminution de la vitesse et du nombre de foci de NMY-2::GFP. En outre, ces embryons montrent une légère diminution de la taille du croissant cortical de PAR-2 lors de la phase d’établissement de la polarité. Les embryons déplétés en CAP-2 montrent également un retard dans la progression du cycle cellulaire, mais le lien entre ce phénotype et la régulation des contractions corticales reste à être précisé. La caractérisation des protéines CAP, des régulateurs du remodelage du cytosquelette, permettra d'améliorer notre compréhension des mécanismes qui sous-tendent l'établissement et le maintien de la polarité cellulaire, et donc la division cellulaire asymétrique.

Proscillaridin A effects on histone acetylation and C-MYC degradation in acute lymphoblastic leukemia

La leucémie lymphoblastique aiguë (LLA) représente environ 25% des cancers pédiatriques diagnostiqués chaque année. Dans 80 % des cas, une rémission complète est observée. Cependant, les patients résistants aux traitements ainsi que les patients en rechute présentent un mauvais pronostique. Les altérations épigénétiques sont des facteurs essentiels dans le développement et la progression de la maladie, ainsi qu’à la résistance aux traitements. Lors d’un criblage de médicaments approuvés par la FDA, nous avons découvert des molécules ayant des caractéristiques anticancéreux et épigénétiques. Pour évaluer l’activité de ces molécules, nous avons procédé à un criblage secondaire sur plusieurs lignées cellulaires leucémiques. Nous avons découvert qu’une de ces molécules, un glucoside cardiotonique appelé la proscillaridine A, avait une activité anticancéreuse spécifique pour des cellules leucémiques. Nous faisons donc l’hypothèse que la proscillaridine A pourrait avoir des effets épigénétiques et anticancéreux dans des modèles précliniques de LLA. Pour tester cette hypothèse, nous avons traité deux lignées cellulaires de LLA Nalm-6 (LLA pre-B) et Molt-4 (T-LLA) in vitro pendant 2 à 96 heures à des doses pertinentes sur le plan clinique. Nous avons alors pu observer une inhibition de croissance qui était dépendante de la dose administrée dans les deux lignées cellulaires, avec des valeurs de 50% d’inhibition de croissance (CI50) de 3.0 nM pour les Nalm-6 et de et 2.3 nM pour les Molt-4. De plus, nos études sur le cycle cellulaire par BrdU démontrent un arrêt en phase G2/M. Nous avons également détecté par immunobuvardage de type western des baisses significatives de l’acétylation de résidus de l’histone 3. Les niveaux d’expression des enzymes responsables de cette acétylation, les histones acétyltransférases CBP, P300 et TIP60 ainsi que de l’oncogène C-MYC étaient également diminuées. Par des analyses de séquençage de l’ARN, nous avons observé une augmentation de l’expression des gènes impliquées dans les processus d’apoptose et de différentiation cellulaire, ainsi qu’une diminution des gènes impliqués dans la prolifération cellulaire comme en particulier les gènes cibles de C-MYC. Ces résultats prometteurs suggèrent le potentiel prometteur de la proscillaridine A comme nouvelle thérapie pour les patients atteints de LLA.

Création de mutants cdc5 en vue de l’identification des substrats de PLK/Cdc5 lors de la réponse d’adaptation aux dommages à l’ADN

Les kinases de la famille Polo (PLK) jouent un rôle majeur durant le cycle cellulaire, notamment en promouvant des processus essentiels tels que l’entrée en phase M et la sortie du cycle cellulaire. Elles sont également impliquées dans plusieurs cancers et ont un fort pouvoir tumorigène. Notre laboratoire a récemment montré que Cdc5 (la kinase PLK chez Saccharomyces cerevisiae) est également nécessaire pour l'adaptation aux dommages à l'ADN, et que la cible critique de Cdc5 au cours de ce processus pourrait être une cible peu conventionnelle localisée aux centrosomes de levures. Dans le but d’identifier ce substrat, une analyse intégrale du phosphoprotéome de PLK/Cdc5 par spectrométrie de masse devra être réalisée. Pour ce faire, un allèle CDC5 sensible à la température, c’est-à-dire une version mutante qui devient inactive à température élevée, devra être utilisée. Cet allèle devra être thermosensible à 30°C, afin de s’assurer qu’il sera le seul à être inactivé à cette température et que, par conséquent, seuls les substrats de Cdc5 seront identifiés. À cet effet, nous avons généré deux allèles cdc5 thermosensibles à 30°C : cdc5-17 et cdc5-18, puis analysé leur cycle cellulaire à 32°C. Les résultats de cette analyse ont montré que l’exposition des cellules à 32°C résulte en leur blocage en fin de mitose sous la forme bourgeonnée, témoignant d’un défaut dans la promotion de la sortie de la mitose. Ce défaut est causé par la mutation du gène CDC5 dont la protéine favorise la sortie de la mitose via deux voies : la voie du MEN (Mitotic Exit Network) et la voie du FEAR (Cdc Fourteen Early Anaphase Release). cdc5-17 et cdc5-18 représentent des outils biologiques précieux qui permettront de mieux analyser le phosphoprotéome de PLK/Cdc5 et de mener à l’identification des cibles de Cdc5 lors de la réponse d’adaptation aux dommages à l’ADN. Étant donné que l’adaptation aux dommages à l’ADN causés par des chimiothérapies représente l’un des facteurs permettant la prolifération des tumeurs cancéreuses, cette découverte serait un grand pas dans la lutte contre le cancer.

Understanding the role of CAP proteins in the polarization process of C. elegans

La division cellulaire asymétrique est un processus crucial dans le développement des organismes multicellulaires puisqu’elle permet la génération de la diversité cellulaire. Les cellules qui se divisent de façon asymétrique doivent tout d’abord se polariser et correctement orienter leur fuseau mitotique pour ségréger des déterminants cellulaires en deux entités distinctes. L’embryon du nématode C. elegans est un modèle robuste et largement utilisé pour étudier la division cellulaire asymétrique. Dans cet embryon, le point d'entrée du spermatozoïde détermine l'axe de polarité antéro-postérieur. Suite à la fécondation, le cortex embryonnaire est uniformément contractile et un complexe conservé formé des protéines PAR-3, PAR-6 et PKC-3 (nommé complexe PAR-3 ci-dessous) est localisé sur l'ensemble du cortex. La complétion de la méiose maternelle induit une relaxation corticale au postétieur et un flux cortical vers l’antérieur de l’embryon. Ces contractions corticales asymétriques mènent à la formation d'un domaine antérieur contenant le complexe PAR-3, tandis que le cortex postérieur, dont le complexe PAR-3 s’est délocalisé, est enrichi avec les protéines PAR-2 et PAR-1. Par conséquent, les domaines formés par les protéines PAR définissent un pôle antérieur et un pôle postérieur dans l'embryon suite au remodelage du cytosquelette. Les protéines PAR-4 et PAR-5 restent localisées de façon uniforme dans l'embryon. Curieusement, les protéines PAR exercent une régulation par rétroaction sur la contractilité corticale. Il a été montré qu’une des protéines PAR récemment identifiée, PAR-5, est orthologue à la protéine adaptatrice 14-3-3 et joue un rôle important dans la contractilité corticale. En dépit de son rôle central dans la contractilité corticale et le processus de polarisation cellulaire, le mécanisme par lequel PAR-5 régule la contractilité corticale n’est pas bien compris. Le but de ce projet est de mieux comprendre comment PAR-5 et ses interacteurs contrôlent la régulation des contractions corticales et, de ce fait, la polarité cellulaire. Dans un essai de capture de la protéine GST (GST pull-down), nous avons identifié plusieurs nouveaux interacteurs de PAR-5. Parmi ceux-ci, nous avons trouvé CAP-2 (protéine de coiffage de l'actine), qui a été identifiée dans des éxpériences de capture de 14-3-3 dans trois systèmes modèles différents. CAP-2 est un hétérodimère des protéines CAP, qui sont impliquées dans la régulation de l'actine. Nous avons trouvé que la déplétion des protéines CAP par interférence à l’ARN dans des vers de type sauvage mène à une augmentation létalité embryonnaire, ce qui suggère que ces protéines jouent un rôle important dans le développement embryonnaire. L'imagerie en temps réel d'embryons déplétés pour les protéines CAP montre qu’ils ont une diminution des contractions corticales avec un sillon de pseudoclivage mois stable, suggérant un défaut dans la régulation du cytosquelette d'actine-myosine. Ceci a également été confirmé par la diminution de la vitesse et du nombre de foci de NMY-2::GFP. En outre, ces embryons montrent une légère diminution de la taille du croissant cortical de PAR-2 lors de la phase d’établissement de la polarité. Les embryons déplétés en CAP-2 montrent également un retard dans la progression du cycle cellulaire, mais le lien entre ce phénotype et la régulation des contractions corticales reste à être précisé. La caractérisation des protéines CAP, des régulateurs du remodelage du cytosquelette, permettra d'améliorer notre compréhension des mécanismes qui sous-tendent l'établissement et le maintien de la polarité cellulaire, et donc la division cellulaire asymétrique.

Proscillaridin A effects on histone acetylation and C-MYC degradation in acute lymphoblastic leukemia

La leucémie lymphoblastique aiguë (LLA) représente environ 25% des cancers pédiatriques diagnostiqués chaque année. Dans 80 % des cas, une rémission complète est observée. Cependant, les patients résistants aux traitements ainsi que les patients en rechute présentent un mauvais pronostique. Les altérations épigénétiques sont des facteurs essentiels dans le développement et la progression de la maladie, ainsi qu’à la résistance aux traitements. Lors d’un criblage de médicaments approuvés par la FDA, nous avons découvert des molécules ayant des caractéristiques anticancéreux et épigénétiques. Pour évaluer l’activité de ces molécules, nous avons procédé à un criblage secondaire sur plusieurs lignées cellulaires leucémiques. Nous avons découvert qu’une de ces molécules, un glucoside cardiotonique appelé la proscillaridine A, avait une activité anticancéreuse spécifique pour des cellules leucémiques. Nous faisons donc l’hypothèse que la proscillaridine A pourrait avoir des effets épigénétiques et anticancéreux dans des modèles précliniques de LLA. Pour tester cette hypothèse, nous avons traité deux lignées cellulaires de LLA Nalm-6 (LLA pre-B) et Molt-4 (T-LLA) in vitro pendant 2 à 96 heures à des doses pertinentes sur le plan clinique. Nous avons alors pu observer une inhibition de croissance qui était dépendante de la dose administrée dans les deux lignées cellulaires, avec des valeurs de 50% d’inhibition de croissance (CI50) de 3.0 nM pour les Nalm-6 et de et 2.3 nM pour les Molt-4. De plus, nos études sur le cycle cellulaire par BrdU démontrent un arrêt en phase G2/M. Nous avons également détecté par immunobuvardage de type western des baisses significatives de l’acétylation de résidus de l’histone 3. Les niveaux d’expression des enzymes responsables de cette acétylation, les histones acétyltransférases CBP, P300 et TIP60 ainsi que de l’oncogène C-MYC étaient également diminuées. Par des analyses de séquençage de l’ARN, nous avons observé une augmentation de l’expression des gènes impliquées dans les processus d’apoptose et de différentiation cellulaire, ainsi qu’une diminution des gènes impliqués dans la prolifération cellulaire comme en particulier les gènes cibles de C-MYC. Ces résultats prometteurs suggèrent le potentiel prometteur de la proscillaridine A comme nouvelle thérapie pour les patients atteints de LLA.

Using induced pluripotent stem cells (IPSCS) as a replacement for in vivo models to screen novel therapies in chronic myeloid leukaemia (CML)

Tyrpsine kinase inhibitors (TKIs) effectively target progenitors and mature leukaemic cells but prove less effective at eliminating leukaemic stem cells (LSCs) in patients with chronic myeloid leukaemia (CML). Several reports indicate that the TGFβ superfamily pathway is important for LSC survival and quiescence. We conducted extensive microarray analyses to compare expression patterns in normal haemopoietic stem cells (HSC) and progenitors with CML LSC and progenitor populations in chronic phase (CP), accelerated phase (AP) and blast crisis (BC) CML. The BMP/SMAD pathway and downstream signalling molecules were identified as significantly deregulated in all three phases of CML. The changes observed could potentiate altered autocrine signalling, as BMP2, BMP4 (p<0.05), and ACTIVIN A (p<0.001) were all down regulated, whereas BMP7, BMP10 and TGFβ (p<0.05) were up regulated in CP. This was accompanied by up regulation of BMPRI (p<0.05) and downstream SMADs (p<0.005). Interestingly, as CML progressed, the profile altered, with BC patients showing significant over-expression of ACTIVIN A and its receptor ACVR1C. To further characterise the BMP pathway and identify potential candidate biomarkers within a larger cohort, expression analysis of 42 genes in 60 newly diagnosed CP CML patient samples, enrolled on a phase III clinical trial (www.spirit-cml.org) with greater than 12 months follow-up data on their response to TKI was performed. Analysis revealed that the pathway was highly deregulated, with no clear distinction when patients were stratified into good, intermediate and poor response to treatment. One of the major issues in developing new treatments to target LSCs is the ability to test small molecule inhibitors effectively as it is difficult to obtain sufficient LSCs from primary patient material. Using reprogramming technologies, we generated induced pluripotent stem cells (iPSCs) from CP CML patients and normal donors. CML- and normal-derived iPSCs were differentiated along the mesodermal axis to generate haemopoietic and endothelial precursors (haemangioblasts). IPSC-derived haemangioblasts exhibited sensitivity to TKI treatment with increased apoptosis and reduction in the phosphorylation of downstream target proteins. 4 Dual inhibition studies were performed using BMP pathway inhibitors in combination with TKI on CML cell lines, primary cells and patient derived iPSCs. Results indicate that they act synergistically to target CML cells both in the presence and absence of BMP4 ligand. Inhibition resulted in decreased proliferation, irreversible cell cycle arrest, increased apoptosis, reduced haemopoietic colony formation, altered gene expression pattern, reduction in self-renewal and a significant reduction in the phosphorylation of downstream target proteins. These changes offer a therapeutic window in CML, with intervention using BMP inhibitors in combination with TKI having the potential to prevent LSC self-renewal and improve outcome for patients. By successfully developing and validating iPSCs for CML drug screening we hope to substantially reduce the reliance on animal models for early preclinical drug screening in leukaemia.

Cellular senescence and longevity of osteophyte-derived mesenchymal stem cells compared to patient-matched bone marrow stromal cells

This study aimed to determine the cellular aging of osteophyte-derived mesenchymal cells (oMSCs) in comparison to patient-matched bone marrow stromal cells (bMSCs). Extensive expansion of the cell cultures was performed and early and late passage cells (passages 4 and 9, respectively) were used to study signs of cellular aging, telomere length, telomerase activity, and cell-cycle-related gene expression. Our results showed that cellular aging was more prominent in bMSCs than in oMSCs, and that oMSCs had longer telomere length in late passages compared with bMSCs, although there was no significant difference in telomere lengths in the early passages in either cell type. Telomerase activity was detectable only in early passage oMSCs and not in bMSCs. In osteophyte tissues telomerase-positive cells were found to be located perivascularly and were Stro-1 positive. Fifteen cell-cycle regulator genes were investigated and only three genes (APC, CCND2, and BMP2) were differentially expressed between bMSC and oMSC. Our results indicate that oMSCs retain a level of telomerase activity in vitro, which may account for the relatively greater longevity of these cells, compared with bMSCs, by preventing replicative senescence. J. Cell. Biochem. 108: 839-850, 2009. (c) 2009 Wiley-Liss, Inc.

In vivo knockdown of the androgen receptor results in growth inhibition and regression of well-established, castration-resistant prostate tumours

Purpose: Progression to the castration-resistant state is the incurable and lethal end stage of prostate cancer, and there is strong evidence that androgen receptor (AR) still plays a central role in this process. We hypothesize that knocking down AR will have a major effect on inhibiting growth of castration-resistant tumors. Experimental Design: Castration-resistant C4-2 human prostate cancer cells stably expressing a tetracycline-inducible AR-targeted short hairpin RNA (shRNA) were generated to directly test the effects of AR knockdown in C4-2 human prostate cancer cells and tumors. Results:In vitro expression of AR shRNA resulted in decreased levels of AR mRNA and protein, decreased expression of prostate-specific antigen (PSA), reduced activation of the PSA-luciferase reporter, and growth inhibition of C4-2 cells. Gene microarray analyses revealed that AR knockdown under hormone-deprived conditions resulted in activation of genes involved in apoptosis, cell cycle regulation, protein synthesis, and tumorigenesis. To ensure that tumors were truly castration-resistant in vivo, inducible AR shRNA expressing C4-2 tumors were grown in castrated mice to an average volume of 450 mm3. In all of the animals, serum PSA decreased, and in 50% of them, there was complete tumor regression and disappearance of serum PSA. Conclusions: Whereas castration is ineffective in castration-resistant prostate tumors, knockdown of AR can decrease serum PSA, inhibit tumor growth, and frequently cause tumor regression. This study is the first direct evidence that knockdown of AR is a viable therapeutic strategy for treatment of prostate tumors that have already progressed to the castration-resistant state.