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DISSERTAÇÕES
Ausência ou bloqueio da sinalização de MIF protege a colite associada a deficiência de IL-10
Título
Título: Ausência ou bloqueio da sinalização de MIF protege a colite associada a deficiência de IL-10
Title: Absence or blockage of MIF signaling protects colitis associated with IL-10 deficiency
Aluno: Leticia Martimiano Ferreira
Orientador(es): Prof. Marcelo Torres Bozza
Resumo
O fator inibidor da migração de macrófagos (MIF) é uma citocina pró-inflamatória capaz de induzir e aumentar a produção de mediadores pró-inflamatórios, sinalizar sobrevivência para os leucócitos e promover ativação e proliferação de células T. MIF possui papel importante nas respostas inflamatórias infecciosas, alérgicas, tumorais e estéreis, sendo também relevante no contexto de condições inflamatórias crônicas, como nas Doenças Inflamatórias Intestinais (IBDs). As IBDs englobam duas patologias: Doença de Crohn e Colite Ulcerativa e são consideradas distúrbios multifatoriais de alta morbidade, em que a genética do hospedeiro e o ambiente determinam seu início, progressão e gravidade. Camundongos Mif -/- ou WT tratados com anticorpo α-MIF são resistentes à indução de colite, apresentando aumento do peso corporal, escore histopatológico intestinal reduzido e níveis reduzidos de citocinas comumente elevadas em IBDs. Já foi demonstrado que animais Mif -/- também são tolerantes à infecção por Toxoplasma gondii, apesar de sobreviverem à infecção, apresentaram aumento da carga parasitária, porém os danos intestinais estavam reduzidos assim como as citocinas pró-inflamatórias. Existem dois mecanismos pelos quais o hospedeiro pode lidar com uma carga de patógeno: resistência e tolerância. Embora a resistência represente a capacidade do hospedeiro de limitar a carga infecciosa, tolerância significa a capacidade do hospedeiro de limitar o dano provocado pelo patógeno. Como a ausência de MIF é capaz de conferir tolerância nos modelos de colite e a ausência da citocina anti-inflamatória IL-10 sabidamente confere suscetibilidade à colite, questionamos qual fenótipo seria dominante em um animal com deficiência dupla (Mif -/- e Il10-/-). Ao tentar realizar o cruzamento, notamos que os animais Il10-/- morreram prematuramente. Esse fenômeno nos levou a supor que animais de genótipo tolerante (Mif -/-) a danos intestinais abrigam uma microbiota enriquecida em patógenos e/ou patobiontes. Assim, esse trabalho teve como objetivo caracterizar os mecanismos envolvidos na morte dos animais Il10-/- após convívio com animais Mif -/- e propor novas abordagens terapêuticas. Para esse estudo, animais Il10-/- foram colocados em co-housing com animais Mif -/- e WT e parâmetros como peso, sobrevida, análise microscópica e macroscópica do cólon foram analisados. Dentre os resultados, foi observado que animais deficientes na citocina MIF são capazes de causar colite letal nos animais deficientes em IL-10 através da transferência da microbiota. O tratamento com antibióticos não foi capaz de prevenir essa colite. Animais deficientes em IL-18 e no TNFR1 também foram capazes de causar colite nos animais deficientes em IL-10, porém de forma mais branda que a causada pelos animais deficientes em MIF. O bloqueio na sinalização de MIF foi capaz de prevenir a colite apenas nas fêmeas, de modo que os machos morreram após convívio com animais deficientes em MIF. Em conclusão, a ausência da citocina MIF parece influenciar na tolerância do animal, permitindo que ele seja capaz de albergar patobiontes sem apresentar doença. Essa microbiota patogênica quando transferida para os animais deficientes em IL-10 resulta na morte dos mesmos.
Palavras-chave: IBD; MIF; IL-10; Microbiota; Tolerância.
Abstract
The macrophage migration inhibiting factor (MIF) is a proinflammatory cytokine that induces and increases the production of proinflammatory mediators, signaling survival for leukocytes and promoting activation and proliferation of T cells. MIF plays an important role in inflammatory responses: infectious, allergic, tumoral and sterile, and it is also relevant in the context of chronic inflammatory conditions, such as Inflammatory Bowel Diseases (IBDs). IBDs include two pathologies: Crohn’s disease and Ulcerative Colitis and are considered a multifactorial disorders with high morbidity, in which the host’s genetics and the environment determine its onset, progression and severity. Mif -/- or WT mice treated with α-MIF antibody are resistant to colitis induction, with increased body weight, reduced intestinal histopathological score and reduced levels of cytokines commonly elevated in IBDs. It has been shown that Mif -/- animals are also tolerant to the infection by Toxoplasma gondii, despite surviving the infection, they showed an increase in the parasitic load, but intestinal damage was reduced as well as pro-inflammatory cytokines. There are two mechanisms by which the host can handle a pathogen load: resistance and tolerance. Although resistance represents the host’s ability to limit the infectious load, tolerance means the host’s ability to limit damage to the pathogen. As the absence of MIF is able to confer tolerance in colitis models and the absence of the anti-inflammatory cytokine IL-10 is known to confer susceptibility to colitis, we questioned which phenotype would be dominant in an animal with double deficiency (Mif -/- and Il10-/-). During the crossing, we noticed that the Il10-/- animals died prematurely. This phenomenon led us to assume that animals with a tolerant genotype (Mif -/-) to intestinal damage harbor a microbiota enriched in pathogens and / or pathobionts. Thus, this work aimed to characterize the mechanisms involved in the death of Il10-/- animals co-housed with Mif -/- animals and to propose new therapeutic approaches. For this study, Il10-/- animals were placed in co-housing with Mif -/- and WT and parameters such as weight, survival, and microscopic and macroscopic analysis of the colon were analyzed. Among the results, it was observed that MIF deficient animals were capable of causing lethal colitis in IL-10 deficient animals through the transfer of microbiota. Antibiotic treatment was not able to prevent this colitis. IL-18 deficient and TNFR1 deficient animals were also able to cause mild colitis in IL-10 deficient animals compared to MIF deficient animals. Blockade in MIF signaling was able to prevent colitis only in females, males died after being co-housed with MIF deficient animals. In conclusion, the absence of the MIF cytokine seems to influence the animal’s tolerance, allowing it to host pathobionts without presenting disease. This pathogenic microbiota when transferred to IL-10 deficient mice results in their death.
Keywords: : IBD; MIF; IL-10; Microbiota; Tolerance.
O papel da enzima ATP-citrato liase e da lipogênese de novo na biogênese de corpúsculos lipídicos em macrófagos murinos
Título
Título: O papel da enzima ATP-citrato liase e da lipogênese de novo na biogênese de corpúsculos lipídicos em macrófagos murinos
Aluno: Raquel Bacellar de Moraes Goes
Orientador(es): Prof. Heitor Affonso de Paula Neto
Resumo
A ativação de macrófagos é caracterizada por uma série de alterações na fisiologia desta célula, incluindo o aumento no número de corpúsculos lipídicos (CLs). Os CLs são organelas constituídas de lipídeos e originalmente consideradas como uma fonte de substrato energético. Porém são atualmente consideradas fundamentais para algumas das funções efetoras de macrófagos, como a produção de eicosanóides e citocinas. Estudos demonstraram uma importante participação da enzima ATP-citrato liase, a enzima chave do metabolismo de citrato e da síntese lipídica, na produção de mediadores inflamatórios por macrófagos, sugerindo que a lipogênese é uma importante adaptação metabólica destas células em resposta a ativação. No entanto, a contribuição dessa via metabólica para a biogênese de CLs não está descrita. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi analisar o envolvimento da via de metabolização do citrato e da lipogênese de novo na biogênese de corpúsculos lipídicos. Para isso, utilizamos macrófagos derivados de medula óssea murina ativados com lipopolissacarídeo (LPS) e interferon (IFN)-γ e inibidores farmacológicos de enzimas chave do metabolismo de citrato e da síntese lipídica. Nossos resultados mostram que a inibição do metabolismo de citrato e da lipogênese inibe a formação de CLs. A inibição dessas vias também diminuiu significativamente a produção de óxido nítrico (NO), mas não a produção de citocinas pró-inflamatórias, como TNFα e IL-6. Esses resultados sugerem que o metabolismo de citrato e a síntese de lipídeos são processos fundamentais para algumas das funções dos macrófagos, como a formação de CLs e a produção de NO, mas não outras, como a síntese de citocinas.
Palavras-chave: Macrófagos; corpúsculos lipídicos; ATP-citrato liase; lipogênese de novo
Abstract
Macrophage activation is characterized by a series of alterations in cell physiology, including an increase in the number of lipid droplets (LDs). LDs are organelles made up of lipids and initially considered a source of energetic substrate. However they are currently viewed as fundamental for some of the effector functions of macrophages, such as eicosanoid and cytokine production. Studies have shown an important role of ATP-citrate lyase (ACLY), a key enzyme in citrate metabolism and lipid synthesis, in the production of inflammatory mediators by macrophages, suggesting that lipogenesis is an important metabolic adaptation in these cells´ response to activation. However, the contribution of ACLY and lipogenesis to LD biogenesis has not been described yet. In this regard, our objective was to analyse the involvement of citrate metabolismo and de novo lipogenesis on LD biogenesis. We used murine bone marrow derived macrophages activated with lipopolysaccharide (LPS) and interferon (IFN)-γ together with pharmacological inhibitors of key enzymes of citrate metabolism and lipid synthesis. Our results show that inhibition of citrate metabolismo and lipogenesis results in decreased formation of LDs in activated macrophages.This was accompanied by a significant decrease in nitric oxide (NO) production, but not that of TNFα or IL-6. These results suggest that citrate metabolism and de novo lipid synthesis are fundamental processes for some macrophage functions, such as LD biogenesis and NO production, but not others, like cytokine synthesis.
Keywords: Macrophages;lipid droplets;ATP citrate lyase;de novo lipogenesis
Papel das proteínas yellow da saliva de flebotomíneos na interação entre neutrófilos humanos e o parasito leishmania
Título
Título: Papel das proteínas yellow da saliva de flebotomíneos na interação entre neutrófilos humanos e o parasito Leishmania
Aluno: Jullyana Oliveira da Silva
Orientador(es): Prof. Anderson Guimaraes Baptista Costa
Resumo
As leishmanioses constituem um grupo de doenças tropicais consideradas negligenciadas e que são causadas por parasitos do gênero Leishmania após a sua transmissão através de picadas de flebotomíneos. Componentes provenientes tanto do inseto quanto do protozoário, como a microbiota, a saliva e proteofosfoglicanos, são inoculados na pele do hospedeiro vertebrado no momento do repasto sanguíneo e podem modular a resposta imunológica em favor da infecção. Logo em seguida à picada de flebotomíneos, os neutrófilos circulantes são as primeiras células recrutadas para o sítio de infecção bem como são as primeiras a serem infectadas. Nosso grupo relatou recentemente que proteínas presentes na saliva do inseto, as proteínas da família yellow, atuam como quimioatraentes para neutrófilos bem como exacerbam a infecção in vivo. Neste estudo, investigamos in vitro o papel dessas proteínas na infecção de neutrófilos humanos pelo parasito Leishmania e as consequências resultantes dessa interação inicial. Os resultados mostraram que as proteínas yellow modulam as respostas de neutrófilos. O tratamento de neutrófilos infectados por Leishmania major e Leishmania infantum com as proteínas yellow induziu o aumento da sobrevivência do parasito, a redução da liberação de NETs e a redução da porcentagem de neutrófilos em interação direta com o parasito. O tratamento com as proteínas yellow em neutrófilos infectados por L. major induziu maior liberação de elastase. Além disso, culturas de macrófagos infectados com L. major e tratados com o sobrenadante de neutrófilos pré-incubados com proteína yellow apresentaram aumento na sobrevivência do parasito, efeito potencialmente desencadeado via ativação por TLR4 e/ou RAGE. Nossos dados revelam um papel imunomodulador para as proteínas da família yellow em neutrófilos infectados e mostram a sua possível relevância na infecção em humanos.
Palavras-chave: Neutrófilos; Leishmania major; Leishmania infantum; proteínas yellow; flebotomíneos; saliva
Abstract
Leishmaniasis is a group of neglected tropical diseases caused by parasites of the genus Leishmania, which are transmitted by sandfly bites. Factors derived from both the insect and the protozoan, such as microbiota, saliva and proteophosphoglycans, are inoculated into the skin of the vertebrate host at the time of the bite and can modulate the immune response in favor of the infection. After the sand fly bite, circulating neutrophils are the first cells recruited to the site of infection and the first cells to be infected. Our group recently reported that proteins from the insect’s saliva, the yellow family of proteins, act as chemoattractants for neutrophils as well as exacerbate the infection in vivo. In this study, we investigated the role of these proteins in the infection of human neutrophils with Leishmania parasites and consequences that arise from this initial interaction in vitro. Our results show that yellow proteins modulate the responses of infected neutrophils. Treatment of neutrophils infected by Leishmania major and Leishmania infantum with yellow proteins induced an increase in parasite survival, reduction of NETs release and a reduction in the percentage of neutrophils in direct contact with the parasite. Leishmania major-infected neutrophils treated with yellow proteins showed a higher elastase release. Furthermore, cultures of macrophages infected with L. major and treated with supernatant of yellow protein-treated neutrophils showed an increase in parasite survival. Our data reveal an immunomodulatory role for the yellow family of proteins on infected neutrophils and indicate their possible relevance on human infection.
Keywords: Neutrophils; Leishmania major; Leishmania infantum; yellow proteins; sand fly; saliva.
Influência do linfócito B sobre a dinâmica populacional das células T reguladoras CD4+Foxp3+ em sítios linfoides intra- e extra-intestinais sob condição homeostática
Título
Título: Influência do linfócito B sobre a dinâmica populacional das células T reguladoras CD4+Foxp3+ em sítios linfoides intra- e extra-intestinais sob condição homeostática
Aluno: Isabella Nogueira da Silva Alves
Orientador(es): Prof. Fabio B. Canto
Resumo
As células T reguladoras CD4+Foxp3+ (TREG), que podem se desenvolver no timo e em compartimentos extra-tímicos, exercem papel fundamental no estabelecimento da homeostase imunitária e da tolerância periférica, mantendo sob controle a ativação e a proliferação de linfócitos T CD4+ convencionais (TCONV, CD4+Foxp3- ). Logo, compreender os fatores que contribuem para o estabelecimento da homeostase das células TREG em órgãos linfoides periféricos torna-se essencial. O equilíbrio numérico de populações celulares em condição homeostática é mantido por mecanismos de proliferação e apoptose finamente regulados. Embora seja bem estabelecido que as células dendríticas contribuem efetivamente para o controle numérico-funcional de células TREG no ambiente pós-tímico, estudos mais recentes demonstram que o linfócito B também desempenha papel crítico neste processo. A deficiência in vivo de linfócito B é acompanhada pela redução nos níveis de células TREG em compartimentos linfoides extra-intestinais; no entanto, em órgãos linfoides associados ao intestino, sob contexto homeostático, os resultados são contraditórios. Além disso, os mecanismos utilizados pelo linfócito B para mediar o controle dos números periféricos de células TREG são pouco conhecidos. O objetivo deste trabalho, portanto, foi determinar o papel do linfócito B sobre a dinâmica populacional de células TREG em órgãos linfoides periféricos associados ou não à mucosa intestinal. Para isto, os níveis de células TREG (e de suas subpopulações CD25+ e CD25- ) presentes no baço, nos linfonodos periféricos (pLN) e nos linfonodos mesentéricos (mLN) foram comparados, por citometria de fluxo, entre camundongos μMT (congenitamente deficientes em linfócito B) e controles WT linforrepletos sob condição homeostática. Além disso, as atividades proliferativa e apoptótica das populações TREG e TCONV foram avaliadas nos mesmos sítios por meio da marcação com Ki67 e Anexina V, respectivamente. Nossos resultados demonstram que, em animais μMT, os percentuais de células TREG estão reduzidos em todos os órgãos linfoides analisados, quando comparados aos controles WT. A redução percentual de células TREG nos linfonodos (pLN e mLN) dos camundongos μMT está correlacionada com um aumento significativo no número absoluto de células TCONV CD25- . Por outro lado, os números absolutos das células TREG estão significativamente diminuídos no baço, embora permaneçam inalterados nos linfonodos dos camundongos deficientes em linfócito B. Consistente com esta observação, uma frequência aumentada de células TREG apoptóticas (Anexina V+ ) foi encontrada no baço, mas não nos linfonodos, dos animais μMT, indicando que a presença de linfócitos B é fundamental para garantir a sobrevivência das células TREG esplênicas. Notavelmente, o percentual de células TREG CD25+ mitóticas é exclusivamente aumentado no mLN, mas não no baço ou no pLN, dos camundongos μMT, sugerindo que o linfócito B, sob condição homeostática, restringe a proliferação das TREG CD25+ seletivamente em órgãos linfoides associados ao intestino. Tendo em vista que os números de células TREG CD25+ são indexados aos da população TCONV CD25+ , investigamos se a apoptose e/ou a atividade mitótica de células TCONV CD25+ estariam diferencialmente afetadas, em órgãos linfoides secundários intra- e extra-intestinais, pela deficiência em linfócitos B. De fato, a proliferação e a sobrevivência de células TCONV CD25+ , mas não das CD25- , encontram-se seletivamente aumentadas no mLN dos animais desprovidos de linfócitos B. Estes achados sugerem que os níveis fisiológicos de células TREG no mLN podem ser indiretamente regulados pelo linfócito B por meio de seu efeito sobre o compartimento de células TCONV CD25+ produtoras de IL-2. Em suporte a esta interpretação, a transferência adotiva de linfócitos B para hospedeiros μMT limitou precocemente a proliferação da população TCONV CD25+ no mLN, mas não no baço. Curiosamente, no entanto, a reconstituição com linfócitos B resultou em números absolutos elevados de células TCONV CD25+ no mLN, o que foi correlacionado com um aumento discreto, porém significativo, nas frequências de células TREG CD25+ neste sítio no intervalo analisado. Com o intuito de investigar se a microbiota intestinal influencia os distúrbios homeostáticos observados no mLN do animal μMT, fêmeas WT (doadoras de microbiota intestinal selecionada em presença de níveis fisiológicos de linfócitos B) e μMT (cujo microbioma intestinal foi moldado na ausência de IgA e outros fatores derivados do linfócito B) foram mantidas em co-habitação por 8 semanas, a partir da terceira semana de vida. Diferentemente do esperado, a exposição crônica de animais μMT à microbiota comensal de camundongos WT não reverte os distúrbios encontrados na população TREG presente no mLN na ausência de linfócitos B. Reciprocamente, os percentuais de TREG encontrados no mLN dos controles WT também não foram afetados pelo convívio com os animais congenitamente deficientes em linfócitos B. Coletivamente, os dados do presente estudo demonstram que o linfócito B impacta a dinâmica populacional de células TREG e TCONV, bem como de suas subpopulações CD25+ e CD25- , de maneira distinta em órgãos linfoides secundários associados ou não à mucosa intestinal. Experimentos adicionais serão necessários para dissecar os mecanismos moleculares envolvidos nos eventos de controle homeostático relacionados a cada sítio periférico.
Palavras-chave: células T reguladoras CD4+Foxp3+;linfócito B;homeostase periférica;células T convencionais CD4+Foxp3-;microbiota intestinal;imunorregulação
Abstract
CD4+Foxp3+ regulatory T cells (TREG), which can develop in the thymus and extrathymic compartments, play a key role in establishing immune homeostasis and peripheral tolerance, keeping the activation and proliferation of conventional CD4+ T lymphocytes under control (TCONV, CD4+Foxp3- ). Therefore, understanding the factors that contribute to the establishment of TREG cell homeostasis in peripheral lymphoid organs becomes essential. The numerical balance of cell populations in a homeostatic condition is maintained by finely regulated mechanisms of proliferation and apoptosis. Although it is well established that dendritic cells effectively contribute to the numerical-functional control of TREG cells in the postthymic environment, more recent studies demonstrate that B lymphocytes also play a critical role in this process. In vivo B lymphocyte deficiency is accompanied by reduced levels of TREG cells in extraintestinal lymphoid compartments; however, in lymphoid organs associated with the intestine, under a homeostatic context, the results are contradictory. Furthermore, the mechanisms used by B lymphocyte to mediate the control of peripheral numbers of TREG cells are poorly understood. The objective of this work, therefore, was to determine the role of the B lymphocyte on the population dynamics of TREG cells in peripheral lymphoid organs associated or not with the intestinal mucosa. For this, the levels of TREG cells (and their CD25+ and CD25- subpopulations) present in the spleen, peripheral lymph nodes (pLN) and mesenteric lymph nodes (mLN) were compared by flow cytometry among μMT mice (congenitally deficient in lymphocyte B) and lymphorepleted WT controls under homeostatic condition. Furthermore, the proliferative and apoptotic activities of TREG and TCONV populations were evaluated at the same sites by means of Ki67 and Annexin V labeling, respectively. Our results demonstrate that, in μMT animals, the percentages of TREG cells are reduced in all lymphoid organs analyzed, when compared to WT controls. The percentage reduction of TREG cells in lymph nodes (pLN and mLN) of μMT mice is correlated with a significant increase in the absolute number of TCONV CD25- cells. On the other hand, the absolute numbers of TREG cells (and their CD25+ and CD25- subpopulations) are significantly decreased in the spleen, although they remain unchanged in the lymph nodes of B lymphocyte-deficient mice. Consistent with this observation, an increased frequency of TREG cells apoptotic (Annexin V+ ) was found in the spleen, but not in the lymph nodes, of the μMT animals, indicating that the presence of B lymphocytes is essential to ensure the survival of splenic TREG cells. Notably, the percentage of mitotic CD25+ TREG cells (Ki67+) is exclusively increased in the mLN, but not in the spleen or pLN, of the μMT mice, suggesting that the B lymphocyte, under a homeostatic condition, selectively restricts the proliferation of CD25+ TREG in lymphoid organs associated with the intestine. Considering that the numbers of CD25+ TREG cells are indexed to those of the CD25+ TCONV population, we investigated whether apoptosis and/or mitotic activity of CD25+ TCONV cells would be differentially affected, in secondary intra- and extra-intestinal lymphoid organs, by the deficiency in B lymphocytes. In fact, the proliferation and survival of CD25+ TCONV cells, but not CD25- , are selectively increased in the mLN of animals devoid of B lymphocytes. These findings suggest that physiological levels of TREG cells in the mLN may be indirectly regulated by the B lymphocyte through its effect on the IL-2 producing CD25+ TCONV cell compartment. In support of this interpretation, adoptive transfer of B lymphocytes to μMT hosts precociously limited the proliferation of the CD25+ TCONV population in mLN, but not in the spleen. Interestingly, however, reconstitution with B lymphocytes resulted in high absolute numbers of CD25+ TCONV cells in the mLN, which was correlated with a slight but significant increase in CD25+ TREG cell frequencies at this site in the analyzed range. In order to investigate whether the intestinal microbiota influences the homeostatic disturbances observed in the mLN of the animal μMT, WT females (donors of intestinal microbiota selected in the presence of physiological levels of B lymphocytes) and μMT (whose intestinal microbiome was molded in the absence of IgA and other B lymphocyte-derived factors) were kept in cohabitation for 8 weeks, starting from the third week of life. Contrary to expectations, chronic exposure of μMT animals to the commensal microbiota of WT mice does not reverse the disturbances found in the TREG population present in mLN in the absence of B lymphocytes. Conversely, the percentages of TREG found in the mLN of the WT controls were also not affected by living with animals congenitally deficient in B lymphocytes. Collectively, the data from the present study demonstrate that the B lymphocyte impacts the population dynamics of TREG and TCONV cells, as wellits subpopulations CD25+ and CD25- , distinctly in secondary lymphoid organs associated or not with the intestinal mucosa. Additional experiments will be needed to dissect the molecular mechanisms involved in homeostatic control events related to each peripheral site.
Keywords: D4+Foxp3+ regulatory T cells;B lymphocyte;peripheral homeostasis;CD4+Foxp3-conventional T cells;intestinal microbiota;immunoregulation
Análise dos Efeitos da Hiperglicemia Nas N-glicanas de Câncer de Cólon: Prospecção de Biomarcadores
Título
Título: Análise dos Efeitos da Hiperglicemia Nas N-glicanas de Câncer de Cólon: Prospecção de Biomarcadores
Aluno: Hector Franco Barbosa Rhault Loponte
Orientador(es): Profa. Adriane Regina Todeschini
Resumo
O câncer colorretal (CCR) é o terceiro mais incidente e a segunda principal causa de morte relacionada ao câncer no mundo. Evidências epidemiológicas mostram que indivíduos diagnosticados previamente com diabetes mellitus (DM) apresentam um desenvolvimento mais agressivo em diferentes tipos de câncer quando comparados a pacientes não diabéticos. Além disso, o DM se correlaciona fortemente com a incidência e mortalidade do CCR. Estudos anteriores do nosso grupo demonstraram que a hiperglicemia aumenta a malignidade do tumor através da via biossintética das hexosaminas (VBH) e glicosilação aberrante. Neste trabalho visamos desenvolver um modelo que reproduza fielmente a evolução clínica do CCR sob influência da hiperglicemia que nos permita averiguar se a VBH estabelece um elo de correlação entre DM e CCR. Para a realização deste estudo foram utilizados: camundongos geneticamente modificados para desenvolver CCR de forma espontânea (Apc-CPC WT / ApcCPC Cmah-/- ) tratados ou não com Estreptozotocina (STZ), substância diabetogênica, além de cortes histológicos do cólon de pacientes diabéticos ou não com CCR. Em camundongos APCCPC WT foi observado menor expressão de GFAT1 em tecidos tumorais em relação a tecidos normais adjacentes. Além disso, animais tratados com STZ revelaram uma tendência de aumento nos níveis de O-GlcNAcilação em ambos tecidos, adjacente e tumoral, em relação aos animais controles. Contudo, os animais com mutação em Cmah responderam melhor ao tratamento com STZ e apresentaram visível agravo na formação de pólipos comparado ao modelo WT, revelando maior representatividade do quadro clínico esperado. Além disso, a análise preliminar de amostras de tumores de pacientes não diabéticos revelou que os níveis de GFAT2 diminuem em áreas de menor diferenciação, sugerindo que a transformação maligna leva à redução de GFAT2. Além disso, o tumor de pacientes diabéticos apresentou maior infiltrado inflamatório e margem tumoral mais invasiva, quando comparado a um paciente não diabético de estadiamento similar, consistente com um perfil mais agressivo e infiltrante. Tomados em conjunto, nossos dados sugerem que o diabetes contribui para a malignidade do tumor, alterando a VBH.
Palavras-chave: Adenocarcinoma colorretal; Câncer colorretal; Diabete Melitus; Hiperglicemia; Via Biossintética das Hexosaminas.
Abstract
Colorectal cancer (CRC) is the third most incident and the second main cause of death worldwide. Robust epidemiological data have shown that diabetic individuals are at higher risk of developing aggressiveness of different types cancer when compared to non-diabetic patients. Furthermore, diabetes mellitus (DM) has a strong correlation with incidence and mortality in CRC. In our previous studies we showed that hyperglycemia increases tumor malignancy and aberrant glycosylation through hexosamine biosynthetic pathway (HBP). Here we aimed to develop a model wthat would more closely represent the clinical evolution of CRC under hyperglycemia conditions, to allow a better understanding of HBP potential link between DM and CRC. We used genetically modified mice that develop spontaneous CRC (Apc-CPC WT / Apc-CPC Cmah -/- ) treated or not with the diabetogenic drug Streptozotocin (STZ) as well as human colon tissue samples from patients with CRC bearing or not DM. We saw lower expression of GFAT1 in tumoral tissues compared to normal adjacent tissues in Apc-CPC WT mice. In addition, STZ-treated mice revealed a tendence of increased O-GlcNAcylation levels in both adjacent and tumor tissues, in relation to the control group. Interestingly, the APC-CPC Cmah-/- mice had a stronger response to STZ treatment as showed by a notable aggravation in tumor size compared with WT model. These data suggest a better representativeness of ApcCPC Cmah-/- to the clinical aspects seen in human patients. Moreover, preliminary analysis of tumor samples of non-diabetic patients revealed decreased levels of GFAT2 in less differentiated areas, suggesting that malignant transformation could lead to a reduction in GFAT2 expression. In agreement, the tumor of diabetic patients showed a higher inflammatory infiltrate and a more invasive tumor front when compared with non-diabetic patients at the same tumor staging, consistent with a more infiltrating and aggressive behavior. Altogether, our results suggest that DM contributes to the malignancy of colorectal tumors through modulation of HBP activity.
Keywords: Colorectal adenocarcinom; Colorectal cancer; Diabetes Mellitus; Hyperglycemia; Hexosamine Biosynthetic Pathway.
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