Análise funcional de CD99 na tumorigênese de astrocitomas

• Main Author: Santos, Ursula Urias dos
• Other Authors: Shinjo, Sueli Mieko Oba
• Format: Others
• Language: pt
• Published: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP 2015
• Subjects: Astrocitoma; Astrocytomas; Brain neoplasm; CD99 human protein; Glioblastoma; Migração; Migration; Neoplasias encefálicas; Placenta; Proteína humana CD99
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/5/5138/tde-12052015-081611/

Astrocitomas constituem o tipo mais comum de tumor cerebral neuroepitelial primário apresentando grande heteogeneidade. De acordo com a Organização Mundial de Saúde, os astrocitomas podem ser histologicamente divididos em graus I- IV. Astrocitomas pilocíticos (grau I) são tumores circunscritos, de crescimento lento e bom prognóstico. Astrocitomas difusos (grau II) apresentam hipercelularidade, crescimento relativamente lento e propensão para invadir o tecido cerebral normaladjacente. Astrocitomas anaplásicos (grau III) apresentam aumento da celularidade, atipia nuclear e figuras mitóticas. Glioblastomas (GBMs - grau IV) representam o mais frequente e maligno tumor cerebral humano com crescimento extremamente agressivo, anaplasia, células altamente proliferativas, com frequente neoangiogênese e necrose. O comportamento altamente invasivo dos GBMs, caracterizado pela infiltração difusa para o parênquima cerebral normal adjacente, inviabiliza a remoção cirúrgica total do tumor. Além disso, as células dos GBMs são relativamente resistentes às terapias disponíveis. Analogamente a outros tipos de câncer, os GBMs demonstram comportamentos semelhantes às de células trofoblásticas, sugerindo vias de sinalização compartilhadas no controle dos processos tumorigênicos e de implantação da placenta. Em ambos os casos, o estabelecimento de um fenótipo invasivo compreende processos celulares que incluem aumento da proliferação, expressão ou repressão de moléculas de adesão celular específicas, produção de enzimas que digerem a matriz extracelular, expressão de produtos de proto-oncogenes, ativação da telomerase, evasão ou edição da resposta imune do hospedeiro e angiogênese. Com base nas características comuns entre células tumorais e trofoblastos, o presente trabalho teve como objetivo a busca in silico de genes expressos em placenta e tecidos tumorais e que podem contribuir para o estabelecimento e manutenção do fenótipo maligno, utilizando os bancos de dados de MPSS e SAGE. Dentre os 12 genes avaliados, CD99 foi o que apresentou o maior valor de expressão média nas amostras de GBM em comparação a amostras de tecido cerebral não neoplásico. Em uma casuística ampliada de astrocitomas , observou-se uma maior expressão relativa de CD99 em todos os graus de malignidade, sendo que os GBMs apresentaram os valores mais elevados. Esses achados foram confirmados em nível proteico por western blot e imunoistoquímica. Além disso, foi realizada a análise de imunolocalização de CD99 em amostras de tumores astrocíticos, com localização restrita a membrana ou citoplasma, em contraste ao tecido cerebral não neoplásico ou astrocitomas pilocíticos não infiltrantes, que não apresentaram marcação nestas estruturas. Ao compararmos três linhagens celulares derivadas de GBM, CD99 apresentou maior expressão na membrana e maior capacidade migratória nas linhagens A172 e U87MG, enquanto que a linhagem T98G apresentou menor expressão da proteína e ausência de capacidade migratória. O silenciamento da expressão de CD99 por siRNA diminuiu significativamente a migração das linhagens celulares A172 e U87MG. Além disto, anticorpo anti-CD99 apresentou maior marcação por em lamelipódios das células U87MG, possivelmente por reorganização do citoesqueleto de actina. Os resultados integrados de expressão gênica e proteica sugerem que a expressão de CD99 em astrocitomas de diferentes graus de malignidade pode contribuir para a capacidade infiltrativa destes tumores, ressaltando a importância desta proteína como um potencial alvo para a redução da capacidade infiltrativa dos astrocitomas nos processsos de migração e invasão === Astrocytomas are the most common type of primary neuroepithelial brain tumour and show great heterogeneity. According to World Health Organization criteria, astrocytomas can be histologically separated into grades I through IV. Pilocytic astrocytomas (grade I) are circumscribed, slow growing tumours with a good prognosis and mainly occur in children or young adults. Low-grade astrocytomas (grade II) show hypercellularity, relatively slow growth, and a propensity to invade surrounding normal brain tissue. Anaplastic astrocytomas (grade III) have increased cellularity, nuclear atypia, and mitotic figures. Glioblastomas (GBMs - grade IV), are the most common malignant and aggressive of all brain malignancies, exhibiting anaplastic, highly proliferative cells, with frequent neoangiogenesis and necrosis. GBM cells can escape complete resectability and are relatively resistant to the available therapies (radiation and chemotherapy). Similar to other cancer types, GBMs demonstrates behaviours that are analogous to trophoblastic cells, suggesting shared pathways to control tumourigenic processes and placental implantation. In both cases, the establishment of an invasive phenotype comprises cellular processes that include increased proliferation, the expression or repression of specific cell adhesion molecules, the production of enzymes that digest the extracellular matrix, the expression of proto-oncogene products, telomerase activation, evasion or edition of the host immune response, and angiogenesis. Based on the shared characteristics of tumour cells and trophoblasts, we searched in silico for genes that are in both placenta and tumour tissues using MPSS and SAGE databases and that could contribute to the establishment and maintenance of a malignant phenotype. Among 12 selected genes, CD99 exhibited the highest relative mRNA expression in GBM compared to non-neoplastic brain tissues. In a larger cohort of astrocytic tumours, we further demonstrated increased CD99 expression in all malignant grades, with GBMs showing the highest values. These findings were confirmed at the protein level by Western blotting and immunohistochemistry. Additionally, we demonstrated the CD99 localisation profile in astrocytic tumours. Interestingly, CD99 expression was confined to the cytoplasm or membrane in more malignant astrocytomas, in contrast to non-neoplastic brain tissue or non-infiltrative pilocytic astrocytoma, which showed no obvious staining in these structures. Comparison of three GBM cell lines revealed higher CD99 expression at the membrane and higher migratory capacity in the A172 and U87MG lines, but lower CD99 expression and no migratory ability in the T98 line. Knocking down CD99 expression by siRNA decreased significantly the migration of both A172 and U87MG cell lines. Additionally, a higher anti-CD99 antibody staining was observed in lamellipodia of U87MG, probably because of actin citoskeletal reorganization. These integrated CD99 gene and protein expression results suggest that CD99 expression in astrocytomas of different malignant grades might contribute to the infiltrative ability and support the importance of CD99 as a potential target to reduce infiltrative astrocytoma capacity in migration and invasion.