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Tipo do documento: Tese
Título: Regulação da diferenciação angiogênica endotelial por matrizes de gliomas humanos
Título(s) alternativo(s): Regulation of endothelial angiogenic differentiation by matrices of human gliomas
Autor: Silva, Aline Oliveira da 
Primeiro orientador: Silva, Verônica Maria Morandi da
Primeiro membro da banca: Simão, Tatiana de Almeida
Segundo membro da banca: Quírico-Santos, Thereza Fonseca
Terceiro membro da banca: Abreu Junior, José Garcia Ribeiro
Resumo: A matriz extracelular (MEC) é essencial na angiogênese e responsável por induzir vias de sinalização essenciais para a migração, invasão, proliferação e sobrevivência das células endoteliais. A tenascina-C (TN-C), uma proteína matricelular-ícone, está envolvida na proliferação e angiogênese tumoral. A MEC de astrocitomas de alto grau (III e IV) possui elevada quantidade de TN-C, que interfere com a glicoproteína adesiva fibronectina (FN), desestabilizando as adesões focais e induzindo a proliferação celular em gliomas. Estudos prévios pelo nosso grupo mostraram que células de astrocitoma humano produzem uma matriz rica em TN-C, que induz importantes defeitos na tubulogênese endotelial em parte das células endoteliais incubadas com essa matriz, enquanto outra sub-população sofre anoikis (apoptose induzida por desaderência). Na Parte I, confirmamos indicações prévias de que o aumento de expressão de TN-C em astrócitos humanos é parte crucial da transformação tumoral, uma vez que astrócitos normais sintetizam uma matriz rica em FN que não induz defeitos na tubulogênese. Observamos também que células endoteliais que aderem à MEC tumoral expressam maior quantidade de integrina α9β1 e possuem uma cinética de ativação de FAK e ERK alterada, sugerindo a ativação de integrinas diferentes daquelas ativadas pela matriz autóloga. A MEC de astrocitoma induz a diminuição da expressão de FGFR1 e sindecan-4, diminuindo consequentemente a ativação da via de PKCα, necessária para a formação adequada de estruturas tubulares. As células endoteliais deficientes na formação de estruturas tubulares também apresentaram um aumento na ativação de PKCδ. Verificamos ainda que a matriz de astrocitoma aumenta a expressão de VEGFR2, bem como a migração de células endoteliais em resposta ao VEGF-A. Porém, este fator de crescimento angiogênico potencializa o defeito tubulogênico. Levantamos então a hipótese de que a matriz rica em TN-C atue na seleção de um fenótipo endotelial compatível com as células líderes (tip cells): as células líderes, altamente migratórias, guiam a formação dos novos ramos em direção a pistas angiogênicas, enquanto células da haste (stalk cells) são importantes para o amadurecimento da parede vascular e para a formação de lúmen. A análise transcriptômica de células endoteliais condicionadas pela matriz de astrocitoma mostrou a indução de diversos genes-chave para o fenótipo líder, como AQP1, DLL4, EFNB2, MMP14 e PLXD1. Na Parte II, investigamos se células endoteliais cuja anoikis foi induzida pela matriz rica em TN-C também desempenham um papel na tubulogênese. Observamos que meios condicionados contendo células apoptóticas estimulavam significativamente a tubulogênese. A caracterização dos meios condicionados mostrou que células endoteliais incubadas com a MEC tumoral liberam aproximadamente 3 vezes mais vesículas extracelulares (VEs) do que as células endoteliais incubadas com a MEC autóloga. A presença dessas vesículas contribuiu tanto para a migração da célula endotelial como para o aumento da formação das estruturas tubulares. Desta forma, sugerimos que a MEC rica em TN-C desempenhe um papel fundamental na organização da angioarquitetura dos vasos de astrocitomas, caracterizada pela grande quantidade de vasos aberrantes, compondo uma rede vascular caótica e sub-funcional.
Abstract: The extracellular matrix (ECM) is an essential component of angiogenesis, responsible for triggering crucial signaling pathways leading to endothelial cell migration, invasion, proliferation and survival. Tenascin-C (TN-C) is an iconic matricellular protein involved in the regulation of tumor cell migration and angiogenesis. ECM secreted by high grade (III and IV) astrocytomas contains elevated amounts TN-C, which interferes of the adhesive activity of fibronectin, by destabilizing focal adhesions, thus stimulating glioma proliferation. We have previously shown that TN-C rich matrices, produced by human astrocytoma cells, selected a tubulogenesis-defective endothelial cell subpopulation, while inducing anoikis – a particular type of cell death triggered by cell detachment - of another endothelial subpopulation. In Part I, we confirmed that the increase of TN-C by human astrocytes is a crucial part of tumoral transformation, since normal astrocytes, in contrast with astrocytoma cells, synthesize a FN-rich ECM, which does not elicit tubulogenic defects in endothelial cells. We also observed that cells able to adhere on U-373 MG astrocytoma matrix express more α9β1integrin, besides exhibiting altered kinetics for FAK and ERK activation, when compared to endothelial cells incubated with their autologous immobilized ECM. We also found that the incubation of endothelial cells with astrocytoma ECM led to a decrease of both FGFR1 and syndecan-4 expression, which work as partners in the activation of PKCα signaling. On the other hand, the activation of PKCδ in tubulogenesis-defective endothelial cells was increased in the same condition, suggesting an antagonic role for both PKC isoforms in endothelial tubulogenesis. These data were confirmed with the use of selective and specific inhibitors and activators of PKC isoforms. Additionally, we found that the astrocytoma matrix increases VEGFR2 expression and endothelial migration induced by VEGF-A. Suprisingly, the tubulogenic defect was potentiated by VEGF-A. The last result led us to hypothesize that the matrix secreted by astrocytoma cells promoted the enrichment of a tip cell-like endothelial phenotype. Tip cells are highly migratory endothelial cells, expressing high levels of VEGFR2 and specialized in guiding neo-vessels towards angiogenic cues. However, an excess of tip cells over stalk cells in a nascent structure precludes branch formation and stabilization. We performed a whole functional genome analysis (transcriptome sequencing) and found that endothelial cells primed by their incubation with TN-C-rich ECM expressed increased the expression of toolkit genes for tip cell phenotype, such as AQP1, DLL4, EFNB2, MMP14 e PLXD1. In Part II, we devoted attention to the endothelial cell subpopulation that undergoes anoikis when incubated with the matrix secreted by U-373 MG cells. Initially, we observed that the conditioned medium (CM) containing apoptotic cells stimulated tubulogenesis of TDECs (for tubulogenesis-defective endothelial cells), in a Matrigel assay. Further characterization of conditioned media showed a near three-fold increase in extracellular vesicles (EVs) in the CM of cells incubated on astrocytoma ECM, as compared with autologous ECM. EVs significantly contributed to tubulogenesis and migration of TDECs. Overall, our work strongly suggests that TN-C rich matrices play a fundamental role in the establishment of disfunctional vascular networks prevailing in high grade astrocytomas.
Palavras-chave: Endothelial cells
Gliomas
Angiogenesis
Extracelular matrix
Extracellular vesicles
Célula endotelial
Gliomas
Angiogênese
Matriz extracelular
Vesículas extracelulares
Área(s) do CNPq: CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOFISICA::BIOFISICA CELULAR
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UERJ
Departamento: Centro Biomédico::Instituto de Biologia Roberto Alcantara Gomes
Programa: Programa de Pós-Graduação em Biociências
Citação: SILVA, Aline Oliveira da. Regulação da diferenciação angiogênica endotelial por matrizes de gliomas humanos. 2016. 150 f. Tese (Doutorado em Biociências) – Instituto de Biologia Roberto Alcântara Gomes, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2016.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/18202
Data de defesa: 30-Ago-2016
Aparece nas coleções:Doutorado em Biociências

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