Dissertations / Theses on the topic 'Focal Adesion'

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2013.
Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2014-01-10T10:55:15Z No. of bitstreams: 1 2013_DanielAugustoBarradeOliveira.pdf: 2428120 bytes, checksum: c456b5418b233575e486a336a32f5cb7 (MD5)
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As proteínas quinases são importantes por atuar em processos biológicos conhecidos, como a transdução de sinais. Esses processos estão intimamente relacionados com o desenvolvimento de neoplasias malignas. Desse modo, o conhecimento da atuação de drogas, relacionadas com essas proteínas, é relavante para o tratamento de alguns tipos de câncer. Neste trabalho, procurou-se estudar inibidores da proteína quinase de adesão focal (FAK), a fim de correlacionar propriedades teóricas, obtidas pela química computacional, com atividades biológicas calculadas a partir do IC50, para auxiliar no entendimento entre essas drogas e a FAK. Para realizar os cálculos foram usadas diversas aproximações de modelagem molecular, dentre as quais, mecânica molecular, métodos ab initio, e métodos híbridos. Para a aproximação de mecânica quântica foram usados os métodos Hartree-Fock, teoria do funcional de densidade, e semi-empíricos PM3, PM6 e MNDO, para descrever a interação entre o sítio catalítico da FAK e os inibidores. O programa O programa auto-docking Vina foi usado para o ancoramento rígido. As atividades de inibidores da classe 7-h-pirrolo-pirimidina foram comparadas com dados provenientes da mecânica quântica, cujo resultado mostrou a importância dos orbitais de fronteira próximos ao aminoácido Cys502. Quanto mais estendidos esses orbitais, maior poderá ser atividade de inibição da FAK. São ainda observadas interações moleculares com os aminoácidos Arg424 e Lys454. Os inibidores dasatinib, sulfonamida e tiazole também foram estudados com métodos de química quântica. Esses inibidores mostram tendências químicas semelhantes com aqueles da classe pirrolo pirimidina, no que se refere às interações com os aminoácidos da tríade catalítica, enfatizando a necessidade dessas interações na construção de novos inibidores. Além disso, a partir da análise de componentes principais, foi mostrada uma correlação entre atividades e propriedades eletrônicas. A soma de todos esses estudos leva a novas fronteiras para o entendimento da interação de fármacos inibidores da proteína quinase e, consequentemente, a compreensão da inibição da metástase, que são uma das maiores causas de morte no mundo moderno. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT
The kinases proteins play important role acting in known biological process, as the signal transduction. These processes are strongly related to the development of malignant neoplasms. Therefore, the knowledge of the drug action related to the kinase protein is relevant for the cancer treatment. In this work, it was studied inhibitors of focal adhesion kinase (FAK) protein in order to correlate theoretical properties with biological activity via IC50, to understand the interaction between these drugs with FAK. In order to perform the calculations it was employed several approaches of molecular modeling, as molecular mechanics, ab initio and hybrid methods. For the quantum mechanical approach we have used Hartree-Fock, density functional theory and semi-empirical PM3, PM6, MNDO methods to describe the interaction between the catalytic site of FAK binding and the selected inhibitors. Auto Docking Vina program was employed to perform the rigid docking. The inhibitor activities of 7-h-pirrole-pirimidines were compared to the results of quantum mechanical approaches, and these results shows the important relation to the frontier orbitals close to the Cys502 aminoacid. The largest contribution of these orbitals is closely related to the FAK inhibition. The molecular interaction with Arg454 and Lys454 aminoacids were also showed. Dasatinib, sulfonamide and thiazole inhibitors also presents these main interactions, emphasizing the relevance of catalytic site interaction of FAK with new inhibitors. Furthermore, from the principal component analysis, it was shown a correlation between activity and electronic properties. The present study leads to new frontiers for the understanding the interaction between focal adhesion kinase and the inhibitors, which is related to the metastase, one o the main reason of death in the world.

Orientador: Kleber Gomes Franchini
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas
Made available in DSpace on 2018-08-03T18:22:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Clemente_CarolinaFernandaManfrediZambon_M.pdf: 19532548 bytes, checksum: 4a95bc20b2e4dd3ebc6b97a62309141d (MD5) Previous issue date: 2003
Resumo: A linhagem celular C2C12 é um modelo bem estabelecido para a diferenciação miogênica in vitro. Quando os mitógenos são retirados do meio de cultura (privação de soro fetal bovino), fatores de transcrição específicos são ativados, levando a indução de expressão de miogenina e outros fatores miogênicos. A expressão de miogenina marca o comprometimento dos mioblastos ao processo de diferenciação em músculo esquelético....Observação: O resumo, na integra, podera ser visualizado no texto completo da tese digital
Abstract: The cellular lineage C2C12 is a well established model ofmyogenic differentiation in vitro. Upon mitogen withdrawal (bovine serum starvation), specific transcription fàctors are activated, leading to the induction of myogenin and other myogenic factors. Myogenin expression marks the commitment ofmyoblasts to the differentiation pathway... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations
Mestrado
Mestre em Ciências Médicas

A montagem e desmontagem das adesões focais (AF) desempenham um papel fundamental em diversos processos celulares, incluindo migração celular e sobrevivência. Resultados prévios do nosso laboratório mostram que fibroblastos nulos ou silenciados para miosina-Va sofrem um atraso na desmontagem das adesões, sugerindo um papel para a miosinaVa neste processo. Neste trabalho, visamos analisar a dinâmica de montagem das AF em fibroblastos murinos imortalizados NIH3T3, utilizando sondas fluorescentes para visualização de componentes de adesão focal. A formação das AF foi analisada após estímulo por soro de células quiescentes, o que leva a intensa polimerização de actina, reorganização do citoesqueleto e montagem das AF. A cinética de montagem das AF foi observada em ensaios ao longo do tempo, de células fixadas em 0, 5, 15, 30, 120 minutos após estímulo, e marcadas para miosina-Va fosforilada (p-miosina-Va, S1650), FAK fosforilada (p-FAK, Y397), vinculina, dinamina-2, integrina-?1, faloidina, Ki67 e DAPI. Os nossos resultados mostraram um aumento de fluorescência de p-miosina-Va por todo o citoplasma após a estímulo com soro, e revelaram que a p-miosina-Va co-localiza com pFAK nas AF logo após o estímulo, essa localização da p-miosina-Va nas AF diminui ao passar do tempo e retorna após 120 minutos. Isto é consistente com os resultados anteriores de um papel da miosina-Va na dinâmica das AF. Também é possível perceber uma maior concentração de p-miosina-Va e dinamina-2 na região perinuclear, 5 minutos após estímulo, e o espalhamento de ambas as proteínas pelo citoplasma com o passar do tempo. Demonstramos, por Western blotting, que o estímulo por soro não causa alteração na quantidade total de miosina-Va em nenhum dos tempos analisados em relação à condição de quiescência, mas induz, após 5 e 15 minutos, um aumento apreciável de p-miosina-Va, que sofre queda e variações nos tempos posteriores. Para nosso conhecimento, esta é a primeira demonstração de que a fosforilação da miosina-Va aumenta em resposta ao soro e estamos investigando se este evento está ligado à dinâmica das adesões focais em fibroblastos
The assembly and disassembly of focal adhesions (FA) play a critical role in several cellular process, including cell migration and survival. Previous work from our laboratory showed that fibroblasts without myosin-Va show a delay in focal adhesion disassembly, suggesting a role for myosin-Va in this process. In this work, we aim at imaging the dynamics of focal adhesion disassembly and reassembly in cells, with fluorescent probes for visualization of focal adhesion components. Here, we used murine NIH3T3 fibroblasts to analyze FA formation after serum stimulation of quiescent cells, which leads to intense polymerization of actin and reorganization of the cytoskeleton and FA assembly. The kinetics of FA assembly was observed in a time-course assay of cells fixed at 0, 5, 15, 30 and 120 min after serum stimulation, and stained for phosphorylated myosin-Va (p-myosin-Va, S1650), phosphorylated FAK (p-FAK, Y397), vinculin, phalloidin and DAPI. Our results showed an increase of pmyosin-Va staining throughout the cytoplasm upon serum stimulation, and revealed that pmyosin-Va does not colocalize with FAK in FA at early time points. However, colocalization is observed after 30 to 120 min. This is consistent with previous results of a role for myosin-Va in FA disassembly. It is also possible to observe a higher concentration of p-myosin-Va and dynamin-2 in the perinuclear region 5 minutes after stimulation, and the spreading of both proteins in the cytoplasm over time. We demonstrate by Western blotting that serum stimulation does not cause change in total amount of myosin-Va, in any of the times analyzed in relation to the quiescent condition, but induces, after 5 and 15 minutes, an appreciable increase of pmyosin-Va suffering drop and variations in the later times. To our knowledge, this is the first demonstration that phosphorylation of myosin-Va increases in response to serum and we are investigating whether this event is connected to the dynamics of focal adhesions in fibroblasts

Gliomas são tumores altamente invasivos, resistentes aos tratamentos disponíveis atualmente e com alta taxa de mortalidade. A superexpressão de RECK na linhagem de glioma humano T98G comprometeu a capacidade das células de migrar e invadir in vitro, com rearranjo do citoesqueleto e alteração na distribuição espacial de FAK fosforilado. Entretanto, o possível mecanismo envolvido na inibição da migração mediada por RECK não foi desvendado. Para estudarmos os mecanismos envolvidos nesta alteração da capacidade migratória, as células T98G foram transfectadas com o vetor plasmidial pCXN2-hRECK (RECK+). A via das integrinas, a atividade de alguns membros da família das RhoGTPases e elementos do citoesqueleto foram avaliados através de imunoblotting, imunomarcação e ensaios de pull-down para as células RECK+ em comparação com células T98G não-transfectadas (WT), células T98G transfectadas com vetor pCXN2 na ausência do gene RECK (vetor) e fibroblastos primários humanos (FF287). Nossos resultados mostram um aumento na expressão de integrina β1 e uma diminuição da fosforilação de FAK no sítio de auto-fosforilação Tyr397 que, juntamente com o aumento das fibras de estresse e a diminuição dos lamelipódios, sugerem um fenótipo menos migratório da célula. Porém, quando avaliada a atividade de Rac1, esta se mostrou aumentada, embora uma das vias de ativação de Rac1 seja através da fosforilação de FAK levando à formação dos lamelipódios. A hipótese é que RECK inibe a quebra das adesões focais que participam do processo de migração, dificultando a mobilidade celular. Como as células continuam recebendo o estímulo para migrar, estas ativam Rac1 através de uma via independente de FAK. Além disso, a imunomarcação de paxilina mostrou um aumento no tamanho das adesões focais nas células RECK+, indicando que RECK pode influenciar nas estruturas responsáveis pelo contato célula-matriz.
Gliomas are highly invasive, treatment-resistant and lethal tumors. Overexpression of RECK in human glioma cell line T98G decreased cell migration and invasion in vitro, lead to cytoskeleton rearrangement and caused changes in phospho-FAK distribution. However, the pathway involved in RECK-mediated inhibition of cell migration has not been elucidated yet. To study the mechanisms by which RECK affects cell motility, T98G cells were transfected with pCXN2-hRECK vector (RECK+). Some proteins involved in the integrin pathway, activity of some proteins of RhoGTPase family and cytoskeleton proteins were analyzed through immunoblotting, immunostaining and pull-down assay in RECK+ cells and compared with non-transfected T98G cells, T98G transfected with pCXN2 without RECK gene and human primary fibroblasts (FF287). Our results showed an increase in integrin β1 expression and a decrease in FAK phosphorylation in the Tyr397 site, which together with the increase of stress fibers and decrease of lamellipodia, suggest a less migratory phenotype. Despite this, Rac1 activity was increased even though one of Rac activation pathways is through phospho-FAK, leading to lamellipodium formation. Our hypotheses is that RECK affects focal adhesion turnover, diminishing cell motility. As cells are still receiving a positive signal to migrate, they activate Rac1 through a FAK-independent pathway. Besides that, paxillin immunostaining showed that focal adhesions are larger in RECK+ cells, indicating that RECK can influence structures related with cell-matrix contact.

La Leucemia Linfatica Cronica (LLC) è una malattia linfoproliferativa caratterizzata dall’espansione e accumulo di linfociti B nel sangue, nel midollo osseo e nei tessuti linfoidi. La patogenesi coinvolge fattori intrinseci e estrinseci, come la deregolazione dell'apoptosi e l’alterato signaling del BCR. Il decorso della malattia è molto eterogeneo e può variare da una condizione indolente ad una forma molto aggressiva; per questo è fondamentale identificare nuove caratteristiche che possano dare indicazioni sulla prognosi dei pazienti. Infatti, la ricerca di molecole coinvolte nella sopravvivenza e nella resistenza ai farmaci delle cellule leucemiche è sempre più attuale. In questo contesto, abbiamo indagato sulla chinasi di adesione focale (FAK), proteina di 125kDa che, in seguito a fosforilazione, viene attivata e può reclutare numerose proteine di segnale. Specialmente nei tumori solidi, FAK controlla l’adesione, la migrazione, l’apoptosi e la proliferazione. La chinasi partecipa inoltre al turnover delle adesioni focali, processo regolato dal taglio proteolitico di FAK da parte di Calpaina, enzima dipendente dal calcio. Gli stessi meccanismi di motilità cellulare sono regolati anche da HS1 (Hematopoietic lineage cell Specific protein-1) e Cortactina, entrambe over-espresse e associate a prognosi infausta nella LLC. Con queste premesse, e considerando che HS1 e Cortactina possono interagire con FAK, abbiamo ipotizzato che la stessa FAK potrebbe svolgere un ruolo nella patogenesi della LLC. Lo scopo di questo progetto è stato, quindi, caratterizzare le funzioni di FAK nelle cellule di LLC. Abbiamo dimostrato che l'espressione di FAK nei pazienti con LLC era variabile, con i casi U-LLC a prognosi sfavorevole che mostravano una down-modulazione della forma full-length (0,39±0,36 vs M-LLC, 0,73±0,72; p<0,01, test t di Student). Analizzando la presenza di altre forme della chinasi, abbiamo dimostrato che FAK era presente anche come bande a peso molecolare di 92/94, 84 e 50kDa, compatibili con un clivaggio mediante Calpaina. Questi frammenti sono stati trovati in maggiore quantità nei pazienti con BCR responsivo, cioè con signaling più attivo, nei quali abbiamo anche riscontrato una tendenza verso un’aumentata espressione di Calpaina, rispetto ai pazienti non-responsivi. Queste forme clivate erano anche fosforilate in Y397, cioè attive, e in grado di muoversi nella cellula, poiché prive del dominio di localizzazione in membrana; FAK clivata, infatti, era presente nel nucleo, specialmente nei pazienti responsivi. Analizzando la relazione con molecole coinvolte nell'aggressività della LLC, come HS1 e Cortactina, mediante citofluorimetria e analisi RPPA, abbiamo dimostrato che l’attivazione di FAK era significativamente correlata con la sovra-espressione di queste due molecole, suggerendo che FAK stessa potrebbe essere coinvolta in un pathway che favorisce l’aggressività della malattia. Per studiare il ruolo di FAK nella sopravvivenza delle cellule tumorali abbiamo trattato i linfociti di LLC con Defactinib, inibitore selettivo della chinasi. Dopo 24 ore di trattamento in vitro, abbiamo dimostrato una riduzione della vitalità delle cellule leucemiche (33±24% vs controllo non trattato, 62±17%, p<0,0001, test t di Student per dati appaiati). In conclusione, ipotizziamo che FAK e i suoi frammenti clivati siano coinvolti nella patogenesi della LLC o, in particolare, nel fenotipo più aggressivo. La capacità di traslocare nel nucleo e le riportate funzioni pro-sopravvivenza suggeriscono che FAK sia implicata in un pathway di resistenza all'apoptosi. Inoltre, la correlazione con molecole legate all'aggressività della LLC, ovvero HS1 e Cortactina, indicano un coinvolgimento di FAK nel fenotipo maligno della malattia. Gli effetti apoptotici dell'inibizione di FAK hanno dato un'ulteriore dimostrazione della partecipazione della chinasi a un meccanismo di sopravvivenza nella LLC.
Chronic Lymphocytic Leukemia (CLL) is a neoplastic disorder characterized by the clonal expansion and accumulation of B lymphocytes in peripheral blood, bone marrow and lymphoid tissues. CLL pathogenesis involves both intrinsic and extrinsic factors, such as apoptosis dysregulation and altered B-cell receptor (BCR) signaling. The heterogenous disease course can range from an indolent condition to a very aggressive form of leukemia; thus, it is important to identify novel biological features to predict patients’ prognosis. Indeed, the research for molecules involved in increased survival and drug resistance of neoplastic B cells is ongoing. In this context, we focused on the role of Focal Adhesion Kinase (FAK), a 125kDa protein which, upon phosphorylation on Y397, is activated and can recruit numerous signaling molecules. Especially in solid tumors, FAK can regulate several cellular processes, like adhesion, migration, apoptosis, and proliferation. Besides, as a component of focal adhesions, this kinase participates in the dynamic turnover of these structures, a process regulated through proteolytic cleavage by Calpain, a Ca2+-dependent enzyme. The same cellular mechanisms of cytoskeleton remodeling and motility of the tumor cell are regulated by hematopoietic lineage cell-specific protein 1 (HS1) and its homolog Cortactin, over-expressed in CLL and associated with disease aggressiveness. With this as a background and provided that Cortactin and HS1 can interact with FAK, we hypothesized that FAK might play a key role in CLL pathogenesis and/or maintenance. Therefore, the aim of this three-year PhD project was to characterize FAK functions in CLL cells. We found that FAK expression was variable among CLL patients, with poor prognosis U-CLL cases showing a down-modulation of the 125kDa full-length form (n=56, 0.39±0.36 vs n=67 M-CLL, 0.73±0.72; p<0.01, Student’s t test). Analyzing the presence of other forms of the kinase, we proved that FAK was present also as lower molecular weight bands of 92/94, 84 and 50kDa, compatible with Calpain cleaved fragments. These fragments were found in great amount in the BCR responsive patients, whose receptor signaling is more active, and in which we found a trend toward increased Calpain expression. These cleaved forms were also phosphorylated in Y397, meaning active, and able to relocate inside the cells, since they lacked the domain for the localization near the membrane. We found that cleaved FAK was present inside the nucleus, especially of the responsive patients. Analyzing the relationship with other molecules involved in CLL aggressiveness, like HS1 and Cortactin, both through flow cytometry and RPPA analysis, we demonstrated that FAK activation was significantly correlated with the over-expression of the two molecules, suggesting that FAK itself may be involved in a pathway for increased aggressiveness of the disease. To investigate FAK role in tumor survival, we treated CLL cells with 5µM Defactinib, a selective inhibitor for the kinase. After 24 hours of in vitro treatment, we demonstrated a reduction in the viability of leukemic lymphocytes (n=46; 33±24% vs untreated control, 62±17%, p<0.0001, paired Student’s t test). In conclusion, we hypothesized that FAK and its cleaved fragments by Calpain are involved in CLL pathogenesis or, in particular, in the more aggressive disease phenotype. Its ability to translocate inside the nucleus and the reported pro-survival functions suggest that FAK is implicated in pathways participating in apoptosis resistance. In addition, the correlation with other molecules linked to CLL aggressiveness, namely HS1 and Cortactin, indicate an involvement of FAK in promoting a malignant disease phenotype. The apoptotic effects of the FAK inhibitor Defactinib gave further demonstration of the kinase participation in a survival mechanism in CLL.

Orientador : Kleber Gomes Franchini
Tese (Doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas
Made available in DSpace on 2018-08-22T00:30:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Antunes_JoaoEustaquio_D.pdf: 5472161 bytes, checksum: d84f6389e6baf3e2959126f6345e6a14 (MD5) Previous issue date: 2013
Resumo: A compreensão de como a quinase de adesão focal (FAK) contribui para os processos de hipertrofia, insuficiência cardíaca e câncer são de grande interesse científico. Um dos nossos objetivos específicos é desenvolver inibidores desta tirosina quinase com vistas à sua aplicação terapêutica no tratamento de insuficiência cardíaca e câncer. Portanto, foi realizado planejamento racional e a síntese de inibidores farmacológicos para a FAK. Estudos computacionais de docking e farmacocinéticos permitiram selecionar 28 estruturas de quinazolina mais promissoras em relação à capacidade de inibir a FAK. Desta forma, economiza-se tempo e dinheiro para obter-se a síntese apenas de 6 das estruturas pré-selecionadas. Uma quinazolina denominada 4-BZLO foi sintetizada após o planejamento racional. Tal quinazolina foi capaz de inibir em 50% da atividade da FAK in vitro com aproximadamente 1nM. Os testes de pureza da síntese, absorção por via oral, melhor resultado em triagem em células que superexpressam a FAK e o melhor resultado para triagem em duas linhagens de célula leucêmicas e tumor sólido permitiram direcionar o 4- BZLO para ser o composto líder deste estudo. O composto 4-BZLO apresentou resultado promissor para experimentos com camundongos submetidos à coarctação da aorta, que induz hipertrofia cardíaca. Para avaliar se o tratamento preventivo seria eficiente para hipertrofia cardíaca, foi realizado experimento em animais tratados com 30mg/Kg/dia durante 30 dias. Após este período, foi realizada cirurgia de coarctação da aorta para induzir a hipertrofia cardíaca nos animais e os mesmos foram tratados por mais 30 dias. Parâmetros tais como: peso médio do ventrículo esquerdo sobre peso corpóreo de cada animal (LVW/BW), medida da espessura da parede do ventrículo esquerdo (LVWT) e parâmetros histológicos (diâmetro dos miócitos cardíacos) demonstrou que nos animais tratados houve regressão da hipertrofia comparada ao controle (animais sem tratamento). Outro estudo realizado no qual os animais foram tratados de maneira curativa, ou seja, o tratamento foi realizado somente após a coarctação da aorta demonstrou uma melhora no quadro de hipertrofia e função cardíaca. O modelo de fibrose cardíaca foi usado para avaliar se tratamento com 4-BZLO é capaz de reduzir a fibrose cardíaca nos animais. Os resultados obtidos demonstraram que os animais tratados com 4-BZLO por 30 dias apresentaram redução da acumulação de colágeno, que é um indicador de fibrose, em relação ao controle. Nosso laboratório desenvolveu camundongos transgênicos específicos para a FAK que desenvolve moderada hipertrofia cardíaca. Assim, tal modelo permitiu testar o tratamento com o 4-BZLO para hipertrofia cardíaca induzida pela FAK. Os animais transgênicos específicos para a FAK foram tratados com o composto líder e houve melhora dos parâmetros cardíacos. Os resultados obtidos permitiram concluir que a quinazolina denominada 4-BZLO é um bom candidato a fármaco como inibidor da FAK
Abstract: Understanding how the focal adhesion kinase (FAK) contributes to the processes of hypertrophy, heart failure and cancer are of great scientific interest. One of our goals is to develop specific inhibitors of this tyrosine kinase with potential therapeutic application in the treatment of heart failure and cancer. In this view, we used rational design to select a group of possible FAK inhibitors. Computational studies such as docking and pharmacokinetic studies allowed us to select 28 structures most likely to inhibit FAK. In this way, we saved up time and money in devising the synthesis of 6 pre-selected structures. Accordingly, quinazoline 4-BZLO was prepared and was able to inhibit the in vitro activity of FAK by 50% at a concentration of approximately 1nM. Several factors contributed to 4-BZLO being chosen as the lead compound in this study: 1) the degree of purity achieved during synthesis; 2) good oral bioavailability; 3) the best inhibition values in cells over expressing FAK in screening, 4) the best result against two leukemic cell lines and one solid tumor target. 4-BZLO showed promising results in experiments with mice subjected to aortic coarctation, which develops cardiac hypertrophy. To assess whether 4- BZLO would be effective for the preventive treatment of cardiac hypertrophy, an experiment was conducted in animals treated with 30 mg/kg/day for 30 days. After this period, an aortic coarctation was performed surgically in order to induce cardiac hypertrophy in animals, and these were further treated for 30 days. Parameters such as left ventricular weight per body weight ratio (LVW/BW), measurement of the left ventricle wall thickness (LVWT), and histological parameters, such as the diameter of cardiac myocytes in treated animals showed that there was a regression of hypertrophy, compared to untreated animals (control). A similar study, where treatment with 4-BZLO was performed only after aortic coarctation showed an improvement regarding hypertrophy and cardiac function. A cardiac fibrosis model was used and the results obtained demonstrated that animals treated with 4-BZLO for 30 days showed a reduction of collagen accumulation, which is an indicator of fibrosis, equal to the control group. Our laboratory has developed transgenic mice specific for FAK, which develop moderate cardiac hypertrophy. Consequently, this model allows us to test 4-BZLO for the treatment of FAK induced cardiac hypertrophy. The transgenic animals were treated with 4-BZLO, leading to an improvement of the cardiac parameters. These results showed that synthetic quinazoline 4-BZLO is a good drug candidate for the inhibition of the FAK enzyme
Doutorado
Farmacologia
Doutor em Farmacologia

Orientador: Kleber Gomes Franchini
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas
Made available in DSpace on 2018-08-17T19:53:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_AlineMarados_D.pdf: 7023687 bytes, checksum: ccd063ea57be631b6b555f86e24af597 (MD5) Previous issue date: 2011
Resumo: A tirosino-quinase de adesão focal (FAK) tem papel crítico na mediação da migração, sobrevivência e proliferação celular. Estudos anteriores de nosso laboratório demonstraram que a FAK é ativada pelo estresse mecânico em miócitos cardíacos e que ela se coimunoprecipita com a miosina sarcomérica. No presente trabalho foi demonstrado que o domínio FERM da FAK medeia à interação com a miosina sarcomérica, sendo que esta interação leva a inibição da autofosforilação da FAK, enquanto que a ativação prévia da FAK reduz sua interação com a miosina in vitro. Ensaios de cross linking acoplado a espectrometria de massas e espalhamento de raios X a baixos ângulos demonstraram que a miosina interage em uma fenda localizada entre os subdomínios do domínio FERM. Experimentos de microscopia confocal demonstraram que estas proteínas estão colocalizadas em miócitos cardíacos de ratos neonatos e adultos. Ensaios de imunoprecipitação revelaram que aproximadamente 40% da FAK está basalmente associada à miosina sarcomérica enquanto que, após o estiramento celular esta associação reduziu paralelamente à ativação da FAK. A porcentagem de FAK associada à miosina não se alterou com a ativação da FAK após tratamento com fenilefrina, diferente da ativação pelo estresse mecânico. A interferência na interação FAK/miosina pelo silenciamento gênico da miosina culminou com a ativação da FAK e o tratamento dos miócitos cardíacos com o peptídeo FP-1, derivado do subdomínio F2 do domínio FERM, levou a uma diminuição na interação FAK/miosina e ao aumento na fosforilação/ativação da FAK. O tratamento prolongado com FP-1 resultou em hipertrofia dos miócitos cardíacos de ratos neonatos, efeito concomitante à ativação da via de sinalização Akt, TSC2 e S6Kinase. Tanto o silenciamento da FAK quanto o tratamento com rapamicina bloquearam a hipertrofia decorrente do tratamento com FP-1. Os dados deste trabalho indicam que a interação da FAK com a miosina sarcomérica é sensível ao estresse mecânico e que possui papel regulatório na manutenção da quiescência basal da FAK e no controle das vias de sinalização mediadas por esta quinase, como a via de crescimento celular AKT/mTOR/S6Kinase, em miócitos cardíacos em cultura
Abstract: The Focal Adhesion Kinase (FAK) plays a critical role in mediating the migration, survival and cell proliferation. Previous studies from our laboratory demonstrated that FAK is activated by mechanical stress in cardiac myocytes and it co-immunoprecipitate with sarcomeric myosin. Here, we demonstrated that the FAK FERM domain mediates the interaction with sarcomeric myosin, and that this interaction leads to inhibition of FAK autophosphorylation in vitro, whereas the previous activation of FAK reduces its affinity to myosin. A model based on small angle X-ray scattering analyses and crosslinking technology coupled with mass spectrometry indicated that a cleft in FERM domain is critical to the interaction of FAK to myosin. Confocal microscopy experiments showed that these proteins are colocalized in cardiomyocytes of neonatal and adult rats. Immunoprecipitation assays revealed that approximately 40% of FAK is basally associated with sarcomeric myosin while cardiomyocyte stretching reduced this association in parallel with FAK activation. The percentage of FAK associated with myosin was not change in response to FAK activation by treatment with phenylephrine, unlike in response to FAK by mechanical stress. The interference in the FAK/Myosin interaction by myosin silencing approach culminated with the activation of FAK. The treatment of cells with the FP-1 peptide, derived from the FAK FERM domain, lead to a decrease in the interaction with sarcomeric myosin and an increase in FAK activation. Prolonged treatment with FP-1 resulted in morphological hypertrophy of neonatal rat cardiomyocytes which was an effect concomitant with activation of the Akt, TSC2 and S6Kinase signaling pathway. Both FAK silencing and the rapamycin treatment blocked the morphological hypertrophy resulting of the treatment with FP-1. This study indicated that the interaction of FAK with sarcomeric myosin is sensitive to mechanical stress and it has regulatory role in maintaining of FAK quiescence and control of signaling pathways mediated by this kinase, such as cell growth via AKT/mTOR/S6Kinase in cardiac myocytes in culture
Doutorado
Biologia Estrutural, Celular, Molecular e do Desenvolvimento
Doutor em Ciências

Orientador: Kleber Gomes Franchini
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas
Made available in DSpace on 2018-08-11T13:49:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Clemente_CarolinaFernandaManfrediZambon_D.pdf: 14683053 bytes, checksum: 740572fd1e2c19884bc045a5fafe828f (MD5) Previous issue date: 2008
Resumo: Doenças do coração cursam frequentemente com hipertrofia do miocárdio. Estímulos mecânicos e neuro-humorais são sinalizadores críticos para o crescimento hipertrófico dos cardiomiócitos nos vários processos patológicos. Neste contexto, estudos indicam que a quinase de adesão focal (FAK), uma proteína tirosino-quinase que participa dos mecanismos de sinalização por integrinas, é uma mediadora importante do crescimento hipertrófico do ventrículo esquerdo (VE). Este estudo teve como objetivo avaliar a influência da FAK na indução da hipertrofia e na deterioração do VE induzidas por sobrecarga pressórica crônica em camundongos através de estratégia de interferência por RNA. A coarctação da aorta em camundongos induziu a hipertrofia do VE acompanhada pelo aumento da expressão e atividade da FAK no miocárdio. A infusão de siRNA específico para FAK (siRNAFAK), via veia jugular, levou ao silenciamento gênico prolongado da FAK (~70%) no VE normal e também no hipertrófico. O knockdown da FAK foi confirmado nos miócitos e fibroblastos cardíacos provenientes do VE de camundongos. O silenciamento da FAK foi acompanhado tanto da prevenção como regressão da hipertrofia do VE. A função do VE foi preservada e a taxa de sobrevivência foi maior nos camundongos tratados com siRNAFAK, apesar da persistência da sobrecarga pressórica. Estes achados foram paralelos a atenuação do crescimento hipertrófico dos cardiomiócitos e da expressão do marcador de hipertrofia ß-MHC no VE sob sobrecarga pressórica. O silenciamento da FAK também atenuou o aumento da fibrose intersticial, conteúdo de colágeno e atividade da metaloproteinase-2 (MMP-2) no VE submetido ao estímulo mecânico. Em fibroblastos extraídos de corações hipertróficos, o silenciamento da FAK foi concomitante à diminuição da expressão de MMP-2. Assim, estes dados indicam que a sinalização mediada pela FAK é necessária não apenas para o desenvolvimento, mas também para sustentar a hipertrofia em resposta a sobrecarga pressórica crônica
Abstract: Hypertrophy is a critical event in the onset of failure in chronically overloaded hearts. Mechanical stress and neurohumoral factors signaling factors have been considered the main triggering stimuli for the installation of hypertrophy in cardiac myocytes in a variety of pathological process. In this context, focal adhesion kinase (FAK), a key protein of the integrin signaling pathway, has attracted particular attention as a mediator of hypertrophy induced by increased load. This study was performed to address the influence of FAK in the pathophysiology of cardiac hypertrophy and failure induced by chronic pressure overload in mice using RNA interference methodology. Aortic constriction in mice induced left ventricle (LV) hypertrophy and increased expression and phosphorylation of FAK. Intrajugular delivery of specific small interfering RNA induced prolonged FAK silencing (~70%) in both normal and hypertrophic LVs. Studies in cardiac myocytes and fibroblasts harvested from LVs confirmed the ability of the systemically administered specific small interfering RNA to silence FAK in both cell types. Myocardial FAK silencing was accompanied by prevention, as well as reversal, of load-induced left ventricular hypertrophy. The function of LVs was preserved and the survival rate was higher in banded mice treated with small interfering RNA targeted to FAK, despite the persistent pressure overload. Further analysis indicated attenuation of cardiac myocyte hypertrophic growth and of the rise in the expression of ß-myosin heavy chain in overloaded LVs. Moreover, FAK silencing was demonstrated to attenuate the rise in the fibrosis, collagen content, and activity of matrix metalloproteinase-2 in overloaded LVs, as well as the rise of matrix metalloproteinase-2 protein expression in fibroblasts harvested from overloaded LVs. This study indicate that FAK is necessary not only to the development but also to sustain LV hypertrophy in response to chronic pressure overload
Doutorado
Medicina Experimental
Doutor em Fisiopatologia Medica

Orientador: Kleber Gomes Franchini
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas
Made available in DSpace on 2018-08-13T09:40:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_AnaPaulaDalla_M.pdf: 3504258 bytes, checksum: c5455cd7943b5dcb62c07cb63be2f681 (MD5) Previous issue date: 2009
Resumo: Mudancas dinamicas que ocorrem no intersticio do coracao contribuem diretamente para o remodelamento miocardico decorrente de doencas cardiacas tais como infarto do miocardio, cardiopatia hipertensiva e cardiomiopatias. As metaloproteinases de matriz extracelular (MMPs) sao importantes no remodelamento destas doencas. Estimulos mecanicos e neuro-humoral regulam a expressao e atividade de MMPs atraves de multiplos processos. Em estudos previos verificamos que o silenciamento da FAK no VE de camundongos inibe a fibrose e reduz a atividade de MMP2. Objetivamos avaliar o papel da FAK no controle da ativacao de fibroblastos cardiacos de ratos(FCRNs), induzidos por estiramento mecanico. Os FCRNs foram cultivados em placas Bioflex e submetidos a estiramento ciclico (10%) por ate 8 horas, exceto os controles. A expressao e atividade da FAK foram avaliadas por imunoblottings com anticorpos especificos para FAK ou pFAK Tyr397, respectivamente. A expressao das MMPs 2 e 9 foi avaliada em imunoblottings e a atividade por zimografia ambas no sobrenadante da cultura. O estiramento provocou aumento de 2.4 vezes da quantidade de FAK fosforilada em Tyr397, alem da expressao e a atividade de MMP 2 e 9. Alem disto, modificou os parametros de proliferacao dos FCRNs, mostrando aumento de celulas positivas para Ki67 e BrdU. Do mesmo modo, a diferenciacao em miofibroblastos foi ativada(celulas positivas para a-actina de musculo liso (a-SMA). A inibicao genica da FAK atraves da tecnica de interferencia de RNA (siRNAFAK), nos FCRNs, inibiu a expressao de a-SMA, a atividade e a expressao das MMPs 2 e 9. Alem disso, a deplecao da FAK em FCRNs promoveu a diminuicao da fosforilacao em AKT Ser473, TSC-2 Thr1462, e S6 quinase Thr389 em resposta ao estiramento mecanico. A ativacao dos FCRNs foi impedida pelo pre-tratamento com o inibidor do complexo mTOR, rapamicina. Assim mostramos que a FAK medeia a ativacao de FCRNs invocado pelo estresse mecanico, possivelmente atraves da coordenacao da via de sinalizacao mTOR. Os resultados do presente estudo indicam a ativacao da FAK pode ter um papel critico na proliferacao e diferenciacao, e na ativacao de MMPs em FCRNs quando submetidos a estiramento, e ainda o knockdown da FAK apresenta efeitos contrarios, logo, infere-se o papel da FAK na ativacao de fibroblastos cardiacos.
Abstract: Dynamic changes that occur in the heart interstitium contribute directly to the myocardial remodeling due to heart disease such as myocardial infarction, hypertensive heart disease and cardiomyopathies. The extracellular matrixmetalloproteinases (MMPs) play an important role in remodeling in these diseases. Mechanical and neuro-humoral stimuli regulate the MMPs expression/activity through several processes which include the control of expression, activation by cascades of own MMPs and endogenous inhibitors. In recent studies from our laboratory showed that the FAK silencing in the left ventricle of mice inhibits the fibrosis development, and in parallel reduced the MMP2.activity and expression. The purpose of this study was to evaluate the role of FAK in controlling the MMP 2 and 9 expression and activity in rat cardiac fibroblasts. Cardiac fibroblasts from neonatal rat (FCRNs) were grown on silicon plates and then subjected to cyclic stretch (10%) for up to 8 hours, except the controls. The FAK expression and activity were assessed for imunoblottings through with specific antibodies to FAK or phospho -FAK Tyr397, respectively. The expression of MMP 2 and 9 was evaluated with specific antibodies in imunoblottings and activity through zimography both in the supernatant culture. Furthermore, FCRNs depleted of FAK was defective in AKT Ser473, TSC-2 Thr1462, and S6 kinase Thr389 phosphorylation in response to cyclic stretch. The activation of CF-P3/80 invoked by cyclic stretch was prevented by pre-treatment with the mTOR complex inhibitor rapamycin. These findings demonstrate that FAK signaling plays a critical role in mediating the activation of cardiac fibroblasts invoked by mechanical stress possibly by coordinating the downstream mTOR signaling pathway. The results of this study indicate that the activation of FAK can have a critical role to MMPs activation in cardiac fibroblasts, as well as, the proliferation and differentiation of these cells when subjected to stretching, and the FAK knockdown presents contrary effects, therefore, to corroborate infer the FAK role in differentiation and proliferation cell, and the MMPs balance in cardiac fibroblasts.
Mestrado
Biologia Estrutural, Celular e do Desenvolvimento
Mestre em Fisiopatologia Médica

Orientador: Kleber Gomes Franchini
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas
Made available in DSpace on 2018-08-03T15:16:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Constancio_SabataSilva_M.pdf: 4387958 bytes, checksum: 4ec6e1b83b76a1d5540b9aa925937a9a (MD5) Previous issue date: 2003
Resumo: O estiramento mecânico leva a respostas hipertróficas em miócitos cardíacos terminalmente diferenciados. Anteriormente, já foi demonstrado que a ativação do complexo de sinalização Fak/Src media a ativação de vias de crescimento e sobrevivência celular em coração de rato adulto. O presente trabalho demonstra que o estiramento cíc1ico in vitro de miócitos ventriculares de rato neonato (MVRN) em cultura aumenta a atividade da Fak, detectada por anticorpo fosfoespecífico para a Tyr-397. A ativação da Fak é seguida pela alteração da localização da proteína nos MVRN, densamente concentrada na região perinuc1ear em células não-estiradas, para agregados ao longo dos miofilamentos em células estiradas. Além disso, quatro horas de estiramento cíclico induz aumento da transcrição do rnRNA do Fator Natriurético Atrial (ANF) e ativação do promotor do ANF associado ao gene repórter luciferase (ANF-LUC) em cerca de 2,7 vezes. A supressão da sinalização via Fak tanto pela hiperexpressão da proteína com o sítio de auto-fosforilação Tyr-397 inativo, quanto pelo uso de inibidor famacológico da Src (PP2) atenuam a ativação da Fak induzida pelo estiramento e a agregação (clusterização) nos miofilamentos, e inibem a ativação do ANF LUC. Por outro lado, a hiperexpressão da Fak selvagem aumenta a quantidade de proteína detectada com anticorpo anti-py397, mas não altera a atividade do ANF, tanto basal quanto a das células estiradas, quando comparada com MVRN não-transfectados. Esses resultados mostram que a Fak é um elemento crítico na resposta precoce ao estiramento em miócitos cardíacos, indicando que essa proteína pode coordenar a maquinaria de sinalização celular, que controla o programa de expressão gênica associado com hipertrofia de mióctos cardíacos
Abstract: Previously, was reported that the rapid activation of Fak/Src multicomponent signaling complex mediates load-induced activation of growth and survival signaling pathways in adult rat heart. This work reports that a in vitro cyclic stretch (10 and 120 min) increased Fak activity in neonatal rat ventricular myocytes (NRVMs) by 3-fold as detected by phosphospecific antibody to Tyr-397 (anti-Fak-py397). This activation was accompanied by a dramatic change in Fak location in NR VMs fiom densely concentrated in the perinucIear regions in non-stretched to aggregates regularly distributed along the myofilaments in stretched cells. Furthermore, a 4-hour cyclic stretch increased the mRNA ANF transcripts and ANF promoter-Iuciferase reporter gene (ANF-LUC) activity (2.7-fold) in NRVMs. Undermining Fak signaling by expression ofinactive Fak obtained by mutation of tyrosine 397 or by a c-Src tyrosine kinase pharmacological inhibitor (PP-2), markedIy attenuated stretch-induced Fak activation and clustering at myofilaments, and inhibited the stretch induced ANF gene activation. On the other hand, overexpression of wild type Fak (WT-Fak) construction did not change the baseline Fak phosphorylation at Tyr-397, but increased the amount of protein detected with anti-Fak-py397. However, WT-Fak overexpression did not enhance the baseline nor the stretch-induced ANF expression and ANF-LUC activity compared to the responses of non-transfected NRVMs. These findings identify Fak as a critical element in the early responses induced by stretch in cardiac myocytes, indicating that it may coordinate the cellular signaling machinery that controIs the gene expression program associated with load-induced cardiac myocyte hypertrophy
Mestrado
Mestre em Farmacologia

Orientador: Kleber Gomes Franchini
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas
Made available in DSpace on 2018-08-20T13:11:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Antunes_MichelleBuenodeMouraPereira_D.pdf: 4387492 bytes, checksum: bf7a9e478bc9627b01a4e45548a6f170 (MD5) Previous issue date: 2012
Resumo: Diversos tipos celulares respondem ao estresse mecânico ativando sinais que culminam com remodelamento e sobrevivência. O estresse mecânico pode atuar como agente modulador da homeostase celular e de numerosos processos patológicos. Evidências sugerem que a Quinase de Adesão Focal (FAK) medeia a resposta de miócitos cardíacos ao estresse mecânico. Contudo, os mecanismos moleculares que regulam a função da FAK ainda não são totalmente conhecidos. No presente trabalho foi demonstrado que a small heat shock protein ?B-Cristalina interage de forma direta e protege a FAK da degradação pela calpaína 2. Ensaios de pull down, cross-linking acoplado a espectrometria de massas, mutagênese sítio dirigida, docking e modelagem molecular demonstraram que as ?-hélices 1 e 4 do domínio FAT da FAK interage no sítio de ligação constituído pelas folhas ?4 e ?8 da ?B-Cristalina. Os dados funcionais e estruturais obtidos indicaram que ocorre um aumento da associação da ?B-Cristalina e o domínio FAT da FAK após mudanças conformacionais associadas com a fosforilação dependente de Src da tirosina 925. Experimentos de pull down demonstraram que a associação com a ?B-Cristalina protege a FAK da proteólise mediada pela calpaína 2. Miócitos cardíacos submetidos ao silenciamento gênico da ?B-Cristalina apresentaram uma menor quantidade de FAK detectada em 125 KDa, indicando que esta interação protege FAK da proteólise. A submissão dessas células ao estiramento cíclico revelou uma maior taxa de morte celular por apoptose, sendo que a superexpressão da FAK restaurou a viabilidade celular. Os achados deste trabalho indicam que o complexo formado entre FAK e ?B-Cristalina apresenta papel fundamental na proteção da FAK da proteólise durante o estresse mecânico, sendo importante na manutenção da sobrevivência celular
Abstract: Cell types of diverse function respond to mechanical stress by triggering downstream signals for remodelling and survival. As such, mechanical stress impacts organismal homeostasis and numerous pathologic processes. Evidence suggests that focal adhesion kinase (FAK) mediates the responses of myocytes to mechanical stress, yet the molecular mechanisms to regulate FAK function are unclear. We find that FAK is recognized and protected from calpain-induced degradation by the small heat shock protein alpha-B crystalline (CryAB). A model based in the pull down, crosslinking technology coupled with mass spectrometry, site-directed mutagenesis, molecular docking and molecular modeling indicated that a cleft formed by ?4 and ?8 sheets of ?B-Crystalline is critical to the interaction with ?-helix 1 and ?-helix 4 of FAK. Functional and structural data indicated that CryAB binds directly the FAT domain of FAK upon changes in conformation associated with Src-dependent phosphorylation of tyrosine 925 induced by cell stretch. Pulldown assay indicated that ?B-Crystalline interacts and protects from calpain-induced degradation FAK. Cardiomyocytes depleted of CryAB show reduced FAK quantity detected in 125KDa, indicating that this interaction protects degradation of FAK. The submission of such cells to stretch cyclic revealed a higher rate of cell death via apoptosis, whereas restoration of FAK expression restored cell viability. Our findings highlight a new role for CryAB in forming a complex with FAK that is essential for regulating cardiomyocyte survival in response to mechanical stress
Doutorado
Biologia Estrutural, Celular, Molecular e do Desenvolvimento
Doutor em Ciências

Orientador: Orientador : Kleber Gomes Franchini
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas
Made available in DSpace on 2018-08-21T12:58:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cardoso_AlissonCampos_D.pdf: 4487510 bytes, checksum: eec48cf16c52d89f7324a6a56476ca59 (MD5) Previous issue date: 2012
Resumo: Durante os primeiros dias do desenvolvimento pós-natal, os miócitos cardíacos perdem a capacidade de proliferação, sendo o crescimento adicional do coração decorrente de hipertrofia e não hiperplasia dos miócitos cardíacos. No entanto, em situações de estresse os miócitos cardíacos diferenciados podem apresentar desdiferenciação e reestabelecimento do ciclo celular. Os mecanismos envolvidos nesse fenômeno são ainda pouco compreendidos. No presente estudo, demonstramos que a ativação do fator de transcrição MEF2C (Myocyte Enhancer Factor 2-C) tem papel crítico no processo de desdiferenciação de miócitos cardíacos. Essa conclusão foi obtida por meio de experimentos de ganho de função pela superexpressão de MEF2C em miócitos ventriculares de ratos neonatos em cultura (MVRNs). Demonstramos que a superexpressão de MEF2C em MVRNs induziu a desdiferenciação e a ativação de mecanismos envolvidos na progressão do ciclo celular. Esses resultados foram obtidos por meio de experimentos de microarranjo de DNA, PCR em tempo real, western blotting e análise do fenótipo celular por microscopias de luz, confocal e eletrônica de transmissão. Esses fenômenos foram atenuados pela superexpressão da quinase de adesão focal (FAK), uma proteína que reconhecidamente exerce efeitos pró-hipertróficos em miócitos cardíacos adultos. Experimentos in vivo e in vitro demonstraram a interação direta entre o fator de transcrição MEF2C e a FAK. Estudos com base em ensaios de reação cruzada associada à espectrometria de massas, dinâmica molecular, espalhamento de raios-X a baixos ângulos e mutação sítio dirigida, demonstraram que as hélices 1 e 4 do domínio FAT da FAK interagem diretamente com a domínio de ligação ao DNA do dímero de MEF2C. Estudos de afinidade e de gel shift demonstraram que a porção FAT da FAK desloca a interação MEF2C/DNA in vitro. Ensaios de gene repórter demonstraram que a FAK, mediada pela região C-terminal, diminui a atividade transcricional de MEF2C em células C2C12. O conjunto de dados demonstra que a ativação do fator de transcrição MEF2C em MVRNs induz a desdiferenciação e ativação de mecanismos de progressão do ciclo celular e que a FAK impede esses efeitos através da interação inibitória no domínio de ligação de MEF2C ao DNA
Abstract: During the first days of postnatal development, cardiac myocytes lose their ability to proliferate, and the further growth of the heart is due to hypertrophy and not hyperplasia of cardiac myocytes. However, in response to stress, cardiac myocytes may have dedifferentiation and re-establishment of the cell cycle. The mechanisms involved in this phenomenon are still poorly understood. In the present study, we demonstrated that activation of the transcription factor MEF2C (myocyte enhancer factor 2-C) plays a critical role in the process of dedifferentiation of cardiac myocytes. This conclusion was obtained by gain-of-function experiments through overexpressing MEF2C in neonatal rat ventricular myocytes in culture (NRVMs). We also showed that overexpression of MEF2C in NRVMs induced the dedifferentiation and activation of mechanisms involved on cell cycle progression. These results were obtained by DNA microarray experiments, real time PCR, western blotting and cell phenotype analysis by light microscopy, confocal and electronic transmission. These effects were attenuated by overexpression of focal adhesion kinase (FAK) protein known to exert pro-hypertrophic effects on adult cardiac myocytes. In vivo and in vitro experiments demonstrated the direct interaction between the transcription factor MEF2C and FAK. A model based on crosslinking technology coupled with mass spectrometry, small angle X-ray scattering and the site directed mutation analyses indicated that alpha-helices 1 and 4 of FAK FAT domain interacts directly with the DNA binding domain of MEF2C dimer. Affinity studies and gel shift assay demonstrated that the FAK FAT domain displaces the MEF2C/DNA interaction in vitro. Reporter gene assays demonstrated that FAK, mediated by the C-terminal region, decreases the transcriptional activity of MEF2C in C2C12 cells. The data set shows that the activation of the transcription factor MEF2C in MVRNs induces dedifferentiation and activation of cell cycle progression and that FAK prevents these effects by inhibitory interaction with DNA binding domain of MEF2C
Doutorado
Biologia Estrutural, Celular, Molecular e do Desenvolvimento
Doutor em Ciências

Orientador: Wilson Nadruz Júnior
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas
Made available in DSpace on 2018-08-18T15:00:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernandes_MaruskadoRocioNeufert_D.pdf: 2265410 bytes, checksum: 8aea5cb9fd86986cff8999d0e81b40fc (MD5) Previous issue date: 2011
Resumo: O aumento do estresse circunferencial ou mecânico é um dos principais estímulos responsáveis pela aterogênese induzida por hipertensão arterial, além de ser um determinante para a localização das placas ateroscleróticas na árvore arterial. Neste contexto, moléculas mecano-sensíveis ou responsivas ao estresse mecânico podem exercer um papel fundamental no desenvolvimento do fenótipo pró-aterogênico em células vasculares. A quinase de adesão focal (FAK) tem sido considerada uma proteína central na mecanotransdução em diversos tipos celulares, por seu papel potencial na ativação de vias de sinalização envolvidas no crescimento celular, anti-apoptose e inflamação. Neste trabalho, nós inicialmente caracterizamos a ativação da FAK em linhagem de célula endotelial de aorta de coelho (RAEC) submetida a estiramento mecânico pulsátil e, em seguida, investigamos a influência da inibição desta proteína, por meio de oligodeoxinucletídeo-antisense e pelo inibidor farmacológico PP2, sobre a expressão de moléculas pró-aterogênicas e a adesividade leucocitária neste modelo experimental. Nossos resultados mostraram que a FAK é ativada precocemente por estiramento mecânico e é fundamental para a expressão de TLR2, TLR4, VCAM-1 e E-selectina induzida por sobrecarga mecânica em células endoteliais. A inibição da FAK endotelial com PP2 e oligodeoxinucletídeo-antisense bloqueou a adesão de células monocitóides THP1 às células endoteliais induzida por estiramento in vitro. O próximo passo foi avaliar o impacto da FAK sobre expressão de moléculas pró-aterogênicas induzida por sobrecarga hemodinâmica in vivo, utilizando o modelo de coarctação da aorta em ratos Wistar. Os resultados dos estudos in vivo demonstraram que a FAK é ativada nas primeiras horas após instituição da sobrecarga pressora em segmentos de aorta. Após 7 dias de coarctação, os segmentos aórticos proximais à estenose apresentaram aumento na expressão de TLR2, TLR4, VCAM-1, E-selectina, metaloproteinases de matriz 2 e 9, além de maior adesividade às células THP1. Estes fenômenos foram inibidos por meio de tratamento prévio dos animais com small interference RNA direcionado especificamente contra a FAK. Em conjunto, estes dados indicam que a FAK exerce um papel fundamental na resposta pró-aterogênica de células vasculares ao estresse mecânico in vitro e in vivo
Abstract: The increase in circumferential or mechanical stress is a major stimulus by which hypertension stimulates atherogenesis and a main determinant for the location of atherosclerotic plaques in the arterial tree. Mechano-sensitive molecules can play a key role in the development of pro-atherogenic vascular cell phenotype. Focal Adhesion Kinase (FAK) has been considered a central protein in mechanotransduction, because of its potential role in the activation of cell signaling pathways involved in cell growth, anti-apoptosis, and inflammation. In this work, we initially evaluated the activation of FAK in rabbit aortic endothelial cell (RAEC) lineage subjected to cyclic mechanical stretch and then investigated the impact of FAK inhibition, by transfection with specific oligodeoxynucleotide antisense and pre-treatment with the pharmacological inhibitor PP2, on the expression of pro-atherogenic molecules and leukocyte adhesion in this experimental model. Our results showed that FAK was rapidly activated by mechanical stretch and was critical to stretch-induced expression of TLR2, TLR4, VCAM and E-selectin in endothelial cells. FAK endothelial inhibition also blocked the adhesion of THP1 monocytoid cells to endothelial cells induced by stretch in vitro. The next step was to investigate the role of FAK in load-induced expression of pro-atherogenic molecules in vivo, by subjecting Wistar rats to aortic constriction. The results of in vivo assays revealed an early activation of FAK in aortic segments subjected to pressure overload. After 7 days of aortic constriction, vascular segments subjected to high pressure exhibited increased expression of TLR2, TLR4, VCAM-1, E-selectin, matrix metalloproteinases 2 e 9, and higher adhesion to THP-1 monocytoid cells. These events were inhibited by pre-treatment of rats with small interference RNA designed to silence FAK expression. In general these findings indicate that FAK is critical do stretch-induced expression of pro-atherogenic molecules in vascular cells in vitro and in vivo
Doutorado
Ciencias Basicas
Doutor em Clínica Médica

Orientador: Kleber Gomes Franchini
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia
Made available in DSpace on 2018-08-25T14:22:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cordeiro_IsabelleBezerra_D.pdf: 17466566 bytes, checksum: de71f83d2b4d3c8e0f0269f5d61d332d (MD5) Previous issue date: 2014
Resumo: A proteína Focal Adhesion Kinase (FAK; PTK2) participa de vários processos celulares. A identificação das proteínas parceiras de FAK tem contribuído para o entendimento de suas múltiplas funções celulares. Utilizando um sistema de indução de FAK fusionada a uma cauda de FLAG, combinada com análises por espectrometria de massas (MS), identificamos proteínas associadas à FAK em células HEK293. Um total de 153 proteínas foram repetidamente identificadas com alta resolução por experimentos de MS. Além de confirmar interações já previamente descritas como Paxillin (PXN), Heat shock protein Hsp90 (HSP90) e Transforming growth factor beta-1-induced transcript 1 protein (TGF?1I1), as análises por MS revelaram um novo conjunto de proteínas associadas à FAK, incluindo proteínas envolvidas nas vias de síntese de proteínas, expressão gênica, crescimento celular, proliferação, morte e sobrevivência celular. Além disso, análises de bioinformática das vias indicaram que a FAK se associa com um conjunto de 30 proteínas envolvidas com a via de modificação pós-transcricional do RNA, incluindo a proteína Serine/arginine-rich splicing factor 2 (SC-35; SRSF2), que é um marcador de speckles nucleares. Esse conjunto de proteínas está associado ao spliceossomo e um conjunto similar de proteínas também foi identificado com os experimentos que utilizaram somente o domínio FERM da FAK. Validações por Western Blotting e imunocitoquímica demonstraram que FAK se associa e co-localiza com a proteína SC-35 no núcleo celular. Ainda identificamos um papel funcional da FAK no splicing do mRNA. Demonstramos que FAK pode modificar o padrão de splicing de um gene repórter E1A ao ser superexpressa em células HEK. Nosso trabalho propõe novas funções da FAK no núcleo, indicando que esta pode estar envolvida em eventos relacionados à função do RNA, como a regulação do splicing do mRNA
Abstract: Focal adhesion kinase (FAK; PTK2) has roles in many cellular processes. The identification of protein partners for FAK has greatly contributed to our understanding of its multiple function. Using inducible FLAG-tagged FAK combined with affinity/purification mass spectrometry (MS) approach, we identified proteins associated with FAK in HEK293 cells. A total of 153 proteins were repeatedly detected in high-resolution MS measurements. Beyond the well characterized partnering with Paxillin (PXN), Heat Shock protein 90 (HSP90) and Transforming growth factor beta-1-induced transcript 1 protein (TGFB1I1), analysis of MS data uncovered novel sets of proteins that associate with FAK, playing a role in protein synthesis, gene expression, cellular growth, proliferation, death and survival. In addition, the network analysis established the unexpected finding that a module of 30 proteins linked to RNA post-transcriptional modifications are recruited by FAK, including Serine/arginine-rich splicing factor 2 (SC-35; SRSF2), which is a marker of the nuclear speckles. Indeed, this module is found to be enriched by proteins associated with spliceosome. Remarkably, a similar set of proteins was also recruited by FAK N-terminal FERM domain. Biochemical and imunofluorescence validations established that FAK associates and co-localizes with SC-35 protein at the cell nuclei. We further pinpoint a functional role of FAK in mRNA splicing. We showed that FAK can modify the splicing site selection of the adenoviral E1A minigene in a dose-dependent manner. Our work provides new insights into the molecular function of FAK in the nucleus, indicating that it may be involved in events related to RNA function, such as pre-mRNA splicing
Doutorado
Bioquimica
Doutora em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Kleber Gomes Franchini
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia
Made available in DSpace on 2018-08-27T14:15:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Consonni_SilvioRoberto_D.pdf: 7954683 bytes, checksum: 766ce32e5bbb5a5c0b8cc78fd2735dc0 (MD5) Previous issue date: 2015
Resumo: Há um crescente avanço no desenvolvimento das tecnologias que permitam a localização de proteínas em células por microscopias de luz e eletrônica combinadas, com o uso das sondas moleculares miniSOG e Apex2, por exemplo. Adicionalmente busca-se compreender como proteínas são responsáveis pelas funções celulares e teciduais. A Quinase de Adesão Focal (FAK), proteína da cascata de sinalização das integrinas é considerada uma mediadora em potencial do estresse mecânico nos cardiomiócitos. Sabe-se que em cardiomiócitos submetidos a estímulos hipertróficos, ocorre rápida ativação da FAK e sua redistribuição subcelular, contudo são pouco conhecidos os mecanismos envolvidos nesses processos. Outra proteína de grande importância no coração é a Calsarcina-1 (CS1), regulador negativo da via de Calcineurina, crucial no desenvolvimento da hipertrofia cardíaca. Entretanto os mecanismos envolvidos nessa regulação negativa, assim como a distribuição subcelular de CS1 são pouco conhecidos. Visando à interação entre essas áreas para estudo da distribuição espaço-temporal dos componentes celulares e de proteínas, bem como a importância da FAK e CS1 no sarcômero e seu papel na sinalização hipertrófica sob estímulo mecânico, o objetivo geral desse trabalho foi explorar a capacidade das proteínas FAK e CS1 para incorporar geneticamente sondas moleculares que permitissem monitorar por meio de imagens o comportamento dessas moléculas-chave na biologia do disco Z em MVRNs submetida ao estiramento mecânico. Para isso, foram realizados ensaios de localização subcelular com uso de sondas moleculares aplicadas à microscopia correlativa, bem como ensaios bioquímicos, moleculares e de atividade enzimática. Os dados confirmaram a FAK associada às fibras de actina e adesões focais em células H9c2 e foi demonstrado à microscopia de luz que FAK wild-type (wt) translocou-se parcialmente para o compartimento nuclear após estimulação do agonista fenilefrina, enquanto que FAK Y397F (forma mutante inativa) não apresentou mesmo fenótipo. Por outro lado, apesar da padronização e expressão das construções com FAK e miniSOG ou Apex2 em células HEK 293T e H9c2, não foi conclusiva a localização subcelular da FAK, por meio do uso de microscopia eletrônica em MVRN. Provavelmente devido à distribuição difusa da maior parte das moléculas de FAK, não foi identificada uma região elétron-densa conclusiva à microscopia eletrônica de transmissão. No tocante à importância da CS1, observou-se que o estiramento cíclico não induziu o aumento na expressão proteica ou gênica relativa de CS1 e CnA, assim como não houve alteração na atividade fosfatase de CnA. No entanto houve redução da interação de CS1 e CnA, bem como alteração na localização de CS1 em MVRN sob estímulo mecânico. Dados de superexpressão e silenciamento de CS1 corroboram a regulação negativa de CS1 à CnA em MVRN sob estímulo mecânico. Baseando-se em dados estruturais, especulou-se que como o sítio de ligação de NFAT e CS1 à CnA são muito próximos e ao mesmo tempo distante do sítio ativo da fosfatase, é possível que o papel de CS1 na regulação negativa de CnA ocorra por impedimento espacial ao fator de transcrição NFAT. Portanto, esses resultados podem contribuir para uma possível inferência farmacológica, visto que a via de Calcineurina-NFAT é uma das principais mediadoras de hipertrofia em cardiomiócitos, mediante estímulos patológicos
Abstract: There is an increasing move towards the development of technologies that allow the localization of proteins in cells by combined electron and light microscopy, with the use of molecular probes such as miniSOG and APEX2. Additionally we seek to understand how proteins are responsible for the cellular and tissue functions. The Focal Adhesion Kinase (FAK) is protein of integrin signaling cascade considered as a potential mediator of mechanical stress in cardiomyocytes. It is known that in cardiomyocytes subjected to hypertrophic stimuli by rapid activation of FAK and its subcellular redistribution, however the mechanisms involved in these processes are poorly understood. Another very important protein in the heart is Calsarcin-1 (CS1), a negative regulator of the Calcineurin pathway which is crucial in the development of cardiac hypertrophy. However the mechanisms involved in the negative regulation as well as the subcellular distribution CS1 are poorly understood. Aiming at the interaction between these areas to study the spatial-temporal distribution of cellular and protein components, and the importance of FAK and CS1 in the sarcomere and its role in hypertrophic signaling under mechanical stimulation, the aim of this study was to explore the ability of FAK and CS1 to incorporate genetically molecular probes that allow monitoring through images the behavior of these key molecules in the Z disc biology in MVRNs subjected to mechanical stretch. To this end, we performed subcellular localization assays using molecular probes applied to the correlative microscopy, biochemical and molecular assays and enzymatic activity. These data confirm the FAK associated with actin and focal adhesions fibers in H9c2 cells and has been shown by light microscopy that FAK wild-type (wt) is partially translocated to the nuclear compartment after stimulation of the agonist phenylephrine, while FAK Y397F (inactive mutant form) did not show the same phenotype. Moreover, despite standardization and expression of FAK and miniSOG or APEX2 in HEK 293T cells and H9c2, it was inconclusive subcellular localization of FAK, through the use of electron microscopy, in MVRN. Probably due to the diffuse distribution of most FAK molecules, it has no conclusive electron-dense region in transmission electron microscopy. Regarding the importance of CS1, it was observed that the cyclic stretch did not induce an increase in protein expression or gene relative CS1 and CnA, as there was no change in the phosphatase activity of CnA. However there was less interaction CS1 and CnA and change in CS1 location in MVRN under mechanical stimulation. CS1 overexpression and silencing corroborate the negative regulation of the CS1 over CnA in MVRN under mechanical stimulation. Based on structural data, it has been speculated that as the NFAT and CS1 binding sites are very close in CnA and at the same time distant from the active site of the phosphatase, it is possible that the role of CS1 in the negative regulation of CnA occur by steric hindrance to the NFAT transcription factor. Therefore, these results may contribute to a possible pharmacological inference, whereas Calcineurin-NFAT pathway is a major mediator of hypertrophy in cardiac myocytes by pathologic stimuli
Doutorado
Biologia Tecidual
Doutor em Biologia Celular e Estrutural

Orientador: Kleber Gomes Franchini
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas
Made available in DSpace on 2018-08-07T07:19:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marin_TalitaMiguel_M.pdf: 14587191 bytes, checksum: b8bac41b29ca5081a5bcb225f83e4773 (MD5) Previous issue date: 2006
Resumo: Arrazoado. A Quinase de Adesão Focal (FAK) é ativada e contribui para a regulação da sinalização que determina as alterações fenotípicas de cardiomiócitos estimulados mecanicamente. A regulação da atividade da FAK é complexa e depende de mecanismos intramoleculares e da cooperação com a tirosino-quinase Src. Há evidências de que a tirosino-fosfatase SHP-2 contribui para a regulação do nível de fosforilação em resíduos de tirosina e, portanto da atividade da FAK em miócitos ventriculares de ratos neonatos em cultura (MVRNs). Este estudo objetivou examinar se a SHP-2 modula o nível de fosforilação da FAK em MVRNs. Examinamos se em MVRNs controle (i.e. não submetido a estímulo mecânico), a atividade da SHP-2 contribui para o baixo nível de fosforilação em tirosina da FAK e se em MVRNs submetidos a estímulos mecânicos a inibição da atividade da SHP-2 paralela a dissociação FAK/SHP-2 exerce papel permissivo na elevação da fosforilação da FAK. Material e Métodos. Utilizou-se modelo de sobrecarga pressora por coarctação da aorta em ratos (miocárdio-VE) e estiramento in vitro em MVRNs. As abordagens experimentais incluíram técnicas de imunoprecipitação, western blot, imunohistoquímica, atividade de tirosino fosfatase in vitro, expressão de SHP-2 recombinante e avaliação da expressão do gene da cadeia pesada de beta-miosina (ß- miosina). Resultados. A coarctação da aorta (miocárdio-VE) e o estiramento (MVRNs) aumentaram a fosforilação da FAK no resíduo tirosina 397, em miocárdio-VE (200%) e em MVRNs estirados (75%). A FAK imunoprecipitada de amostras controles, encontrou-se associada a SHP-2 e o estímulo mecânico acompanhou-se de redução dessa associação, no miocárdio (60%) e em MVRNs (84%). Experimentos com imunohistoquímica e microscopia confocal demonstraram co-localização da FAK e da SHP-2 em MVRNs controle. Ocorreu redução da atividade de tirosino-fosfatase em imunoprecipitados de anticorpo anti-FAK (25%) e anticorpo anti-SHP-2 (25%) de miocárdio-VE de animais submetidos à coarctação da aorta, e anti-FAK (20%) e anti-SHP-2 (40%) de MVRNs estirados. A SHP-2 recombinante foi capaz de reduzir (70%) in vitro a fosforilação da FAK ativada por estímulo mecânico. Ocorreu aumento (125%) da quantidade de FAK fosforilada em MVRNs controles tratados com TFMS (inibidor seletivo da atividade da SHP-2); naqueles submetidos ao estiramento, o aumento em relação aos MVRNs estirados, mas não tratados com TFMS, foi menor (40%). Ocorreu paralelamente, diminuição (40%) da associação FAK/SHP-2 e aumento da expressão do gene fetal da cadeia pesada da ß - miosina (110%) em MVRNs tratados com TFMS; Os MVRNs tratados concomitantemente com TFMS e PP2 (inibidor farmacológico da FAK), apresentaram atenuação desse aumento (25%). Conclusão. Os dados sugerem que a SHP-2 modula o nível de fosforilação da FAK em MVRNs, exercendo papel inibitório na ativação da FAK, contribuindo para o seu baixo nível de fosforilação em MVRNs e miocárdio na ausência de estímulo mecânico. A diminuição da associação FAK/SHP-2, da atividade específica da SHP-2 em MVRNs ou miocárdio submetidos a estímulos mecânicos e o aumento da fosforilação da FAK mediante tratamento dos MVRNs com TFMS, indicam que a redução da atividade da SHP-2 e da associação a FAK, é um importante mecanismo que colabora para o aumento de fosforilação da FAK em MVRNs submetidos a estímulos mecânicos sustentados. O aumento da expressão da cadeia pesada da ß ¿ miosina conseqüente à inibição da atividade da SHP-2 e a atenuação desse aumento, perante a concomitante inibição da atividade da FAK, corrobora nossa hipótese de que a SHP-2 modula a ativação da FAK em cardiomiócitos, influenciando a reprogramação gênica característica da ativação da sinalização hipertrófica, por estímulo mecânico
Abstract: Mechanical forces drive changes in cardiac myocyte function and structure that occur in response to hemodynamic overload. Focal Adhesion Kinase (FAK) has been implicated in the sensing and transduction of mechanical forces into biochemical events in cardiac myocytes. This study was performed to examine whether the protein tyrosine-phosphatase SHP-2 plays a role in baseline and stretch induced FAK activation and signaling in cultured neonatal rat ventricular myocytes (NRVMs).NRVMs were subjected to cyclic stretch up to 60 min, studied by coimmunoprecipitation, immunoblotting, tyrosine-phosphatase activity assay, RT-PCR, and used in assays utilizing recombinant SHP-2 catalytic domain. Analysis was extended to NRVMs treated with Shp2 inhibitor TFMS and with FAK/Src Inhibitor PP2. FAK had a relatively low basal level of phosphorylation at Tyr397 in non-stretched NRVMs. Cyclic stretch (1HZ, 10%) induced rapid and sustained (up to 60 min) increases in phosphorylation of FAK at Tyr397. The results of coimmunoprecipitation assays indicated that FAK and SHP-2 are associated in non-stretched NRVMs, but cyclic stretch markedly reduced (to 25% and 60% after 10 and 60 min, respectively) the amount of SHP-2 recovered from the anti-FAK antibody precipitates. The tyrosine phosphatase activity of the anti-SHP-2 immunocomplex taken from non-stretched cardiac myocytes was relatively high, but it was markedly reduced (to 60% after 10 and 60 min) in samples of stretched cells. The recombinant PTP domain of SHP-2 was demonstrated to be able to dephosphorylate the native FAK immunoprecipitated from NRVMs. The inhibition of SHP-2 activity by the pharmacological inhibitor TFMS markedly increased FAK phosphorylation at Tyr397 in non-stretched NRVMs to levels comparable to those seen in stretched cells. Treatment with TFMS lasting for 4h was accompanied by a marked increase (to 200) the expression of beta-myosin heavy chain mRNA in non-stretched NRVMs. This effect was attenuated by 25% in NRVMs simultaneous treated with the FAK/Src inhibitor PP2.In conclusion, the present data demonstrated that the basal FAK phosphorylation at Tyr397 is modulated by SHP-2 and that inhibition of SHP-2 during cyclic stretch has a permissive role on FAK activation by mechanical stress. Our results also establish the tight regulation of FAK phosphorylation by SHP-2 as a potential counter-regulatory signaling in the control of the hyperthophic genetic program in cardiac myocytes
Mestrado
Medicina Experimental
Mestre em Fisiopatologia Médica

O carcinoma espinocelular é uma neoplasia maligna que representa aproximadamente 94% de todas as ocorrências presentes em boca e uma das suas principais características celulares é a migração de suas células para formar metástases. A adesão celular é considerada um dos eventos determinantes da migração celular. Para as células formarem uma estrutura tecidual tridimensional as adesões entre células e entre células e matriz extracelular são de grande importância. As junções de adesão celulares surgem, caracteristicamente, pela interação entre receptores adesivos, vias de sinalização e elementos do citoesqueleto. A proteína E-caderina está presente em adesões entre células no tecido epitelial. A proteína FAK está envolvida na maioria dos eventos relacionados à adesão celular estimulada por integrinas. A Vinculina é uma proteína de adesão que se liga ao citoesqueleto de actinomiosina como uma proteína de adesão focal através das integrinas. Estudos recentes sugerem que há alteração na expressão e atividade de proteínas de adesão em tumores malignos. O objetivo deste trabalho foi descrever o padrão de expressão e de regulação da atividade de proteínas de adesão em amostras de tumores de carcinoma espinocelular. Foram realizadas reações de imunoistoquímica para verificar o padrão de distribuição das proteínas E-caderina, Vimentina e FAK-y397 em amostras de tumores de carcinoma espinocelular oral. Verificou-se a diminuição da expressão de E-caderina e de Vinculina em regiões de adesão célula-célula e em contrapartida constatou-se aumento na marcação citoplasmática de Vinculina bem como na marcação de FAK-y397 em todas as amostras de tumores. Apesar dos avanços, ainda são necessários mais estudos observacionais que averiguem não apenas o grau de expressão dessas proteínas de adesão, mas também o seu nível de regulação. A partir dos resultados deste estudo, pode-se sugerir que o controle do nível de expressão e de atividade da adesão celular podem ser considerados como potenciais alvos para a aplicação de terapias coadjuvantes que visam a diminuir ou impedir a progressão tumoral, bem como o desenvolvimento de metástases.
Squamous cell carcinoma is a malignant neoplasm that accounts for approximately 94% of all occurrences present in mouth and one of its main characteristics is the cellular migration of its cells to form metastases. Cell adhesion is considered one of the defining events of cell migration. For a three-dimensional tissue structure, adhesions between cells and between cells and the extracellular matrix is of great importance. Cell adhesion junctions arise characteristically by interaction between adhesive receptors, signaling pathways and cytoskeletal elements. The protein E-cadherin is present in cells in the adhesion between epithelial tissue. The Focal Adhesion Kinase (FAK) protein is involved in most events related to cell adhesion stimulated by integrins. The vinculin is an adhesion protein that binds cytoskeletal protein through integrins activaion. Recent studies suggest that there are alterations in the expression and activity of adhesion proteins in malignant tumors. The aim of this study was to describe the pattern of expression and regulation of the activity of adhesion proteins in tumor samples of squamous cell carcinoma. Immunohistochemical reactions were performed to check the distribution pattern of the protein E-cadherin, vimentin and FAK-y397 in tumor samples of oral squamous cell carcinoma. There was a decrease in the expression of E-cadherin and vinculin in regions of cell-cell adhesion but, on the other hand, it was found to increase in cytoplasmic as well as unscheduled vinculin FAK-y397 in all tumor samples. Despite progress, it is necessary more observational studies that examine not only the degree of expression of these adhesion proteins, but also its level of regulation. From the results of this study it is suggested that the control of the expression level and activity of cell adhesion may be considered as potential targets for application adjuvant therapies that aim to reduce or prevent tumor progression and the development metastases.

Orientador: Kleber Gomes Franchini
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas
Made available in DSpace on 2018-08-04T20:23:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Siesser_PriscilaMeirellesFonseca_D.pdf: 12830593 bytes, checksum: 560adfd72432c342cee899e3c0988903 (MD5) Previous issue date: 2004
Resumo: o estresse mecânico é o principal fator responsável pelos ajustes funcionais e estruturais do miocárdio em resposta a sobrecarga de trabalho. Tal estímulo determina a ativação de uma intricada rede de vias de sinalização celulares que, por fim, culminam com o crescimento hipertrófico de cada cardiomiócito. A quinase de adesão focal (FAK) tem sido implicada como a principal molécula sinalizadora envolvida na resposta dos cardiomiócitos ao estresse mecânico. No entanto, os mecanismos da ativação da FAK pelo estímulo mecânico ainda não são conhecidos. No presente estudo investigamos a ativação e distribuição subcelular da FAK em cardiomiócitos submetidos à sobrecarga pressora aguda, visando assim contribuir para o melhor entendimento dos mecanismos de ativação da FAK pelo estímulo mecânico. A sobrecarga pressora por períodos de 3 a 60 minutos levou a fosforilação da FAK nos seus resíduos de tiro sina Tyr-397, -576/7, -861 e 925, conforme detectado pelos anticorpos fosfoespecíficos. Tal ativação foi paralela ao aumento da associação FAK/Src e simultâneo aumento da atividade da Src, constatada pela fosforilação da Tyr-418. A ativação do complexo FAK/Src foi ainda acompanhada pela ativação de efetores downstream, ERK e JNK (MAPKs), possivelmente reguladores de processos celulares vinculados a resposta hipertrófica. A análise por imunomicroscopia eletrônica com anticorpos contra a FAK demonstrou que em cardiomiócitos de ratos controle a FAK se encontrava preferencialmente localizada junto aos costâmeros, linhas Z, discos intercalares e filamentos do sarcômero. Além disso, a sobrecarga pressora por períodos de 3 a 60 minutos induziu a formação de agregados da FAK juntos a estes mesmo sítios subcelulares e, posteriormente, levou a translocação da FAK para o compartimento nuclear, dado este confirmado por :fTacionamentocelular. Paralelamente, estudo desenvolvido em nosso laboratório, com o emprego da metodologia de duplo híbrido em uma biblioteca de cDNA de rato adulto na busca de novas proteínas que interagissem com a FAK, revelou que esta quinase interage com a cauda da miosina de cadeia pesada (MHC). Este dado foi confirmado no presente estudo em ensaios de ligação com GST-miosina, que detectou a interação FAKlMHC em extratos ventriculares de ratos controle e sobrecarregados. A interação entre a FAK e a :MHCse encontrava aumentada em ventrículos esquerdos obtidos de ratos submetidos à sobrecarga hemodinâmica por 10 minutos se comparada aquela dos ventrículos controle, mas sofreu redução significativa em ventrículos esquerdos obtidos de ratos submetidos à sobrecarga pressora por 60 minutos. Dados similares foram obtidos para a FAK fosforilada em sua tirosina 397, conforme detectado com anticorpos fosfoespecíficos. ./ N'óssos resultados sugerem que a ativação da FAK pelo estímulo mecânico pode ocorrer junto a múltiplos sítios subcelulares (costâmeros, linhas Z, discos intercalares e filamentos de miosina), os quais atuariam como verdadeiros mecanosensores em cardiomiócitos, desempenhando importante papel na mecanotransdução de sinais decorrente do estresse mecânico. No mais, nossos dados sugerem ainda que a FAK pode desempenhar funções no compartimento nuclear relacionadas à resposta hipertrófica em cardiomiócitos submetidos ao estresse mecânico
Abstract: Mechanical stress is the major element responsible for functional and structural adjustments of the heart to overload. Such a stimulus activates an intricate net of cellular signaling pathways which, eventually, culminate with the hypertrophic growth of cardiac myocytes. FAK has been implicated as a signaling molecule involved in the early response of cardiac myocytes to mechanical stress. However, the mechanism of FAK activation by mechanical stirnuli is sti1lnot known. In the present study we investigated FAK activation and subcellular distribution in cardiac myocytes subjected to acute pressure overload in order to gain a better understanding of the mechanisms of FAK activation by a mechanical stimulus. Pressure overload lasting ITom3 to 60 min was shown to induce FAK phosphorylatio n at Tyr-397, - 576/7, -861 and -925 as detected by phosphospecific antibodies. This phosphorylation was paralleled by increased FAK/Src association and Src activity, as demonstrated by Tyr-418 phosphorylation. FAK/Src complex activation was accompanied by ERK and JUNK activation (MAPKs), which may regulate cellular processes related to the hypertrophic response. Immunogold analysis with antibodies against FAK showed that in cardiac myocytes ITomsham-operated rats Fak was closely associated with costameres, Z lines, intercalated discs and sarcomeric filaments. Furthermore, pressure overload lasting ITom3 to 60 min induced FAK to cluster at the same subcellular sites and at last translocate into the nuclei of cardiac myocytes. The translocation to nuclei was conftrmed by tissue ITactioning experiments. A parallel study in our laboratory employed the yeast two-hybrid screening of an adult rat c-DNA library and revealed an interaction between FAK and the C-terminal coiled-coil region of the alpha myosin heavy chain (MHC). This finding was conftrmed in the present study by performing GST-myosin binding assays, which detected the FAK/MHC interaction in both sham-operated and pressure overloaded left ventricles. The FAK/MHC interaction was shown to be increased in 10 min-overloaded left ventricles as compared to sham operated ventricles. However, a marked reduction of FAK/MHC interaction was observed in 60 min-overloaded ventricles. Similar findings were obtained for FAK397Y, as detected by phosphospecific antibody Our data suggest that FAK activation by mechanical stimulus can occur in association with multiple subcellular sites in cardiac myocytes (costameres, Z lines, intercalated discs, and myosin filaments). Thus, these site s may truly act as mechanosensors, exerting an important role in signal mechanotransduction trigged by mechanical stress. In addition, our data suggest that FAK may have functions in the nuclear compartment, which might be related to the hypertrophic response in cardiac myocytes subjected to mechanical stress
Doutorado
Ciencias Basicas
Doutor em Clínica Médica

Orientador: Kleber Gomes Franchini
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas
Made available in DSpace on 2018-08-05T06:22:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Theizen_ThaisHoltz_M.pdf: 5129139 bytes, checksum: 63a638522984d7d9b6474a1cd25b1193 (MD5) Previous issue date: 2004
Resumo: Os mecanismos responsáveis pela transdução dos estímulos mecânicos em sinais bioquímicos no músculo cardíaco não estão totalmente esclarecidos. Evidências experimentais demonstram uma participação importante de elementos do citoesqueleto sarcomérico e extra-sarcomérico na transdução dos sinais mecânicos em bioquímicos nos miócitos cardíacos. Presume-se que a participação destas estruturas na transdução mecanobioquímica se faça através de moléculas sensíveis à tensão ou estiramento provocados pelo estímulo mecânico nas proteínas do citoesqueleto. Evidências experimentais obtidas em células em cultura, bem como em miócitos cardíacos indicam que a Fak apresenta diversas características de molécula sinalizadora de estímulos mecânicos. O príncipal objetivo do presente estudo foi investigar a expressão e atividade da quinase de adesão focal (Fak) em miocárdio de camundongos que apresentam mutação para o gene da distrofina (MDX). Resultados obtidos por immunobloting demonstraram aumento da fosforilação basal da Fak (cerca de 3 vezes) em animais MDX sem constrição da aorta (CoAo) (MDX controle), quando comparados a camundongos Swiss não submetidos a CoAo (Swiss controle). Por outro lado, não observamos aumento da atividade da Fak após CoAo em animais MDX, mas foi observada fosforilação da Fak em camundongos Swiss submetidos a CoAo. Resultados obtidos através de experimentos de imunofluorescência e posterior avaliação em microscopia confocal a laser demonstraram distribuição regular da Fak, acompanhando o padrão sarcomérico de estriação...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital
Abstract: Mechanisms involved in the transduction of mechanical stimuli into biochemical signals in the myocardium are not fully understood. Experimental evidences suggested an important role of the sarcomeric cytoskeleton and extra-sarcomeric in transduction of mechanical stimuli into biochemical signals in the cardiomyocytes. Presumably, these structures participate in the mechano-biochemical signal transduction through proteins located in the cytoskeleton responsive to tension, induced by mechanical stimuli. Recent data have been suggested that Focal adhesion molecule (Fak) could be a molecule involved in the transduction of the mechanical stimuli. The aim of the present study is to investigate the activation and expression of Fak in the myocardium of dystrophin-deficient mdx mice (MDX). Westem blot studies demonstrated an increase in the Fak basal phosphorilation (approximately 3 times) in the MDX mice submitted to transversal aortic constriction (TAC), when compared to swiss mice not submitted to TAC...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations
Mestrado
Mestre em Clinica Medica

Orientador: Kleber Gomes Franchini
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas
Made available in DSpace on 2018-08-06T17:54:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lopes_MauricioMarson_D.pdf: 2463239 bytes, checksum: 06bb8a40d038270d697d2a632626c188 (MD5) Previous issue date: 2006
Resumo: A insuficiência cardíaca é um dos maiores problemas de saúde pública da atualidade. Esforços têm sido feitos para a obtenção do entendimento dos mecanismos que resultam no comprometimento funcional e estrutural do miocárdio, responsáveis, em última instância, pela síndrome clínica. Doenças das válvulas constituem importante contingente dentre as causas de disfunção miocárdica que resulta insuficiência cardíaca. Tipicamente, as doenças das válvulas resultam em sobrecargas mecânicas das câmaras ventriculares que têm papel central no estabelecimento e evolução das alterações estruturais que acompanham a deterioração funcional do miocárdio e, por conseguinte, a da função global das câmaras cardíacas. É fato bem estabelecido na prática clínica a estreita relação entre a presença e a intensidade de comprometimento da função das câmaras ventriculares e o prognóstico clínico ou cirúrgico dos pacientes. Portanto, o esclarecimento dos mecanismos moleculares e celulares que resultam em alterações estruturais irreversíveis, bem como o estabelecimento de indicadores clínico-laboratoriais de alterações precoces é área de grande interesse prático. No presente estudo foram avaliados pacientes portadores de insuficiência mitral com indicação clínica de tratamento cirúrgico, com o objetivo de avaliar alterações estruturais do miocárdio e sua relação com a função ventricular e a expressão e atividade da quinase de adesão focal, uma tirosino-quinase envolvida em mecanismos de sinalização de estímulos mecânicos. Pacientes com insuficiência mitral (21) foram avaliados clinica e ecocardiograficamente no período pré-operatório e em seguimento de um ano após a cirurgia. Foram realizadas biópsias intra-operatórias do ventrículo esquerdo para análise histo-morfométrica e bioquímica da expressão e atividade da quinase de adesão focal e quantificação da área ocupada pelo interstício miocárdico. A maioria dos pacientes apresentava sintomas importantes de insuficiência cardíaca (classe funcional III-IV) no pré-operatório de cirurgia para correção da insuficiência mitral. A média da fração de ejeção e a do diâmetro sistólico final do ventrículo esquerdo encontravam-se dentro da faixa de normalidade. Havia sinais de remodelamento excêntrico do ventrículo esquerdo e aumento dos níveis médios de pressão sistólica da artéria pulmonar. Esses pacientes foram acompanhados por 12 meses após a cirurgia valvar mitral, com avaliações clínicas e ecocardiográficas a cada três meses. Foram verificadas reduções significativas no número e intensidade dos sintomas no período de seguimento pós-operatório. Houve também alteração das características ecocardiográficas indicativas de redução da intensidade do remodelamento no período de seguimento pós-operatório. Foi detectada correlação negativa entre a pressão da artéria pulmonar e o diâmetro diastólico final do ventrículo esquerdo no período pré-operatório. Constatou-se redução significativa da pressão da artéria pulmonar no seguimento pós-operatório. A análise histo-morfométrica das amostras de biópsias subendocárdicas dos pacientes com insuficiência mitral revelou intensa degeneração do miocárdio, com sinais de degeneração e fibrose intersticial. Houve correlação negativa entre a intensidade da fibrose e a fração de ejeção do ventrículo esquerdo no pré-operatório. Detectou-se aumento na expressão da quinase de adesão focal (FAK) em amostras de biópsias de ventrículo esquerdo de pacientes com insuficiência mitral, em comparação com a expressão no miocárdio de pacientes com estenose mitral (grupo de seis pacientes submetidos a biópsia intra-operatória). Além de aumento na expressão, também verificamos aumento na fosforilação em tirosina da FAK com anticorpo fosfo-específico para a tirosina 397, indicativo de aumento da atividade da enzima. Na análise quantitativa de amostras preparadas através de imuno-histoquímica com os anticorpos anti-FAK e anti-vimentina (marcador de fibroblasto) verificamos aumento da marcação com anticorpo anti-FAK nas células intersticiais e também nos cardiomiócitos de amostras de pacientes com insuficiência mitral. Os novos achados do presente estudo são: 1) correlação negativa entre o nível da pressão da artéria pulmonar e do diâmetro do ventrículo esquerdo; 2) correlação entre a intensidade da fibrose e a disfunção ventricular esquerda e 3) aumento da atividade da quinase de adesão focal, correlacionado à intensidade da fibrose intersticial em pacientes com insuficiência mitral com indicação cirúrgica. Estes achados permitem-nos concluir que a elevação precoce da pressão na artéria pulmonar pode constituir-se em marcador clínico de valor para indicação precoce de cirurgia em portadores de insuficiência mitral na ausência de intenso remodelamento excêntrico do ventrículo esquerdo. Por outro lado, a correlação estreita entre a área do interstício subendocárdico e a disfunção ventricular sugere que a avaliação da intensidade da fibrose no ato operatório pode ser um bom marcador de prognóstico. Finalmente, o aumento da atividade da FAK, principalmente no interstício, sugere que esta enzima e suas vias de sinalização intracelular podem contribuir para a gênese da fibrose intersticial. Este resultado aponta para a possibilidade de que modalidades terapêuticas específicas para FAK possam ter papel no tratamento pós-operatório de pacientes com insuficiência mitral e cardíaca
Abstract: Heart failure is one of the biggest problems faced by public health. Efforts have been made in order to achieve full understanding of the mechanisms that result in the myocardium structural and functional deterioration, which is responsible for advanced symptoms. Valvular diseases are important causes of myocardium dysfunction, which result in heart failure. Typically, valvular diseases result in mechanic overload of the ventricular chambers, which play a central role in the setting up and evolution of the structural alterations that follow myocardium functional deterioration and, consequently, the global dysfunction of the cardiac chambers. The close relation between the ventricular dysfunction and the clinical or surgical prognosis of the patient is well documented in clinical practice. Therefore, the understanding of the cellular and molecular mechanisms that result in the irreversible structural alterations, as well as the setting up of clinical-laboratorial indicators of early alterations is an area of great practical interest. In the present study patients presenting mitral valve disease with clinic indication for surgical treatment, aiming at evaluating structural alterations of the myocardium and their relations to the ventricular function, and the expression and activity of focal adhesion kinase, a tyrosine-kinase involved in mechanisms of mechanic stimulus signalization. Patients suffering from mitral regurgitation (21) were evaluated by clinical exams and echocardiography in the pre-operative period and underwent clinical and echocardiograph exams for a period of one year after surgery. Intra-operative biopsies of the left ventricle were performed in order to carry out histomorphometric and biochemical analyses of the expression and activity of focal adhesion kinase and quantification of the area occupied by the myocardium interstice. The majority of the patients presented advanced symptoms of heart failure (CF III-IV) in the pre-operative for the for mitral failure correction. The average ejection fraction and the left ventricle end systolic volume were found within normality range. There were signs of eccentric remodeling of the left ventricle and increase in the mean levels of systolic pressure of the pulmonary artery. There was a follow up of these patients during three months after mitral valve surgery with clinical and echocardiograph assessments every three months. Significant reductions of symptoms in number and intensity in the post-operative outcome were verified. There was negative correlation between the pressure of the pulmonary artery and the left ventricle final diastolic diameter the pre-operative period. There was significant decrease in the pressure of the pulmonary artery in the post-operative period. The histomorphometric analysis of subendocardial biopsy samples originated from patients with mitral disease showed intense myocardium degeneration, with signs of degeneration and interstitial scar tissue. There was negative correlation between the intensity of the scar tissue and the ejection fraction of the left ventricle in pre-operative. There was increase in the expression of focal adhesion kinase (FAK) in samples of left ventricle biopsies coming from patients with mitral regurgitation in comparison to myocardium expression of patients presenting mitral stenosis (group of six patients submitted to intra-operative biopsy). Besides the increase in expression, there was also increase in tyrosine phosphorylation from FAK with phosphor-specific antibody for tyrosine 397, which indicates increase in the enzymatic activity. The quantitative analysis of samples through imunohistochemistry with anti-FAK antibodies and anti-vimentine (fibroblast marker) showed increase in the marking of interstitial cells with anti-FAK antibody and also in the samples of cardiomyocytes from patients with mitral regurgitation. The new findings of this study are: 1) negative correlation between the level of the pulmonary artery and the left ventricle diameter; 2) correlation between the scar tissue intensity and the left ventricle dysfunction and 3) increase of the focal adhesion kinase (FAK) activity correlated to the interstitial scar tissue intensity in patients with mitral regurgitation having surgical indication. These findings lead to the conclusion that the early increase of pressure in the pulmonary artery may be a valuable clinical marker to indicate precocious surgery in carriers of mitral disease when there is lack of intense eccentric remodeling of the left ventricle. On the other hand, the close correlation between the subendocardial interstitial area and the ventricular dysfunction suggest that the assessment of the scar tissue intensity during the open heart surgery act may be a good prognostic marker. Finally, the increase in the FAK activity, mainly interstitial, suggests that this enzyme and its intracellular signalizing pathway may contribute to interstitial scar tissue genesis. This result points at the possibility that specific therapeutics conditions for FAK can play a role in the post-operative treatment of patients presenting mitral disease and heart failure
Doutorado
Medicina Experimental
Doutor em Fisiopatologia Medica

INTRODUÇÃO: A ventilação mecânica é uma terapia importante, mas com possíveis complicações. Uma das mais relevantes é a lesão pulmonar induzida pelo ventilador (VILI do inglês Ventilator-induced lung injury). Devido à hiperdistensão alveolar, o pulmão inicia um processo inflamatório, com infiltrado neutrofílico, formação de membrana hialina, fibrogênese e prejuízo de troca gasosa. Nesse processo, a mecanotransdução do estímulo da hiperdistensão celular se faz através do citoesqueleto da célula e de suas interações com a matriz extracelular e com as células vizinhas. Apesar desse papel fundamental no processo da VILI, não existem estudos in vivo sobre as alterações do citoesqueleto e de suas proteínas associadas durante esse processo patológico. O objetivo desse estudo foi descrever as alterações no citoesqueleto e em duas de suas principais proteínas associadas (FAK e paxilina) durante esse processo. MÉTODOS: Nesse estudo experimental foram feitos três grupos (n = 4 6): um controle e dois ventilados por quatro horas com PEEP de 5 cmH2O. Um grupo foi ventilado com volume corrente de 8 ml/kg (BV) e o outro com 24 ml/kg (AV). Dados de mecânica respiratória foram calculados no início e no final do período experimental. Os pulmões foram avaliados por histomorfometria quanto à área proporcional de parênquima, índice de infiltrado neutrofílico e índice de edema perivascular, quanto à quantidade de fosfo-FAK, fosfo-paxilina, paxilina total, actina músculo liso e alfa-tubulina por Western Blot, quanto à imunofluorescência para paxilina total com microscopia confocal a laser e com microscopia eletrônica de transmissão. RESULTADOS: os grupos foram semelhantes nas características basais. Houve aumento da elastância dinâmica (Edin) no grupo BV e redução no grupo AV (Edin inicial e final: 0,76 ± 0,4 vs 1,02 ± 0,47 respectivamente, em cmH2O/ml; p = 0,001). Não houve diferença na área proporcional de parênquima ou índice de edema perivascular entre os grupos estudados. A ventilação mecânica induziu infiltrado neutrofílico pulmonar nos animais, tanto no grupo BV como no AV em relação ao controle (p < 0,001). O infiltrado foi mais importante no grupo AV que no BV (p = 0,003). Houve um aumento de 40% na fosfo-FAK pelo Western Blot no grupo AV em relação ao controle (p=0,069) e aumento significativo de fosfo-paxilina no grupo AV em relação ao controle (p<0,001) e ao BV (p<0,001). Não se observaram diferenças para paxilina total, actina músculo liso e alfa-tubulina. A microscopia confocal demonstrou marcação para paxilina total nos septos alveolares. A microscopia eletrônica sugeriu reorganização do citoesqueleto nas zonula adherens do grupo AV. CONCLUSÕES: A ventilação mecânica promove lesão pulmonar com infiltrado neutrofílico numa relação dose-dependente. A ventilação com alto volume corrente promove fosforilação da FAK e de paxilina. As alterações no citoesqueleto em modelo in vivo de VILI são possíveis de serem descritas utilizando-se de métodos de microscopia confocal, Western Blot e microscopia eletrônica.
INTRODUCTION: Mechanical ventilation is an important therapy, but is associated with complications. One of the most relevant is ventilator-induced lung injury (VILI). Due to alveolar hyperdistension, the lung initiates an inflammatory process, with neutrophilic infiltration, hyaline membrane formation, fibrogenesis and gas exchange impairment. In this process, cellular mechanotransduction of the overstretching stimulus is mediated through the cytoskeleton and its cell-cell and cell-matrix interactions. But, although the cytoskeleton has this important role in the pathogenesis of VILI, there are no in vivo models for the research of cytoskeletal and cytoskeleton-associated proteins modifications during this pathological process. Our objective was to describe the immunohistochemical modifications during this process on the cytoskeleton and on two of its associated proteins (FAK and paxillin). METHODS: in this experimental study, three groups (n = 4 6) were studied: a control group and two ventilated for four hours with PEEP of 5 cmH2O. One group was ventilated with tidal volume of 8 mL/kg (LV) and the other with 24 mL/kg (HV). Data of respiratory mechanics were obtained at the beginning and the end of the experimental period. The lungs were evaluated with histomorphometry for parenchymal proportional area, neutrophilic infiltrate and perivascular edema, with Western Blot for phospho-FAK, phospho-paxillin, total paxillin, alpha-smooth muscle actin and alpha-tubulin, with confocal laser scanning microscopy for total paxillin, and with transmission electron microscopy. RESULTS: the groups were similar at the baseline. Dynamic elastance (Edin) increased in LV group and decreased in HV group (Edin initial to final: 0.76 ± 0.4 vs. 1.02 ± 0.47 respectively, in cmH2O/ml; p = 0.001). There was no difference in the parenchymal proportional area or the perivascular edema in the three groups. Mechanical ventilation induced pulmonary neutrophilic infiltration, both in the LV group and the HV group in comparison with control (p < 0.001). The infiltrate was more important in the HV group than in the LV group (p = 0.003). Phospho-FAK increased 40% in the HV group in Western Blot in comparison with control (p=0.069). Phosphopaxillin increased significantly in HV group compared with control (p<0.001) and with LV (p<0.001). Total paxillin, alpha-smooth muscle actin and alpha-tubulin did not show any differences. Confocal microscopy showed total paxillin labeling at alveolar septa. Electron microscopy suggested cytoskeleton reorganization at the zonula adherens in the AV group. CONCLUSIONS: Mechanical ventilation induces pulmonary injury with neutrophilic infiltrate in a dose-dependent relationship. Ventilation with high tidal volume promotes FAK and paxillin phosphorilation. The alterations in cytoskeleton in an in vivo model of VILI are possible to be studied with confocal microscopy, Western Blot and electron microscopy.

O carcinoma espinocelular (CEC) de cabeça e pescoço é uma neoplasia maligna que implica em baixas taxas de sobrevida e prognóstico desfavorável. A perda de adesão do epitélio e a migração celular são processos biológicos envolvidos na carcinogênese. O objetivo desse estudo foi descrever o padrão de expressão da molécula cinase de adesão focal (FAK) e suas formas fosforiladas, FAK-Tyr576 e FAK-Tyr925, em amostras de CEC no centro do tumor (CT) e zona de invasão (ZI) e no tecido epitelial não neoplásico adjacente a estes tumores (EA). De acordo com a graduação histopatológica, 48,1% do total das amostras de CEC são de grau moderado. Segundo o sistema pTNM, 62,9% eram T1 e T2, 64,8% não apresentaram metástase regional e não houve metástase à distância. O tempo máximo de acompanhamento foi de 5,9 anos e obteve-se a proservação final de 46 dos 54 pacientes, onde foi observado que 58,1% apresentaram boa evolução e 41,9% exibiram evolução ruim. A média em anos para que os pacientes obtivessem o status de evolução ruim foi de 5,01. Quanto ao estadiamento clínico, houve maior imunomarcação no estádio IVa quando comparado ao estádio II no EA da FAK Tyr-576 e ocorreu maior expressão no estádio IVb quando comparado ao estádio I no CT da FAK Tyr-576. Os pacientes que apresentaram evolução ruim após o período máximo de acompanhamento tiveram alta expressão no EA e na ZI da FAK Tyr-576 e no CT da FAK Tyr-925. Na ZI, o aumento de expressão da FAK está associado ao aumento da expressão da FAK Tyr-576. À medida que há aumento da expressão no EA há aumento da expressão na ZI na FAK Tyr-576. E quando há aumento da expressão no EA há aumento da marcação na ZI na FAK Tyr-925. Apesar do papel de todas as FAKs fosforiladas não estar claro, mas sabendo-se que são essas FAKs que estão ativas no câncer, a partir dos dados do presente trabalho pode-se sugerir que a avaliação da marcação FAK Tyr -576 no EA, no CT e na ZI venha a fazer parte da rotina no diagnóstico histopatológico e das margens da peça operatória, como norteadores da conduta terapêutica e do protocolo de acompanhamento.
Squamous cell carcinoma (SCC) of the head and neck is a malignant neoplasm that implies low rates of survival and poor prognosis. The loss of adhesion and cell migration are biological processes involved in carcinogenesis. The aim of this study was to describe the pattern of expression of focal adhesion kinase molecule (FAK) and its phosphorylated forms, FAK-Tyr576, FAK-Tyr925, in SCC samples in the center of the tumor (CT) and invasion zone (ZI) and non-neoplastic epithelial tissue adjacent to these tumors (EA). According to histopathological grading, 48,1% of SCC samples are moderate. According to the system pTNM, 62,9% were T1 and T2, 64.8%, had no regional metastasis and no distant metastasis. The maximum time of follow up was 5,9 years and was obtained as the final proservation 46 of 54 patients, where it was observed that 58,1% of patients had good prognosis and 41,9% of patients had poor prognosis. The average years for patients to obtain the poor prognosis of status was 5.01. As for clinical staging, there was greater immunostaining in the stadium IVa compared to stage II in EA Tyr-576. And FAK expression was higher in stage IVb when compared to CT in stage I of FAK Tyr-576. Patients with poor prognosis after the maximum follow-up period had high expression in EA and ZI of FAK Tyr-576 and CT of FAK Tyr-925. In ZI, increased expression of FAK is associated with increased FAK Tyr-576 expression. As there is increased expression in EA's increased expression in ZI in FAK Tyr-576. And when there is increased expression in EA's increased marking the ZI in FAK Tyr-925. Despite the role of all phosphorylated FAKs not clear, but given that these are FAKs that are active in cancer, from the present data it can be suggested that the evaluation of expression of FAK Tyr 576 in EA, CT and ZI will be part of the routine histopathological diagnosis and surgical specimen margins, as guiding the therapeutic management and monitoring protocol.

1α, 25-diidrossivitamina D3 (1,25(OH)2D3), il metabolita attivo della Vitamina D (Vit D), aumenta l'assorbimento intestinale di calcio e fosfato, mantenendo un corretto bilanciamento nel rimodellamento osseo. La Vit D ha un effetto anabolizzante sul sistema scheletrico ed è fondamentale nel promuovere il differenziamento osteoblastico di cellule staminali mesenchimali umane (hMSCs) isolate da midollo osseo. Al fine di superare alcuni aspetti negativi associati all'utilizzo di MSCs da midollo osseo quali morbilità, dolore e bassa resa di cellule, sono state studiate fonti alternative di tali cellule. Le MSCs possono essere isolate anche dal dente nella sua forma immatura, il germoglio dentale: le Cellule Staminali da Gemma Dentale (Dental Bud Stem Cells - DBSCs) sono cellule staminali adulte che possono effettivamente differenziare in senso osteoblastico. Lo scopo del progetto è quello di studiare l'effetto della Vit D sulle DBSCs, che rappresentano un modello utile per comprendere l'attività anabolica delle cellule ossee a partire da precursori osteoblastici molto indifferenziati. Dal momento che l'adesione delle MSCs alla Matrice Extra Cellulare (ECM) è ancora poco caratterizzata, così come il ruolo delle proteine della ECM nella regolazione del differenziamento osteogenico, abbiamo innanzitutto studiato il nostro modello cellulare di DBSCs per l'espressione di Integrine e Caderine così come per l'interazione con proteine della ECM. Abbiamo osservato che le DBSCs mostrano un modello di adesione molecolare paragonabile a quello descritto per le MSCs. Abbiamo dimostrato una differenziazione delle DBSCs in senso osteogenico con acquisizione di un fenotipo osteoblastico, incrementata dal trattamento con la Vit D. Abbiamo osservato che le DBSCs, trattate con 1,25(OH)2D3, esprimevano livelli più elevati dei principali marcatori osteoblastici e formavano noduli di matrice mineralizzata in vitro. Questi risultati riflettono l'origine mesenchimale delle DBSCs e confermano le loro caratteristiche osteoblastiche. Inoltre, al fine di chiarire l'effetto del microambiente sul comportamento delle DBSCs, abbiamo analizzato anche la distribuzione dell’integrina αVβ3 e la formazione di Adesioni Focali (FAs) in cellule seminate su superfici con diversi rivestimenti in presenza di Vit D. Abbiamo quindi osservato che la Vit D sembra indurre l’espressione di tali adesioni focali nel nostro modello cellulare. Le nostre osservazioni suggeriscono che la Vit D sia in grado di agire direttamente su queste cellule, che possono essere considerate dei precursori degli osteoblasti, indirizzandole verso una formazione ossea più elevata.
1α,25-dihydroxyvitamin D3 (1,25(OH)2D3), the active metabolite of Vitamin D (Vit D), increases intestinal absorption of calcium and phosphate, maintaining a correct balance of bone remodeling. Vit D has an anabolic effect on the skeletal system and is key in promoting osteoblastic differentiation of human Mesenchymal Stem Cells (hMSCs) from bone marrow. In order to overcome some negative aspects connected with the use of MSCs from bone marrow, i.e. morbidity, pain and low yield of cells, other sources of MSCs have been examined. MSCs can be also isolated from the immature form of the tooth, the dental bud: Dental Bud Stem Cells (DBSCs) are adult stem cells that can effectively undergo osteoblastic differentiation. The aim of the project is to study the effect of Vit D on DBSCs, which represent a useful model to understand the anabolic activity of the bone cells, starting from very undifferentiated osteoblast precursors. Since MSCs adhesion to Extra Cellular Matrix (ECM) is still poorly characterized, as well as ECM proteins role in regulating osteogenic differentiation, we studied our cell model of DBSCs for the expression of Integrins and Cadherins as well as for ECM protein interaction. We demonstrated a functional osteogenic differentiation of DBSCs towards an osteoblastic phenotype, being incremented by the Vit D treatment. We observed that DBSCs treated with 1,25(OH)2D3, expressed increased levels of the main osteoblastic markers and formed mineralized matrix nodules in vitro. These results reflected the mesenchymal origin of DBSCs and confirmed their osteoblast-like features. Moreover, in order to elucidate the effect of the microenvironment on DBSCs behavior, we also analyzed αVβ3 integrin distribution and Focal Adhesion formation in cells seeded on surfaces with different coatings in the presence of Vit D. We observed that Vit D seems to induce the expression of focal adhesions in our cell model. Our observations suggest that Vit D acts directly on these cells, that can be considered osteoblast precursors, directing them to an increased bone formation.

Orientador: Kleber Gomes Franchini
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas
Made available in DSpace on 2018-08-04T04:18:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Inoue_RosanaYuri_D.pdf: 8727407 bytes, checksum: 5102b323c864eec293a43f995ceb4b63 (MD5) Previous issue date: 2005
Resumo: O estímulo mecânico é um dos principais fatores responsáveis pelos ajustes funcionais e estruturais do miocárdio em resposta à sobrecarga de trabalho. O estímulo determina a ativação de uma rede complexa de vias de sinalização celulares que culminam com o crescimento hipertrófico de cada cardiomiócito. A quinase de adesão focal (FAK) tem sido indicada como principal proteína sinalizadora envolvida na resposta de cardiomiócitosao estímulomecânico.No entanto, os mecanismosde ativação da FAK pelo estímulomecânico aindanão são conhecidos. Na tentativa de entender melhor as vias de sinalização envolvidas no estabelecimento da hipertrofia cardíaca, utilizamos o sistema duplo-morido em levedura para procurar proteínas que se associam a FAK nesta situação. Para isso utilizamos uma construção de FAK contendo a porção C-Terminal e o domínio quinase (FAKNX) para procurar interações protéicas em uma biblioteca de cDNA de miocárdio de rato submetido às 6h de coarctação da aorta. Após o escrutíneo da biblioteca verificamos a existência de uma interação entre a FAK e sítios da região C-Terminal da cadeia pesada de miosina (MHC). A interação FAK/MHC foi confIrmada por ensaios de pulldown com a proteína híbrida GST-Miosina e extratos de miocárdios de rato. Imunotluorescência e microscopia confocal confIrmaram a colocalização da FAK e da MHC na região sarcomérica correspondente à banda A, em cardiomiócitos de ratos neonatos em cultura. Além disso, a demonstração da interação da FAK com MHC foi verifIcada em extratos de MHC purifIcada de corações de ratos neonatos em condições de força iônica elevada, indicando que a ligaçãoFAK-MHCé dependentede uma interação forte. Ensaios depulldown realizados com a porção FERM da FAK mostraram que esta região N-terminal é sufIciente para a interação FAK-MHC. Em experimentos de coimunoprecipitação com extratos de cultura de cardiomiócitos de ratos neonatos, verificamos que o estiramento acompanha-se de diminuição da associação FAKlMHC, efeito este paralelo à fosforilação da FAK no resíduo de tirosina 397. O bloqueio da fosforilação da FAK com PP2 ressaltou a importânciada fosforilação/ativaçãoda FAK na interação FAK/MHC uma vez que, o tratamento bloqueou a dissociação destas proteínas. Experimentos de imunofluorescência e microscopia confocal de miócitos tratados com PP2 confirmaram a colocalização da FAKlMHC mesmo após 60 minutos de estiramento. O ensaio de pulldown do GST-FERM com os extratos de cardiomiócitos estirados também apresentou diminuição na associação FAKlMHC sugerindo que o estiramento produz modificação estrutural e/ou funcionalnos sítios da MHCresponsáveispela interação com a FAK. A interação FAKlMHC apresentacaracterísticascompatíveiscom aquelas esperadas para um sistema transdutor biomecânico, sensível ao estiramento dos miócitos cardíacos Estes resultados são compatíveis com a idéia de que a transdução mecano-bioquímica, ao menos no que se relaciona à FAK é dependentedo estiramentode MHC em cardiomiócitos, podendo neste caso, a FAK ser considerada elemento sensor de estímulo mecânicos em cardiomiócitos
Abstract: Mechanical stress is a major factor involved in the development of myocardial adaptive and maladaptive changes in heart diseases. Local mechanical forces activate signaling mechanisms in cardiac myocytes inducing the expression of specific genetic programs linked to myocardial structural and functional remodeling. Although mechanical forces might directly trigger signaling mechanisms in cardiac myocytes the mechanism by which they are sensed and convertedinto biochernicalsignals remains elusive. Focal adhesion kinase (FAK) has been implicated as a signaling molecule involved in the early response of cardiac myocytes to mechanical stress. The mechanism of FAK activation by mechanical stimuli is not c1ear.In this study we performed a yeast twohybrid screening in order to search for novel protein binding partners with FAK. We screened a N-Terminal FAK construction containing the FERM and kinase domain (bait) against a cDNA library constructed from a 6h pressure overloaded adult rat left ventricle. We found an interaction between FAK and C-terminal coiled-coil region of a-myosin heavy chain. We confrnned this interaction with pulldown assay with the hybrid protein GST-Myosin and myocardium rat extracts. Laser confocal rnicroscopy confrnned the colocalization of FAK and MHC in the sarcomericregion corresponding to the A band in cultured neonatal rat ventricular myocytes (NRVMs). We also demonstrated FAK and MHC interaction in purified myosin extracts of NRVMs in buffer with high salt concentration indicating that FAK-MHCis a strong interaction. Pulldown assay with GST-FERM showed that the N-Terminal domain is enough for FAK-MHC interaction. In coimmunoprecipitationassays with NRVMs we found out that cyclic stretch reduces FAK-MHC interaction and this effect is parallel to FAK phosphorylationin tyr397. Treatmentwith PP2 inhibitedFAKphosphorylation and blocked FAK-MHC dissociation showing the importance of FAK phosphorylation in FAK-MHC interaction. Laser confocal microscopy of NRMV treated with PP2 confirmed the colocalization of FAK-MHC afier 60 minutes of cyc1ic stretch. GST-FERM pulldown assay with NMRVs extracts presented reduction in FAK-MHC association suggesting that the cyc1ic stretch produces structural and/or functional modification in the C-terminal coiled-coil region of a-MHC responsible for FAK-MHCinteraction. We found out that FAKlMHC interaction presents distinct characteristics compatible with a biomechanical transducer system, responsive to cyc1ic stretch. Our results are compatible with the idea that the mechano-biochemical transduction involving FAK in cardiomyocytes depends on the stretch of MHC. In this case we could consider FAK as a sensor of mechanical stress in cardiomyocytes
Doutorado
Ciencias Basicas
Doutor em Clínica Médica

Orientador: Kleber Gomes Franchini
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas
Made available in DSpace on 2018-08-20T23:08:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cardoso_Leandro_M.pdf: 3831901 bytes, checksum: 40e5df211d7e6fd923f654bd8d3a1ec1 (MD5) Previous issue date: 2012
Resumo: Nas doenças do coração ocorre hipertrofia e remodelamento do ventrículo esquerdo com impacto negativo na evolução clínica. Esses fatores influenciam independentemente o risco cardiovascular por elevarem a predisposição a infartos do miocárdio, ao desenvolvimento de insuficiência cardíaca e ao aparecimento de arritmias ventriculares graves. Estruturalmente ocorrem crescimento e degeneração dos miócitos cardíacos, fibrose e alterações da microcirculação. Estas alterações comprometem irreversivelmente a histoarquitetura do miocárdio, limitando a eficácia dos tratamentos convencionais, principalmente no estágio mais avançado caracterizado pela insuficiência cardíaca. A rede de sinalização celular envolvida na resposta das células miocárdicas (miócito e não miócitos) a forças mecânicas tem papel crítico na compreensão da patogênese da hipertrofia. A quinase de adesão focal (FAK), uma enzima associada à sinalização por integrinas, é ativada precocemente e exerce influência no desenvolvimento e sustentação da resposta hipertrófica do miocárdio à sobrecarga pressórica. Nesse estudo foi avaliado o efeito de um composto inédito derivado de quinazolina (BZLO) com potencial ação inibitória da FAK no coração de camundongos submetidos à sobrecarga pressórica por coarctação da aorta. In vitro, esse composto inibiu a atividade catalítica da FAK purificada com IC50 de 1nM. In vivo, o tratamento dos camundongos submetidos à coarctação da aorta com o composto (BZLO) provocou inibição do resíduo Tyr397 da FAK. Demonstrando que o composto não só preveniu, mas também promoveu regressão da hipertrofia do ventrículo esquerdo típica do modelo, acompanhada de atenuação da hipertrofia dos cardiomiócitos e da fibrose intersticial, e preservação da função ventricular. Esses resultados indicam que o tratamento com o composto (BZLO), presumivelmente por inibir a FAK, atenua as alterações estruturais e funcionais provenientes da sobrecarga pressórica crônica no ventrículo esquerdo de camundongos, sugerindo seu potencial como alternativa na prevenção e tratamento da insuficiência cardíaca
Abstract: Cardiac remodeling and hypertrophy have negative impact in the evolution of heart disease. They raise predisposition to myocardium infarction, heart failure and fatal ventricular arrhythmias, being independent markers of cardiovascular prognosis. Cardiomyocyte growth followed by degeneration, interstitial fibrosis and alterations in the microcirculation can be detected structurally in hypertrophic hearts. These alterations jeopardize myocardium tissue architecture irreversibly limiting therapeutic efficacy especially in advanced stages of disease with heart failure. The understanding of signaling network in response to mechanical stimuli is crucial in the study of cardiac hypertrophy. Focal adhesion kinase (FAK) an enzyme linked to signaling by integrins is activated in response to pressure overload and influences the development of myocardial hypertrophic response. In the present study, a compound based on quinazoline scaffold which is a FAK inhibitor, named BZLO, is examined for its effects on cardiac hypertrophy of mice model of aortic constriction. BZLO strongly inhibits catalytic activity of purified FAK in vitro (IC50 = 1nM). Satisfactory bioavailability of BZLO was observed after oral administration. BZLO treatment decreased FAK phosphorylation at Tyr397 and attenuated cardiomyocyte growth and interstitial fibrosis preserving cardiac function in the mice model of chronic pressure overload induced by aortic constriction. These findings suggest that BZLO is effective in attenuating the deleterious structural and functional consequences of chronic pressure overload in mice heart, suggesting that it has the potential to be considered as an option for the prevention and treatment of heart failure
Mestrado
Fisiopatologia Médica
Mestre em Ciências

Orientador: William Dias Belangero
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas
Made available in DSpace on 2018-08-28T23:43:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Faria_LidiaDornelasde_M.pdf: 3066212 bytes, checksum: 6cb5506682740e2fcb2de4b1694998a3 (MD5) Previous issue date: 2015
Resumo: A Terapia por ondas de choque (TOC) é uma alternativa não invasiva utilizada como método de indução a formação óssea que consiste em pulsos sonoros de alta energia transmitidas de modo focal a um tecido específico. Artigos demonstram aumento de vascularização, que ativação de proteínas como BMP (bone morphogenic protein) e Erk (extracellular signal-regulated kinase) induzindo diferenciação osteogênica após sua utilização no tecido ósseo. O presente estudo visou avaliar os níveis das proteínas Erk e Akt (akutely transforming), envolvidas na cascata protéica responsiva a deformação celular gerada por estímulo mecânico e consequente transformação em estímulo bioquímico induzindo a osteogênese. Os animais selecionados para o estudo foram anestesiados e divididos em dois diferentes grupos, onde no dia 1, o primeiro grupo foi submetido a TOC em sessão única de 500 impulsos gerados por aparelho eletrohidráulico a 0,12mJ/mm²na tíbia intacta e o segundo não recebeu TOC. Na sequência, os animais foram divididos em 3 subgrupos para cada tempo de segmento de 7, 14 e 21 dias A determinação dos níveis das proteínas propostas foi realizada por meio de immunoblotting. A fosforilação das proteínas Erk e Akt dos tecidos ósseos das tíbias extraídas dos ratos aumentou nos grupos submetidos a TOC após 7, 14 e se manteve elevado até o 21° dia quando comparado ao controle
Abstract: Extracorporeal shock wave therapy (ESWT) is a non-invasive alternative used as a method for inducing bone formation that consists of high-energy acoustic pulses transmitted in a focal way to a specific tissue. Studies show increase in vascularization which activate proteins such as BMP and Erk inducing osteogenic differentiation after its use in the bone tissue. The present study aimed at evaluating the levels of Erk and AKT proteins involved in the protein cascade responsive to cell deformation in biochemical stimulus inducing osteogenesis. The animals selected for the study were under anesthesia and divided in two different groups where on day 1 the first group was submitted to ESWT in one 500 pulse-session generated by an electrohydraulic device at 0,12mJ/mm² in intact tibia and fibula and the second did not receive ESWT. Then the animals were divided into 3 sub-groups, one for each segment times of 7, 14 and 21 days. Immunoblotting analysis was performed to determine the levels of the proposed proteins. The Erk and Akt protein phosphorylation of the bone tissues of extracted tibia from the animals increased in the groups submitted to ESWT and kept elevated until the 21st day when compared to the control group
Mestrado
Fisiopatologia Cirúrgica
Mestra em Ciências