Comparative study of the expression of p-Akt1, COX-2 and mitochondrial markers in cutaneous and mucosal melanomas

Orientador: Jacks Jorge JuniorTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de PiracicabaResumo: Melanomas são neoplasias malignas agressivas que ocorrem principalmente na pele. Os melanomas mucosos de cabeça e pescoço, por outro lado, que ocorrem nas mucosas da cavidade bucal e nasal, são neoplasias malignas extremamente agressivas; e devido sua raridade, estudos mais completos sobre possíveis marcadores prognósticos ainda são escassos na literatura. O presente trabalho foi organizado em 5 capítulos que dissertam sobre a expressão de proteína B quinase fosforilada (p-Akt1), ciclooxigenase 2 (COX-2) e marcadores mitocondriais em uma série de melanomas cutâneos e mucosos de cabeça e pescoço. Como principais resultados, podemos destacar, as conclusões de cada capítulo conforme organizado abaixo. No primeiro capítulo, demonstramos que a proteína p-Akt1 teve maior expressão em melanomas mucosos que nos cutâneos e foi identificada como um fator prognóstico independente em melanomas mucosos. No segundo capítulo, foi estudada a expressão de COX-2 em melanomas orais, demonstrando que essa enzima é um fator prognóstico independente para pacientes com estes tumores. No terceiro capítulo, apresentamos uma série de melanomas amelanóticos e foi possível concluir que a apresentação clínica e microscópica desses tumores pode mimetizar outros tipos de lesões, e que, portanto, podem ser mais difíceis de ser diagnosticados. No quarto capítulo, foi comparada a expressão de COX-2 e de Ki67 em melanomas orais amelanóticos e melanomas orais convencionais. Como principal conclusão, a expressão de COX-2 e o índice de proliferação foram maiores em melanomas orais amelanóticos, indicando provavelmente uma maior agressividade destes tumores. No quinto capítulo, foi avaliada a expressão de três marcadores mitocondriais em melanomas cutâneos e mucosos. Como destaque desse último capítulo podemos citar que a quantidade de mitocôndrias nas células tumorais parece desempenhar um papel importante na patogênese dos melanomas. E que, a proteína de fissão 1 (FIS1) pode ser considerada um fator prognóstico em melanomas orais, enquanto a proteína de fusão 2 (mitofusin 2) está associada com pior prognóstico em pacientes com melanomas cutâneos. Em resumo, os cinco capítulos da presente tese contribuíram para o melhor entendimento dos melanomas mucosos e em conjunto apresentam uma série de possíveis marcadores prognósticos que podem ser estudados e indicados como candidatos para terapias-alvoAbstract: Melanomas are tumors with an aggressive behavior that occur mainly in the skin. Mucosal head and neck melanomas, on the other hand occur in the mucous membranes of the oral and nasal cavity. These tumors are extremely aggressive; and due to its rarity, studies with these tumors regarding possible prognostic markers are still scarce in the literature. The present PhD thesis was organized in 5 chapters that discuss the expression of phosphorylated serine/threonine-protein kinase 1 (p-Akt1), cyclooxygenase 2 (COX-2) and mitochondrial markers in a series of cutaneous and mucous melanomas of the head and neck. We have highlighted the main conclusions of each chapter, as organized below. In the first chapter, we demonstrated that p-Akt1 protein was overexpressed in mucosal than in cutaneous melanomas and it was identified as an independent prognostic factor for mucosal melanomas. In the second chapter, we have studied the COX-2 expression in oral melanomas, demonstrating that this enzyme is an independent prognostic factor for patients with these tumors. In the third chapter, we present a series of amelanotic melanomas and the main conclusion was: the clinical and microscopic presentation of these tumors may mimic other types of lesions, and therefore they may be more difficult to diagnose. In the fourth chapter, the expression of COX-2 and Ki67 in amelanotic and conventional oral melanomas was compared. As a main conclusion, COX-2 expression was higher in amelanotic oral melanomas, as well as cell proliferation index in these tumors than in conventional oral melanomas. In the fifth chapter, the expression of three mitochondrial markers in cutaneous and mucosal melanomas was evaluated. We have demonstrated that mucosal melanomas have a higher expression of mitochondrial markers than cutaneous ones. Thus, the high number of mitochondria in tumor cells seems to play an important role in the pathogenesis of melanomas. The fission protein 1 (FIS1) was considered a prognostic factor in oral melanomas, whereas mitofusin 2 is associated with worse prognosis in patients with cutaneous melanomas. In summary, the five chapters of this thesis have contributed to a better understanding of mucosal melanomas and together present a series of possible prognostic markers that can be studied and indicated as candidates for target therapiesDoutoradoPatologiaDoutor em Estomatopatologia2015/25905-1, 2017/16102-8FAPES

Analyses of COX-2, p-Akt and TGF beta 1 in primary and metastatic melanomas and of the citotoxicity of trans-dehydrocrotonin in melanoma cells

Orientador: Jacks Jorge JuniorDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de PiracicabaResumo: O melanoma cutâneo é uma neoplasia maligna que apresenta alta propensão para ocorrência de metástases. Os eventos biológicos mais associados com o processo metastático são: sobrevivência, migração e invasão celular. Diversas vias sinalizadoras induzem esses processos, destacando-se o papel da ciclooxigenase 2 (COX-2) e do Fator de Crescimento Transformante Beta 1 (TGF?-1) que atuam aumentando o metabolismo celular e modulando a interação parênquima-estroma. Além disso, essas vias sinalizadoras têm sido relatadas como cruciais no desenvolvimento de metástases de outras neoplasias malignas. Assim, os objetivos desse trabalho estão divididos em três capítulos, e compreendem: (i) avaliar, por meio de análise imunohistoquímica em Tissue Microarrays (TMAs), a expressão de COX-2, p-Akt e minichromosome maintenance 2 (MCM2) em melanomas primários e metastáticos (MM), correlacionando-os com dados clínicos, histopatológicos e taxas de sobrevida; (ii) avaliar e correlacionar a expressão de TGF?-1 e endoglina (CD105) com a polarização de macrófagos (CD68, CD11c ¿ M1 e CD163 ¿ M2); (iii) analisar, in vitro, o efeito de trans-desidrocrotonina (t-DCTN), um princípio ativo extraído do Croton cajucara Benth, em células de melanoma murino. A sobrevida global dos casos analisados demonstrou correlação positiva com a expressão de COX-2, p-Akt e TGF?-1. Em MM foi observado aumento da expressão de TGF?-1 que apresentou correlação positiva com maior distribuição de macrófagos M2. O número de vasos CD105 positivos também demonstrou correlação positiva com MM e pior prognóstico. Adicionalmente, t-DCTN apresentou efeito citotóxico em todas as concentrações testadas, induzindo apoptose e necrose nas células B16F10 de maneira dose-dependente. Nas células tratadas com t-DCTN, observou-se, por meio de imunofluorescência a diminuição da expressão da metaloproteinase 9. Conclui-se que os biomarcadores COX-2, p-Akt e TGF?-1 apresentam papel biológico relevante na patogênese de MM e na progressão tumoral, destacando-se como potenciais vias específicas para tratamento destas neoplasias. A droga t-DCTN apresentou efeito citotóxico em células B16F10, porém mais estudos são indicados para definir o mecanismo de ação pelo qual essa droga atua, elucidando uma possível opção terapêutica para tratamento de melanomas metastáticos e em fases avançadasAbstract: Cutaneous melanoma is a malignant neoplasm that has a high propensity to develop metastasis. Cell survival, migration, invasion and epithelial-mesenchymal transition are biological events most associated with the metastatic process. Indeed, several signaling pathways act together and culminate with the induction of these processes, highlighting the role of cyclooxygenase 2 (COX-2) and transforming growth factor beta 1 (TGF?-1) which cause increasing cellular metabolism and modulating stromal and tumor cells interactions. Moreover, these signaling pathways have been reported to be crucial for development of metastases in other cancer types. Thus, the present study, divided into three chapters, aimed: (i) to evaluate COX-2, p-Akt1 and minichromosome maintenance 2 (MCM2) expression in primary and metastatic melanomas (MM), and to correlate with clinical, histopathological and survival rates; (ii) to evaluate and correlate TGF?-1 and endoglin (CD105) expression with the polarized macrophages (CD68 ¿ total macrophages, CD11c ¿ M1 macrophages, CD163 ¿ M2 macrophages); (iii) analyze in vitro the effect of trans-dehydrocrotonin (t-DCTN), a drug extracted from Croton cajucara Benth in murine melanoma cells (B16F10). We demonstrated that TGF?-1, CD105, COX-2, p-Akt, CD163, Ki67 and MCM2 are associated with lower specific-disease survival in primary and metastatic tumors, supporting their role in melanoma metastatic progression. Overexpression of these biomarkers and higher number of vessels CD105 positive also showed a positive correlation with MM and worse prognosis. Additionally, t-DCTN showed cytotoxic effect in all concentrations tested, induced apoptosis and necrosis in the B16F10 cells in a dose-dependent manner. In cells treated with t-DCTN, it was observed by immunofluorescence a reduction in the expression of metalloproteinase 9 (MMP-9). We conclude that the biomarkers (COX-2, p-Akt1 and TGF?-1) have important biological role in the pathogenesis of MM, and tumor progression, especially as potential specific targets for metastatic melanomas treatment. Furthermore, t-DCTN drug showed cytotoxic effect on B16F10 cells (metastatic) murine melanoma, however further studies are indicated to define the mechanism of action of this drug, elucidating a possible more effective and less toxic therapeutic option for treatment of advanced stages and metastatic melanomasMestradoPatologiaMestre em EstomatopatologiaCAPE