Profiling new histological biomarkers for oligodendrogliomas

• Author(s): Macedo, Sandra Cristina Lourenço de
• Date: 2013
• Persistent ID: http://hdl.handle.net/10451/11529
• Origin: Repositório da Universidade de Lisboa
• Subject(s): Teses de mestrado - 2013
• Document Type: Master thesis
• Language: English
• Advisor(s): Brites, Dora; Falcão, Ana Sofia
• Contributor(s): Repositório da Universidade de Lisboa

Description

Tese de mestrado, Ciências Biofarmacêuticas, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2013

Os tumores cerebrais são a segunda neoplasia mais comum em crianças e a sua incidência é igualmente elevada na população adulta. Actualmente a classificação dos gliomas é baseada em características histológicas definidas pela Organização Mundial da Saúde (OMS) que os distingue em astrocitomas, oligodendrogliomas e ependimomas. Os oligodendrogliomas representam cerca de 10-15% do total dos gliomas sendo o seu prognóstico mais favorável comparativamente aos restantes. Uma outra classificação, utilizada de forma complementar, baseia-se no grau de malignidade dos gliomas, permitindo a sua classificação entre o estadios I a IV de acordo com a sua malignidade, sendo os de nível IV os mais agressivos. Embora pareça que a classificação dos gliomas está bem estabelecida, a mesma padece de determinada subjectividade, sendo também limitadamente reprodutível uma vez que o desenvolvimento neoplásico pode ser impulsionado por diversas vias de sinalização que podem ser activadas ou silenciadas em paralelo, ou mesmo convergir para complexas interacções. Desta forma, a identificação de características biológicas para cada tipo de glioma é de extrema importância. Esta identificação pode ser realizada através do perfil de proteínas presentes nas células tumorais ou nos fluidos circundantes. Os perfis definidos podem não só fornecer indicações sobre a classificação do tumor, como também identificar biomarcadores clínicos e patológicos que levem ao desenvolvimento de tratamentos personalizados. Desta forma, com este trabalho pretendemos identificar novos potenciais marcadores para a classificação de oligodendrogliomas. Para alcançar o nosso objectivo, foram usadas amostras humanas de tecido não neoplásico e amostras de tecidos de pacientes com oligodendrogliomas de graus variáveis entre I e III. As avaliações destes marcadores foram realizadas por imunocitoquímica com o fim de quantificar a expressão de algumas moléculas associadas a processos como a proliferação e diferenciação (Sox-2 e NG2, respectivamente), autofagia (LC3), endocitose (Caveolina-1), transdução de sinal ( -catenina) e multi-resistência a fármacos (P-glicoproteina), e ainda relativamente ao citosqueleto das células neuronais (neurofilamentos, NF) e a alterações na microvasculatura (CD31, -actina). Pretendemos também com este trabalho comparar a expressão das moléculas referidas entre os diferentes graus de oligodendrogliomas e avaliar a possibilidade de classificar os diferentes estadios através da quantificação de novos marcadores. Apesar dos resultados apresentados serem preliminares, acreditamos que poderão dar origem a conclusões bastante promissoras. Dos resultados obtidos, observou-se que os oligodendrogliomas, em comparação com amostras de controlo, apresentam níveis de expressão mais baixos de -catenina e de -actina e níveis mais elevados dos outros biomarcadores avaliados. Em particular, distinguimos como mais importantes pelo seu potencial como marcador específico para o diagnóstico de oligodendrogliomas de grau I, os marcadores Sox-2, NG2, P-gp, caveolina-1 e -actina e para oligodendrogliomas de grau III, a -catenina, LC3, NF e o CD31. Assim podemos concluir que, através da realização deste trabalho, a maioria dos marcadores testados podem ser potencialmente usados para o diagnóstico, prognóstico e evolução dos oligodendrogliomas, fornecendo pistas que possam servir de auxílio ao tratamento deste tipo de tumor para o qual as opções terapêuticas são ainda bastante limitadas.

Brain tumors are the second most common neoplasm in children and its incidence is also relatively high in the adult population, with gliomas accounting for the majority of cases. The World Health Organization (WHO) classification distinguishes astrocytomas, oligodendrogliomas and ependymomas, based on the histological characteristics of tumor cells. Oligodendrogliomas accomplish about 10-15% of total gliomas and are the ones with a better prognostic. A complementary classification based on glioma malignancy, allows the grading of these tumors from grade I to IV (the most aggressive ones). Although it seems that the classification of gliomas is well established, these classifications have subjective criteria and lack reproducibility since the neoplastic process is driven by too many signalling pathways that can be activated or silenced in parallel, or even converge to complex interactions. Thus, identifying biological signatures of each glioma subtype through protein biomarker profiling of tumor or tumor-proximal fluids is therefore of high priority. Such profiling not only may provide clues regarding tumor classification but may identify as well clinical biomarkers and pathologic targets for the development of personalized treatments. Therefore, with this work we aim to identify potential new biomarkers for the classification of oligodendrogliomas. To accomplish our goal, human samples from normal tissue and from patients with oligodendrogliomas (grades I to III) will be studied by immunocytochemistry in order to quantify the expression of some molecules associated with proliferation and differentiation processes (Sox-2 and NG2), autophagy (LC3), endocytosis (caveolin-1), signal transduction ( -catenin), neuronal cells cytoskeleton (neurofilaments, NF), microvasculature changes (CD31, -actin) and multidrug resistance protein (P-glycoprotein). We will evaluate how the expression of these proteins varies between the different oligodendroglioma grades and we will look on whether it is possible to classify them accordingly to the presence of these new biomarkers for gliomas. Although preliminary, we believe that our results give rise to very promising conclusions. We have observed that, as compared to control samples, oligodendrogliomas show a lower expression of -catenin and -actin, but a higher expression of other biomarkers. In particular, Sox-2, NG2, P-gp, caveolin-1 and -actin revealed to be potential biomarkers to be used for the diagnosis of oligodendrogliomas type I, while -catenin, LC3, NF and CD31 revealed to be potential biomarkers for the diagnosis of oligodendrogliomas type III. Thus, we may conclude that most of the tested biomarkers can be potentially used 15 for oligodendroglioma diagnosis, prognosis and surveillance, providing clues to assist therapeutic decisions of this still untreatable brain cancer.