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Publicação
Endothelial progenitor cells and associated pathways in multiple myeloma
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Orientador(es)
Resumo(s)
Multiple myeloma (MM) is characterized by the clonal expansion of plasma cells (PCs) in the bone marrow (BM) that leads to bone destruction, anaemia and renal failure. Although there are several therapeutic options nowadays, there is still no effective cure and the standard survival up to 4 years. The evolution from the asymptomatic stage of monoclonal gammopathy of undetermined significance (MGUS) to MM and the progression of the disease itself are related with cellular and molecular alterations in the BM microenvironment, namely, the development of the vasculature. In postnatal vasculogenesis, there is stimulation of the recruitment of BM progenitors known as endothelial progenitor cells (EPCs) to the tumour vasculature, which will incorporate newly-forming blood vessels and differentiate into endothelial cells. The mobilization of EPCs is tightly controlled by cells and molecules in the BM microenvironment. With this retrospective study, we intended to evaluate the potential of EPCs as biomarkers for MM progression and response to therapy, while assessing their relationship with PCs and the signalling receptors C-X-C motif chemokine receptor (CXCR)4 and platelet-derived growth factor receptor (PDGFR)-β in sequentially collected BM smears from MM patients in different disease stages. Thus, we aimed to: 1) develop a method to quantify EPCs in BM smears from MM patients, 2) establish the temporal evolution of EPCs levels and verify their relationship with PCs, and 3) evaluate the content of CXCR4+ and PDGFR-β+ cells and their connection with EPCs. We examined the percentage of EPCs with multiple immunofluorescence, and with single immunofluorescence the percentage of CXCR4+ and PDGFR-β+ cells, from sequentially collected BM smears from followed MM patients in two main groups: i) patients that evolved from MGUS to MM, and ii) patients with MM that received treatment. Our results show that MM patients with higher BM PCs at diagnosis had significantly higher levels of BM EPCs in MGUS in comparison to the patients with lower MM PCs. On the other hand, MM patients who entered remission after treatment displayed lower initial levels of EPCs than MM patients who did not achieve remission. Both CXCR4+ and PDGFR-β+ cells levels were correlated with EPCs levels throughout the analysed stages, which suggests that these receptors may be involved in EPC-related molecular processes such as recruitment to the tumour location and proliferation in MM. Taken together, our findings highlight for the first time in sequential archived BM samples that EPCs can constitute a biomarker for an aggravated progression from MGUS to MM and a worse response to therapy. Moreover, we also underline the need to study the mechanisms related to EPC-mediated vasculogenesis in MM.
O mieloma múltiplo (MM) é caracterizado pela expansão clonal de plasmócitos na medula óssea (MO) que leva à destruição do osso, anemia e insuficiência renal. Embora existam atualmente várias opções terapêuticas, não existe uma cura efetiva e o tempo médio de vida após diagnóstico é de 3 a 4 anos. A evolução do estado assintomático de gamopatia monoclonal de significado indeterminado (GMSI) para MM e a progressão da doença em si estão relacionadas com alterações celulares e moleculares dentro do microambiente da MO, nomeadamente com o desenvolvimento da vasculatura. Na vasculogénese pós-natal existe estimulação do recrutamento de progenitores da MO conhecidos como células endoteliais progenitoras (CEPs) para a vasculatura do tumor. As CEPs incorporam os vasos sanguíneos recém-formados e diferenciam-se em células endoteliais. A mobilização das CEPs é altamente controlada pelas células e moléculas no microambiente da MO. Este estudo retrospetivo teve como objetivo principal avaliar o potencial das CEPs como biomarcadores para a progressão de MM e resposta à terapia, assim como determinar a relação das CEPs com os plasmócitos e recetores de sinalização CXCR4 e recetor β do fator de crescimento derivado de plaquetas (PDGFR-β) em amostras colhidas sequencialmente de esfregaços de MO de pacientes com MM em várias fases da doença. Assim sendo, os objetivos específicos deste trabalho foram: 1) desenvolver um método de quantificação de CEPs em esfregaços de MO de pacientes com MM, 2) estabelecer a evolução temporal dos níveis de CEPs e verificar a sua relação com os plasmócitos, 3) avaliar o conteúdo de células positivas para os recetores CXCR4 e PDGFR-β e a sua ligação aos plasmócitos. Examinámos a percentagem de CEPs recorrendo a tripla imunofluorescência e, com imunofluorescência única, a percentagem de células CXCR4+ e PDGFR-β+, a partir de esfregaços de MO recolhidos sequencialmente de doentes com MM seguidos em dois grupos principais: i) doentes que evoluíram de GMSI para MM, e ii) doentes com MM que receberam tratamento. Os nossos resultados mostram que os doentes com MM com conteúdo de plasmócitos na MO mais elevados no momento do diagnóstico apresentaram níveis significativamente mais elevados de CEPs na MO em GMSI em comparação com os pacientes com conteúdo menor de plasmócitos em MM. Por outro lado, os doentes com MM que entraram em remissão após o tratamento apresentaram níveis iniciais mais baixos de CEPs do que os doentes com MM que não atingiram remissão. Ambos os níveis das células CXCR4+ e PDGFR-β+ foram correlacionados com os níveis de CEPs ao longo das fases de doença analisadas, sugerindo que estes recetores podem estar envolvidos em processos moleculares relacionados com as CEPs tais como recrutamento para localização do tumor e proliferação em MM. Deste modo, os nossos resultados destacam pela primeira vez em amostras de MO arquivadas sequencialmente que as CEPs podem constituir um biomarcador para uma progressão agravada de GMSI para MM e uma pior resposta à terapia. Além disso, também destacamos a necessidade de estudar os mecanismos relacionados com a vasculogénese mediada por CEPs em MM.
O mieloma múltiplo (MM) é caracterizado pela expansão clonal de plasmócitos na medula óssea (MO) que leva à destruição do osso, anemia e insuficiência renal. Embora existam atualmente várias opções terapêuticas, não existe uma cura efetiva e o tempo médio de vida após diagnóstico é de 3 a 4 anos. A evolução do estado assintomático de gamopatia monoclonal de significado indeterminado (GMSI) para MM e a progressão da doença em si estão relacionadas com alterações celulares e moleculares dentro do microambiente da MO, nomeadamente com o desenvolvimento da vasculatura. Na vasculogénese pós-natal existe estimulação do recrutamento de progenitores da MO conhecidos como células endoteliais progenitoras (CEPs) para a vasculatura do tumor. As CEPs incorporam os vasos sanguíneos recém-formados e diferenciam-se em células endoteliais. A mobilização das CEPs é altamente controlada pelas células e moléculas no microambiente da MO. Este estudo retrospetivo teve como objetivo principal avaliar o potencial das CEPs como biomarcadores para a progressão de MM e resposta à terapia, assim como determinar a relação das CEPs com os plasmócitos e recetores de sinalização CXCR4 e recetor β do fator de crescimento derivado de plaquetas (PDGFR-β) em amostras colhidas sequencialmente de esfregaços de MO de pacientes com MM em várias fases da doença. Assim sendo, os objetivos específicos deste trabalho foram: 1) desenvolver um método de quantificação de CEPs em esfregaços de MO de pacientes com MM, 2) estabelecer a evolução temporal dos níveis de CEPs e verificar a sua relação com os plasmócitos, 3) avaliar o conteúdo de células positivas para os recetores CXCR4 e PDGFR-β e a sua ligação aos plasmócitos. Examinámos a percentagem de CEPs recorrendo a tripla imunofluorescência e, com imunofluorescência única, a percentagem de células CXCR4+ e PDGFR-β+, a partir de esfregaços de MO recolhidos sequencialmente de doentes com MM seguidos em dois grupos principais: i) doentes que evoluíram de GMSI para MM, e ii) doentes com MM que receberam tratamento. Os nossos resultados mostram que os doentes com MM com conteúdo de plasmócitos na MO mais elevados no momento do diagnóstico apresentaram níveis significativamente mais elevados de CEPs na MO em GMSI em comparação com os pacientes com conteúdo menor de plasmócitos em MM. Por outro lado, os doentes com MM que entraram em remissão após o tratamento apresentaram níveis iniciais mais baixos de CEPs do que os doentes com MM que não atingiram remissão. Ambos os níveis das células CXCR4+ e PDGFR-β+ foram correlacionados com os níveis de CEPs ao longo das fases de doença analisadas, sugerindo que estes recetores podem estar envolvidos em processos moleculares relacionados com as CEPs tais como recrutamento para localização do tumor e proliferação em MM. Deste modo, os nossos resultados destacam pela primeira vez em amostras de MO arquivadas sequencialmente que as CEPs podem constituir um biomarcador para uma progressão agravada de GMSI para MM e uma pior resposta à terapia. Além disso, também destacamos a necessidade de estudar os mecanismos relacionados com a vasculogénese mediada por CEPs em MM.
Descrição
Tese de mestrado, Ciências Biofarmacêuticas, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2016
Palavras-chave
Células endoteliais progenitoras Gamopatia monoclonal de significado indeterminado Mieloma múltiplo Remissão Vasculogénese Teses de mestrado - 2016