Evaluation of the expression of the tumor suppressor gene PTEN, proto-oncogene c-kit, matrilysin (MMP-7), Connexins 32 and 43 and E-caderinas/cateninas complex in mast cell tumors of dogs: ex vivo and in vitro studies

Os mastocitomas são formações cutâneas neoplásicas que mais acometem os cães, por isso inúmeras pesquisas estão sendo direcionadas no descobrimento de novas opções de tratamento, diagnóstico e prognóstico desta doença. O objetivo deste trabalho foi avaliar a expressão de um conjunto de proteínas que estão interligadas ou interligam vias de sinalização, na tentativa de identificar proteínas que se apresentem diferencialmente expressas nos mastocitomas caninos de diferentes graus. Realizamos um estudo da expressão deste conjunto de proteínas em 18 tumores oriundos dos arquivos do Serviço de patologia animal do Departamento de Patologia da FMVZ-USP. Realizamos coleta de material fresco de outras 18 amostras de mastocitomas cutâneos caninos, as quais foram submetidas ao cultivo celular, e então foram estabelecidas 10 linhagens de mastocitomas cutâneos caninos a fim de se avaliar este mesmo grupo de marcadores moleculares in vitro. As amostras do arquivo foram submetidas à imunomarcação das seguintes proteínas: PTEN, c-kit, E-caderina, β-catenina, α-catenina, p120-catenina, MMP-7. Nas linhagens tumorais estabelecidas analisamos o ciclo celular, ploidia de DNA, proliferação celular pelo CFSE, análise ultraestrutural pela microscopia eletrônica de transmissão, análise mutacional do gene c-Kit, e análise por imunocitoquímica e imunofluorescência dos seguintes marcadores moleculares: PTEN, c-kit, E-caderina, β-catenina, α-catenina, p120-catenina, MMP-7, CX32, CX43, vimentina, triptase. Os resultados demonstram a alteração da expressão das proteínas do complexo E-caderina/catenina, do c-Kit, da proteína PTEN e MMP-7 de acordo com o grau do mastocitoma canino. Observamos além da redução de expressão uma localização subcelular de todas estas proteínas nos tumores mais agressivos como nos mastocitomas de grau 3. O mesmo foi observado para as proteínas Cx 43 e 32. Realizamos levantamento do histórico clínico dos 18 casos de mastocitoma caninos oriundos do arquivo, e os parâmetros clínicos avaliados foram: idade, raça, gênero, localização, tempo de evolução, alteração linfonodo, metástases, tempo sobrevida, intervalo recidiva, óbito. Foram associados a um pior prognóstico os pacientes que apresentaram os seguintes parâmetros: animais idosos, presença de metástase, localização no tórax e graduação tumoral. Nas linhagens tumorais estabelecidas, a análise da ploidia revelou que todas as linhagens de mastocitomas são diploides e o CFSE mostrou que a proliferação máxima ocorre dentro de 24hs de cultivo. A análise ultraestrutural comprova que as células das linhagens são mastócitos tumorais. A análise pela imunocitoquimica dos marcadores em estudo revelaram padrões similares aos encontrados na imunoistoquimica. Pela expressão da vimentina e da triptase confirmamos mais uma vez se tratar de linhagens de mastócitos em cultivo. Na análise mutacional do gene c-kit encontramos mutações no éxon 8 e 11, mas não no éxon 17. Nossos resultados revelam a ocorrência simultânea de inúmeras alterações moleculares nos mastocitoma caninos. As proteínas avaliadas têm funções e vias distintas, mas, que se interligam podendo regular ou serem reguladas, dependendo do momento em que se encontra a célula. A desestabilização do complexo E-caderina-cateninas parece ser o programa efetor na progressão dos mastocitomas caninos. A finalidade maior de se realizar estudos morfológicos, funcionais e moleculares das neoplasias é contribuir, mais cedo ou mais tarde, para o controle destas doenças. Esperamos, com este trabalho, ter fornecido informações importantes que favorecerão a busca por melhores tratamentos dos mastocitomas caninos.Mast cell tumors are malignant skin formations that most affect dogs, so many research projects are being directed at the discovery of new treatment options, diagnosis and prognosis of this disease. The objective of this study was to evaluate the expression of a set of proteins that are interlinked or interconnected signaling pathways, in an attempt to identify proteins that show differentially expressed in canine mast cell tumors of different grades. We performed a study of the expression of this set of 18 proteins in tumors originating from the files of the Service of Animal Pathology, Department of Pathology of the FMVZ - USP. We collected other 18 new samples of canine cutaneous mast cell tumors , which were subjected to cell culture , and 10 strains of canine cutaneous mast cell tumors were established in order to evaluate in vitro this same group of molecular markers. The samples were subjected to immunostainings the following proteins: PTEN, c-kit, E-cadherin, β-catenin, α-catenin, p120-catenin, MMP-7. In established tumor cell lines we analyzed the cell cycle, DNA ploidy, cell proliferation by CFSE, ultrastructural analysis by transmission electron microscopy , mutational analysis of c-kit gene, and analysis by immunocytochemistry and immunofluorescence of the following molecular markers: PTEN, c-kit, E-cadherin, β-catenin, α-catenin, p120-catenin, MMP-7, CX32, Cx43, vimentin, tryptase. The results demonstrate the altered expression of the proteins, c- Kit, MM7 and PTEN proteins according to the level of the canine mastocytoma E-caderina/catenina complex. It has been observed a reduced expression as well as alterations in subcellular localization of all these proteins in more aggressive tumors as in grade 3 mast cell tumors. The same was observed for Cx 43 and 32 proteins. It has been performed a survey of the medical records of 18 cases of canine mast cell tumors retrieved from the archives, and clinical parameters evaluated were age, race, gender, location, time of evolution, change lymph node metastasis, survival time, recurrence interval, death. Older animals, metastasis, and tumor location in the chest, and mast cell tumor grade: patients who had the following parameters were associated with a worse prognosis. In the established tumor cell lines, ploidy analysis revealed that all lines are diploid mastocytoma and CFSE proliferation showed that the maximum occurs within 24 hours of cultivation. The ultrastructural analysis showed that the tumor cells are mast cell lineages. Analysis by immunocytochemistry markers studied showed similar patterns to those found in immunohistochemistry. By expression of vimentin and tryptase confirmed once again the case of mast cell lines in culture. In mutational analysis of the c kit, mutations were found in exon 8 and 11, but not in exon 17. Our results show the simultaneous occurrence of numerous molecular alterations in canine mast cell tumors. Proteins have different functions and evaluated pathways, but that interlock may regulate or be regulated, depending on the moment of the cell. The destabilization of the complex E-cadherin-catenins seems to be the effector program in the progression of canine mast cell tumors. The main purpose of performing morphological, functional and molecular studies of tumors is to contribute, sooner or later, to the control of these diseases. Hopefully, with this work, we have provided important information which will facilitate the search for better treatment of canine mast cell tumor