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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.41.2012.tde-12072012-144414
Document
Author
Full name
Rodrigo Atique Ferraz de Toledo
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2011
Supervisor
Committee
Bueno, Maria Rita dos Santos e Passos (President)
Armelin, Hugo Aguirre
Santos, Andrea Laurato Sertie
Title in Portuguese
Estudo funcional de células derivadas do periósteo portadoras da mutação p.S252W em FGFR2: alterações fenotípicas e moleculares
Keywords in Portuguese
FGR2
Periósteo
Síndrome de Apert
Abstract in Portuguese
Mutações do tipo ganho de função em FGFR2 causam a síndrome de Apert, uma doença rara caracterizada por craniossinostose e defeitos ósseos nos membros devidos a anormalidades na diferenciação e remodelamento ósseos. Apesar do periósteo ser uma importante fonte de células durante o remodelamento ósseo, seu papel nas craniossinostoses ainda é pouco conhecido. A S. de Apert é causada por mutações (p.S252W ou p.P253R) que levam a perda de especificidade de FGFR2 por seus ligantes e causam a ativação exacerbada do mesmo. Sabe-se que FGFR2 ativa vias de sinalização intracelulares como MEK/ERK, PI3-K e PLC. Nossa hipótese é que as células tronco mesenquimais (MSCs) e fibroblastos de pacientes com S. de Apert tem fenótipos celulares e vias de sinalização alterados que contribuem para o fechamento recorrente das suturas coronais. MSCs e fibroblastos foram obtidos do periósteo de pacientes portadores da S. de Apert (S252W) e indivíduos controles (WT). Nós analisamos a proliferação, migração e diferenciação osteogênica dessas células. A mutação S252W teve efeitos opostos em tipos celulares diferentes: MSCs S252W proliferaram menos que as S252W controle, enquanto fibroblastos S252W proliferaram mais que fibroblastos controle, além de terem aumento da migração. A presença da mutação S252W aumentou a diferenciação osteogênica in vitro e in vivo em ambos os tipos celulares estudados. Esse aumento de diferenciação osteogênica foi revertido pela inibição de JNK. Nós demonstramos que fibroblastos S252W podem induzir a diferenciação osteogênica em MSCs de periósteo, porém não em MSCs de outras fontes. Trabalhos anteriores mostraram que o gene da fosfatase DUSP2 está mais expresso em fibroblastos do periósteo de pacientes portadores da S. de Apert do que em controles. DUSP2 é capaz de desfosforilar membros das MAPKs, dentre estes p-JNK. Nesse trabalho mostramos que a ativação de FGFR2 regula os níveis proteicos de DUSP2 tanto em pacientes quanto em controles, porém por vias diferentes em cada caso, e que DUSP2 está regulando negativamente a fosforilação de JNK.Nós propomos que células do periósteo tem um papel mais importante no fechamento precoce das suturas cranianas do que se imaginava anteriormente e que moléculas da via JNK são fortes candidatas para o tratamento de pacientes da S. de Apert.
Title in English
Functional analysis of periosteum derived cells bearing the FGFR2 p.S252W mutation: phenotypical and molecular alterations
Keywords in English
Apert syndrome
FGFR2
Periosteum
Abstract in English
Apert Syndrome is cause by gain of Function mutations in FGFR2, a rare condition characterized by craniosynostosis and bone limb defects due to abnormalities in osteogenic differentiation and cone remodeling. Even though the periosteum acts as an important cell source during bone remodeling, its role in craniosynostosis is yet unknown. Apert syndrome is caused by one of two mutations (p.S252W or p.P253R) leading to loss of specificity of FGFR2 by its ligands leading to increased activation of the receptor. It is known that FGFR2 activates the MEK/ERK, PI3-K and PLC signaling pathways. Our hypothesis is that Apert syndrome patients'' Mesenchimal Stem Cells (MSCs) and fibroblasts have altered cellular phenotye and signaling pathways which may contribute to the premature closure of the coronal sutures. MSCs and fibroblasts were obtained from the periosteum of Apert syndrome patients bearing the p.S252W mutation and from wild-type (WT) individuals. The p.S252W mutation had opposite effects on different cell types: MSCs p.S252W proliferated less than WT, while p.S252W fibroblasts showed increased proliferation and migration when compared to WT fibroblasts. The presence of the p.S252W mutation increased the osteogenical differentiation in vitro and in vivo in both cell types. We also demonstrated that p.S252W fibroblasts can increase the osteogenic differentiation of MSCs from the periosteum, but not from other sources. is negatively controlling the phosphorylation of JNK. We propose that cells from the periosteum have a more significant role in the premature closure of the cranial sutures than previously thought and that molecules of the JNK pathway are strong candidates for the treatment of Apert syndrome. Previous works have shown that the DUSP2 gene had increased expression in periosteum derived fibroblasts of Apert syndrome patients then in WT. DUSP2 is a phosphatase capable of dephosphorylate members of the MAPK family, including p-JNK. In this work we have shown that FGFR2 activation regulates the proteic levels of DUSP2 in both patients and control derived fibroblasts, however this control is exercised by different pathways in each case. We also demonstrated that DUSP2
 
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Publishing Date
2012-07-31
 
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