Microarray analysis of the in vitro granulomatous response to Mycobacterium tuberculosis H37Ra / Análisis con Micromatrices de la respuesta granulomatosa in vitro a Mycobacterium tuberculosis H37Ra

Background: The hallmark of tuberculosis is the granuloma, an organized cellular accumulation playing a key role in host defense against Mycobacterium tuberculosis. These structures sequester and contain mycobacterial cells preventing active disease, while long term maintenance of granulomas leads to latent disease. Clear understanding on mechanisms involved in granuloma formation and maintenance is lacking. Objective: To monitor granuloma formation and to determine gene expression profiles induced during the granulomatous response to M. tuberculosis (H37Ra). Methods: We used a previously characterized in vitro human model. Cellular aggregation was followed daily with microscopy and Wright staining for 5 days. Granulomas were collected at 24h, RNA extracted and hybridized to Affymetrix human microarrays. Results: Daily microscopic examination revealed gradual formation of granulomas in response to mycobacterial infection. Granulomatous structures persisted for 96 h, and then began to disappear. Conclusions: Microarray analysis identified genes in the innate immune response and antigen presentation pathways activated during the in vitro granulomatous response to live mycobacterial cells, revealing very early changes in gene expression of the human granulomatous response.

Antecedentes: La marca histológica de la tuberculosis es el granuloma, una acumulación celular organizada que cumple funciones claves en la defensa del hospedero contra Mycobacterium tuberculosis. Estas estructuras secuestran y confinan a las micobacterias previniendo el desarrollo de enfermedad activa; el mantenimiento a largo plazo de los granulomas conlleva al establecimiento de latencia. Un mejor entendimiento de los mecanismos involucrados en la formación y mantenimiento del granuloma es necesario. Objetivo: Monitorear la formación del granuloma y determinar los patrones de expresión génica inducidos durante la respuesta granulomatosa a M. tuberculosis (H37Ra). Métodos: En este estudio se empleó un modelo in vitro humano previamente caracterizado. La agregación celular fue examinada diariamente mediante microscopia óptica y tinción de Wright por 5 días. Para analizar la expresión génica, los granulomas fueron colectados a las 24 h, se extrajo el RNA sometiéndolo a hibridación a micromatrices de Affymetrix. Resultados: Se observó la formación gradual de granulomas en respuesta a la infección. Los granulomas persistieron por 96 h, y luego se desvanecieron. Conclusiones: Se identificaron genes de la respuesta inmune innata y vías de presentación antigénica activadas durante la respuesta granulomatosa in vitro a células micobacteriales vivas, lo cual reveló alteraciones tempranas de la expresión génica en el inicio de la respuesta granulomatosa humana.

DNA microarray analysis reveals metastasis-associated genes in rat prostate cancer cell lines / Análisis de micromatrices de ADN revela genes asociados a metástasis en líneas celulares de cáncer de próstata de rata

Introduction. The molecular and cellular mechanisms involved in prostate cancer progression towards a hormone-independent and highly invasive, metastatic phenotype, are not well understood. Cell lines with different metastatic potential, when analyzed by microarray techniques, offer valuable tools for identifying genes associated with the metastatic phenotype. Objectives. Gene expression profiles were compared for two rat prostate cancer cell lines with differing metastatic abilities in order to better characterized molecular underpinnings of the prostate cancer metastatic process. Materials and methods. Affymetrix arrays were used to analyze gene expression of two rat prostate cancer cell lines, MAT-LyLu and G. Microarray data were analyzed using pathway and functional group analysis. A selected set of genes was subjected to real-time polymerase chain reaction for validating the microarray data. Results. Microarray data analysis revealed differential expression of genes from a number of signaling and metabolic pathways. Overexpression was detected in 48 genes and underexpression in 59 genes of the MAT-LyLu line compared to the standard G line. Genes were grouped into functional categories, including epithelial-extracellular matrix interaction, cell motility, cell proliferation, and transporters, among others. Many of these genes were not previously associated to prostate cancer metastasis. Conclusions. Many genes with altered expression associated with a metastatic prostate cancer phenotype were identified. Further validation of these genes in human prostate samples will determine their usefulness as biomarkers for early diagnosis of recurrence or metastasis of prostate cancer, as well as potential therapeutic targets for this disease.

Introducción. Los mecanismos moleculares y celulares involucrados en la progresión del cáncer de próstata hacia un fenotipo metastásico no son bien entendidos. El análisis molecular de líneas celulares con diferentes potenciales metastásicos ofrece un instrumento valioso para identificar genes asociados al fenotipo metastásico. Objetivos. Comparar los perfiles de expresión genética de dos líneas celulares de cáncer de próstata de rata con diferentes capacidades metastásicas para un mejor entendimiento del proceso metastásico. Materiales y métodos. Se utilizaron micromatrices de Affymetrix para analizar la expresión génica de dos líneas celulares de próstata de rata con diferentes propiedades metastásicas, MAT-LyLu y G. Los datos fueron analizados en el contexto de vías y grupos funcionales. Se utilizó reacción en cadena de la polimerasa en tiempo real para validación de genes seleccionados. Resultados. Además de la expresión diferencial de genes en un número de vías de señalización y metabólicas, se detectó sobre-expresión de 48 genes y expresión disminuida de 59 genes en la línea MAT-LyLu comparado con la línea G. Los genes fueron agrupados en categorías funcionales, tales como interacción epitelial-matriz extracelular, motilidad celular, proliferación celular, y transportadores, entre otros. Muchos de estos genes no han sido asociados previamente a la metástasis del cáncer de próstata. Conclusiones. Se identificaron genes con expresión alterada asociados al fenotipo metastásico del cáncer de próstata. La subsiguiente validación de estos genes en tejido prostático humano pudiera revelar su utilidad como marcadores biológicos para esta enfermedad.