RESUMO Aproximadamente 80% da população mundial sofre algum tipo de dor nas costas em alguma fase de vida, sendo que em 10% dessa população, as dores acarretam incapacidade crônica, deflagrando alto custo de tratamento desses pacientes, além de comprometer as habilidades de trabalho e convívio social desses indivíduos. As estratégias de tratamento atuais incluem o procedimento cirúrgico por ressecção do disco intervertebral degenerado, bloqueio de raízes nervosas e fisioterapia. Entretanto, tais tratamentos apenas aliviam os sintomas e não impedem que ocorra a degeneração de discos intervertebrais. Portanto, novas estratégias terapêuticas têm surgido e incluem a manipulação de células com o objetivo de recuperar o disco degenerado. No presente artigo, serão discutidas as diferentes possibilidades alternativas de terapias celulares no processo de regeneração discal, caracterizando um estudo descritivo da medicina translacional que envolve aspectos clínicos de novas alternativas de tratamento e o conhecimento de áreas básicas de pesquisa como biologia celular e molecular. Nível de evidência V; Opinião do Especialista.

ABSTRACT Approximately 80% of the world population experiences some type of back pain at some point in their life, and in 10% of this population the pain causes chronic disability resulting in a high cost for the treatment of these patients, in addition to compromising their work and social interaction abilities. Current treatment strategies include the surgical procedure for degenerated intervertebral disc resection, the nerve root block and physiotherapy. However, such treatments only relieve symptoms and do not prevent the degeneration of intervertebral discs. Therefore, new therapeutic strategies have emerged and include manipulating cells to recover the degenerated disc. This article will discuss the possible cell therapy alternatives used in the disc regeneration process, featuring a descriptive study of translational medicine that involves clinical aspects of new treatment alternatives and knowledge of basic research areas, such as cellular and molecular biology. Level of evidence V; Expert Opinion.

RESUMEN Aproximadamente 80% de la población mundial sufre algún tipo de dolor de espalda en alguna etapa de la vida, y en 10% de esa población, los dolores causan incapacidad crónica, deflagrando alto costo de tratamiento de esos pacientes, además de comprometer las habilidades laborales y convivencia social de esos individuos. Las estrategias de tratamiento actuales incluyen el procedimiento quirúrgico para la resección del disco intervertebral degenerado, bloqueo de las raíces nerviosas y fisioterapia. Entretanto, tales tratamientos solo alivian los síntomas y no impiden que ocurra la degeneración de discos intervertebrales. Por lo tanto, han surgido nuevas estrategias terapéuticas e incluyen la manipulación de células con el objetivo de recuperar el disco degenerado. En el presente artículo se discutirán las diferentes posibilidades alternativas de las terapias celulares en el proceso de regeneración discal, caracterizando un estudio descriptivo de la medicina traslacional que involucra aspectos clínicos de nuevas alternativas de tratamiento y conocimiento de áreas básicas de investigación como biología celular y molecular. Nivel de evidencia V; Opinión del especialista.

RESUMO Objetivo Investigar os genes que podem estar relacionados aos mecanismos que modulam a heparanase-1. Métodos A análise foi realizada na Universidade Federal de São Paulo, utilizando dados fornecidos por: The Cancer Genome Atlas, University of California Santa Cruz Genome Browser, Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes Pathway Database, Database for Annotation, Visualization and Integrated Discovery Bioinformatics Database e os softwares cBioPortal e Ingenuity Pathway Analysis. Resultados Usando o perfil de expressão de RNA mensageiro de diferentes subtipos moleculares de câncer de mama, propusemos que a heparanase-1 esteve correlacionada com a progressão tumoral. Além disso, os genes analisados apresentaram coexpressão com heparanase-1. Os resultados mostraram que a heparanase-1 coexpressa com proteína adaptadora 1 da fosfoinositídeo 3-quinase, lectina 7 tipo Ig de ligação ao ácido siálico e receptor 1 do tipo imunoglobulina associado a leucócitos, estes genes estão diretamente relacionados à evasão do sistema imune durante a progressão do câncer de mama. Além disso, a catepsina L foi coexpressa com a heparanase-1 e transformou a forma inativa da heparanase-1 em heparanase-1 ativa, desencadeando o remodelamento da matriz extracelular, o que contribuiu para a interação do tumor com o ambiente tumoral. Conclusão A análise utilizando bioinformática fornece evidências de possíveis mecanismos relacionados ao desenvolvimento do câncer de mama. Genes de evasão do sistema imune foram coexpressos com a heparanase-1, uma enzima relacionada à progressão tumoral.

ABSTRACT Objective To investigate the possible genes that may be related to the mechanisms that modulate heparanase-1. Methods The analysis was conducted at Universidade Federal de São Paulo, on the data provided by: The Cancer Genome Atlas, University of California Santa Cruz Genome Browser, Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes Pathway Database, Database for Annotation, Visualization and Integrated Discovery Bioinformatics Database and the softwares cBioPortal and Ingenuity Pathway Analysis. Results Using messenger RNA expression pattern of different molecular subtypes of breast cancer, we proposed that heparinase-1 was co-related with its progression. In addition, genes that were analyzed presented co-expression with heparanase-1. The results that showed that heparanase-1 co-expressed with phosphoinositide 3-kinase adapter protein 1, sialic acid-binding immunoglobulin-like lectin 7, and leukocyte-associated immunoglobulin-like receptor 1 are directed related with immune system evasion during breast cancer progression. Furthermore, cathepsin L was co-expressed with heparanase-1 and transformed inactive heparanase-1 form into active heparanase-1, triggering extracellular matrix remodeling, which contributes to enhanced tumor-host interaction of the tumor. Conclusion The signaling pathway analysis using bioinformatics tools gives supporting evidence of possible mechanisms related to breast cancer development. Evasion genes of the immune system co-expressed with heparanase-1, a enzyme related with tumor progression.

CONTEXTO E OBJETIVO: A heparanase-1 degrada heparam sulfato e está relacionada à progressão de tumor. Apesar de a isoforma heparanase-2 não possuir atividade catalítica, parece ser importante para modular a atividade da heparanase-1. A catepsina B é uma proteinase envolvida na metástase de tumores. O objetivo deste estudo foi analisar a expressão das isoformas de heparanase e atividade da catepsina B em amostras de plasma de pacientes com carcinomas gastrointestinais, comparando-se com indivíduos saudáveis (grupo controle). TIPO DE ESTUDO E LOCAL: Este é um estudo transversal analítico. Foram coletadas amostras de sangue periférico, em hospital público brasileiro, de 21 pacientes com diagnóstico histopatológico de carcinoma gastrointestinal e 43 indivíduos saudáveis. As análises foram realizadas em duas faculdades de medicina brasileiras. MÉTODOS: As isoformas da heparanase foram identificadas e quantificadas em amostras de plasma por Western blot. As atividades enzimáticas de heparanase-1 e catepsina B foram também mensuradas. RESULTADOS: Os resultados demonstraram que as expressões das isoformas de heparanase foram significativamente maiores nas amostras de plasma de pacientes com carcinoma gastrointestinal em comparação com o grupo controle. A análise feita por regressão logística mostra que aumento na expressão de heparanase-1 e heparanase-2 é exclusivamente dependente da presença de tumor. Houve aumento significativo na atividade da heparanase-1 e catepsina B no plasma dos pacientes. CONCLUSÃO: A superexpressão de heparanase-1 e heparanase-2, bem como o aumento da atividade de heparanase-1 e catepsina B no plasma, está associada com o diagnóstico de carcinoma gastrointestinal. Tais achados dão suporte ao uso de ensaios não invasivos (amostras de plasma) como método auxiliar para o diagnóstico de tumores gastrointestinais.

CONTEXT AND OBJECTIVE: Heparanase-1 degrades heparan sulfate and has been correlated with tumor progression. Although the isoform heparanase-2 has no catalytic activity, it seems to be important for modulating heparanase-1 activity. Cathepsin B is a proteinase involved in tumor metastasis. The aim of this study was to analyze heparanase isoform expression and cathepsin B activity in plasma samples from patients with gastrointestinal carcinomas, compared with healthy individuals (control group). DESIGN AND SETTING: This was an analytical cross-sectional study. Peripheral blood samples were collected at a Brazilian public hospital, from 21 patients with histopathological diagnoses of gastrointestinal carcinomas and from 43 healthy individuals. The analyses were performed in two Brazilian medical schools. METHODS: Heparanase isoforms were identified and quantified in plasma samples by means of Western blot. The enzymatic activities of heparanase-1 and cathepsin B were also measured. RESULTS: The results demonstrated that the expression of both heparanase isoforms was significantly greater in plasma samples from gastrointestinal carcinoma patients, compared with the control group. Logistic regression analysis showed that increased heparanase-1 and heparanase-2 expression was exclusively dependent on the tumor. There was a significant increase in heparanase-1 and cathepsin B activity in the patients' plasma. CONCLUSION: Overexpression of heparanase-1 and heparanase-2, along with increased heparanase-1 and cathepsin B activity in plasma, is associated with the diagnosis of gastrointestinal carcinoma. These findings provide support for using non-invasive assays (plasma samples) as an auxiliary method for diagnosing gastrointestinal tumors.