Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1822/34787

TitleSearching an in vitro cell model to study the chemical modulation of melanogenesis by Tamoxifen
Other titlesPesquisa de um modelo celular in vitro apropriado para o estudo da modelação química da melanogénese com Tamoxifeno
Author(s)Guimarães, Diana Isabel Pereira
Advisor(s)Gomes, Andreia
Paulo, Artur Cavaco
Matamá, Maria Teresa Gonçalves Macedo
Issue date2015
Abstract(s)Pigmentation of human skin and hair is a concern for people around the world and it is controlled by the specialized cell called melanocyte. The most important enzyme in the biosynthesis of melanin is tyrosinase. Loss of the hair melanin is associated with decrease of tyrosinase activity in hair bulb melanocytes. Activators of tyrosinase with stimulatory effects on melanogenesis are beneficial for the prevention of hair graying, which is an obvious sign of human aging. Understanding the molecular basis of hair graying and searching ways to prevent, delay or reverse it has been a herculean job. Many authors have been constructing solid knowledge on hair follicle (HF) aging, but regarding the possible role of microRNAs in the genetic regulation of melanogenesis and melanocyte biology, the information is still scarce. In a previous unpublished work, some microRNAs and mRNAs were identified as differentially expressed in gray versus pigmented hair follicles. Therefore, the first part of this work was dedicated to the validation of the differences seen in the expression of those microRNAs on a wider population. The second part of this work consisted in characterizing several available melanoma cell lines and testing the selected line with compounds already known to affect melanogenesis – tamoxifen (TAM), a widely used selective estrogen receptor modulator (SERM) and its metabolite 4-hydroxytamoxifen. After an initial toxicity screening in keratinocytes, two non-toxic concentrations of the both compounds (1 and 5 μM) were chosen to continue the study using the selected melanoma cell line. The highest concentration of TAM caused depigmentation. Several experiments were performed to better understand the action mechanism of this SERM in our chosen cell model such as: direct inhibition of tyrosinase, gene and microRNA expression profile after 72h of treatment. Based on literature, the hypothesis of TGF-β1 involvement in TAM depigmentation mechanism was tested. The results showed an increase in TGF-β1 expression by the melanoma cell line, after 24 hours treatment with TAM. The mechanism of TAM action may involve binding to estrogen receptors, resulting in an increased TGF-β1 expression, however other experiments have to be performed to confirm this hypothesis. The current master thesis contributes to characterization of a cell model for in vitro melanin production to be used in future studies aiming the development of targeted cosmetics.
A pigmentação da pele e do cabelo humano é uma característica importante para as pessoas em todo o mundo. Ela é controlada por uma célula especializada, o melanócito. A enzima mais importante na biossíntese de melanina é a tirosinase. A perda de melanina na fibra do cabelo está associada a uma diminuição da atividade desta enzima nos melanócitos do folículo. Ativadores da tirosinase, com efeito estimulador da melanogénese, são benéficos na prevenção do aparecimento dos cabelos grisalhos, que são um sinal claro de envelhecimento. A compreensão dos eventos moleculares responsáveis por este aparecimento e a procura de formas de o prevenir, retardar ou reverter, tem sido uma tarefa hercúlea. Muitos autores têm contribuído para um conhecimento sólido sobre o envelhecimento do folículo capilar (HF), no entanto, é ainda escassa a informação sobre o eventual papel de microRNAs na regulação genética da melanogénese e na biologia dos melanócitos. Num trabalho realizado anteriormente (dados não publicados), foram identificados alguns microRNAs e mRNAs como sendo diferencialmente expressos em HFs de cabelos pigmentados e cabelos grisalhos. A validação das diferenças observadas na expressão desses microRNAs numa população mais alargada constituiu a primeira parte deste trabalho. A segunda parte do trabalho consistiu na caracterização de várias linhas de melanoma já disponíveis no laboratório, de forma a identificar a linha celular mais apropriada para testar compostos que são conhecidos por afetarem a melanogénese, como é o caso do tamoxifeno (TAM), um modulador seletivo do receptor de estrogénio (SERM) amplamente utilizado e o seu metabolito 4-hidroxitamoxifeno. Após um estudo inicial de toxicidade na linha de queratinócitos, duas concentrações não tóxicas de ambos os compostos foram selecionadas em ensaios subsequentes na linha celular de melanoma escolhida. A concentração mais elevada de TAM causou despigmentação. Várias experiências foram conduzidas para tentar compreender melhor o possível mecanismo de ação do SERM no modelo celular escolhido, tais como, a inibição direta da tirosinase e o perfil de expressão dos genes e microRNAs, após 72 horas de tratamento. Com base na literatura, colocou-se a hipótese do TGF-β1 estar envolvido no mecanismo de despigmentação causado pelo TAM. Os resultados mostraram um aumento da expressão do TGF-β1 após 24 horas de tratamento com o TAM. O mecanismo de ação do TAM provavelmente envolve a ligação a recetores de estrogénio, resultando num aumento da expressão do TGF-β1. No entanto, mais experiências deverão ser realizadas para confirmar esta hipótese. A presente tese de mestrado contribui para a caracterização de um modelo celular apropriado para futuros estudos, com vista ao desenvolvimento de cosméticos direcionados para a regulação da produção de melanina.
TypeMaster thesis
DescriptionDissertação de mestrado em Genética Molecular
URIhttp://hdl.handle.net/1822/34787
AccessRestricted access (UMinho)
Appears in Collections:BUM - Dissertações de Mestrado
CEB - Dissertações de Mestrado / MSc Dissertations
DBio - Dissertações de Mestrado/Master Theses

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