Gene MDM4 e o câncer : aspectos relacionados ao risco e prognóstico da doença
Resumo
Resumo: A proteína MDM4 inibe a atividade transcricional de p53 e pode atuar com MDM2 para degradar p53 por meio da ubiquitinação, estimulando a progressão do ciclo celular. MDM4 e MDM2 são considerados oncogenes encontrados superexpressos ou amplificados em diferentes tipos de câncer e diferentes polimorfismos de único nucleotídeo (SNPs) de ambos os genes foram associados ao risco de câncer. Algumas isoformas de MDM4 também foram relacionadas ao desenvolvimento de câncer. Esta tese foi dividida em três partes, sendo que na primeira fez-se uma revisão narrativa sobre os SNPs de MDM4 associados ao risco de cânceres sólidos. Através das análises de desequilíbrio de ligação e de haplótipos de grupos populacionais distintos, concluiu-se que é necessário considerar os alelos dos SNPs presentes nos haplótipos mais frequentes da população estudada ao invés dos alelos individualmente para compreender o papel dos mesmos no desenvolvimento do câncer. Na segunda parte dessa tese foi analisada a expressão do gene MDM4 e de suas isoformas em diferentes linhagens tumorais por meio de RT-qPCR. Além disso, foram avaliadas a expressão de MDM4 em pacientes com câncer de mama primário e p53 selvagem, utilizando a ferramenta R e os dados do TCGA provenientes do Projeto PanCancer (2018). A alta expressão de MDM4 e das isoformas foram relacionadas com as taxas de DSS (disease-specific survival), DFI (disease-free interval) e PFI (progression-free interval). A alta expressão de MDM4 parece melhorar a sobrevida das pacientes, de acordo com as taxas significativamente mais altas de DSS (p = 0,022), DFI (p = 0,0097) e PFI (p = 0,0046) em comparação com pacientes com baixa expressão de MDM4. O mesmo foi visto para pacientes com alta expressão de MDM4-FL em relação a taxa de DSS (p = 0,030). Em contraste, a alta expressão de MDM4-211 diminui significativamente as taxas de DFI (p = 0,009) e PFI (p = 0,036), indicando um pior prognóstico para pacientes com câncer de mama primário. A expressão diferencial (DE) de vias e genes, cujas informações são provenientes das bases de dados MSigDB e GTEx, demonstrou que a alta expressão de MDM4 está relacionada com a baixa atividade da via de queratinização (Gobp), sugerindo uma possível redução de metástases. Na terceira parte da tese analisou-se o efeito da modificação pós-traducional denominada SUMOilação na interação entre as proteínas de eixo p53-MDM2-MDM4 por meio do ensaio BRET. Verificou-se que tanto p53 quanto MDM4 e MDM2 parecem interagir com SUMO-3 (p < 0.05), porém, essa modificação não afeta a interação entre essas proteínas. Além disso, a proteína p53 sofre deSuMOilação pela SENP-1 (p < 0.0005). Esta última, no entanto, não afeta MDM4 e MDM2. Também foi analisada a expressão destes genes e de CDKN1A em células de linhagem tumorais de mama (MCF-7 e MDA-MB-231) por RT-qPCR, após a superexpressão de SUMO-3 e SENP-1. A superexpressão de SENP-1 parece alterar a expressão de CDKN1A nas células MDA-MB-231 (p = 0.027), sugerindo uma modulação da atividade transcricional de p53. Porém, a expressão de MDM2 e MDM4 não foi afetada pela superexpressão de SUMO-3 e de SENP-1. Nessa tese foi possível verificar que o envolvimento de MDM4 no câncer apresenta diversos níveis de complexidade relativos à expressão de suas isoformas, aos seus SNPs e haplótipos e à suas modificações pós-traducionais. Abstract: MDM4 inhibits p53 transcriptional activity and acts together with MDM2 to target p53 to degradation by ubiquitination, stimulating the cell cycle. MDM4 and MDM2 are described as oncogenes due to their overexpression and amplification in different cancer types. Moreover, different single nucleotide polymorphisms (SNPs) of both genes are associated with cancer risk. Some MDM4 isoforms were also related to cancer development. In this thesis, a narrative review was performed regarding the MDM4 SNPs associated with solid cancer risk, analyzing linkage disequilibrium and the haplotypes in different populations with LDlink web-based tool. We found that different alleles of the MDM4 SNPs are associated with cancer risk, and the analysis of possible associated SNPs should consider the alleles present in the most frequent haplotypes of the studied population instead of the alleles of a single SNP to understand their role in cancer development. In the second article, we analyzed the expression of MDM4 gene and its isoforms in different breast tumor cell lines employing RT-qPCR and the expression of MDM4 in patients with primary breast cancer and wild-type p53, using the R tool and the TCGA data from the PanCancer Atlas (2018). The high expression of MDM4 and its isoforms were related to DSS (disease-specific survival), DFI (disease-free interval), and PFI (progression-free interval) rates. High expression of MDM4 appears to improve survival, according to higher rates of DSS (p = 0.022), DFI (p = 0.0097), and PFI (p = 0.0046) in comparison to patients with low expression of MDM4. The same was detected for patients with high MDM4-FL expression in relation to DSS rate (p = 0.030). Inversely, high MDM4-211 expression decreases DFI (p = 0.009) and PFI (p = 0.036) rates, indicating a worse prognosis for patients with primary breast cancer. The differential expression of pathways and genes from the MSigDB and GTEx databases demonstrated that the low expression of the keratinization pathway (Gobp) is related to high MDM4 expression and may be involved in metastasis reduction. In the third article, we explored the effect of SUMOylation on the interaction between the p53-MDM2-MDM4 axis proteins. The study performed the BRET assay to analyze this interaction and the expression of these genes and CDKN1A in breast tumor cell lines (MCF-7 and MDAMB- 231) via RT-qPCR after SUMO-3 and SENP-1 overexpression. We verified that SUMOylation did not affect the interaction between the p53 axis proteins. However, p53, MDM4, and MDM2 seem to interact with SUMO-3 (p < 0.05). The p53 is deSUMOylated by SENP-1 (p < 0.0005), whereas MDM4 and MDM2 are not. SeNP-1 overexpression modulates CDKN1A expression in MDA-MB-231 cells (p = 0.027), suggesting an impact on the transcriptional activity of p53. The overexpression of SUMO-3 and SENP-1 did not have any effect on the expression of MDM2 and MDM4. In this thesis, it was possible to conclude that the involvement of MDM4 in cancer presents different levels of complexity related to the expression of its isoforms, its SNPs and haplotypes, and its post-translational modifications.
Collections
- Teses [113]