Avaliação de painel de mirnas no diagnóstico e prognóstico do câncer de mama esporádico e do efeito da modulação da expressão do miR-4433b-5p

Abstract

Resumo: O câncer de mama (CM) é uma doença complexa e heterogênea, e identificar biomarcadores que auxiliem no reconhecimento precoce e estratificação são de grande relevância. Além disso, compreender os mecanismos moleculares envolvidos pode impactar no desenvolvimento de terapias direcionadas e melhora da sobrevida das pacientes. Nesse contexto, avaliamos os miRNAs miR-142-5p, miR-150-5p, miR-320a-3p e miR-4433b-5p como potenciais biomarcadores em CM, bem como investigamos o efeito da modulação da expressão do miR-4433b-5p. Ainda, propusemos o miR-4433b-5p como potencial biomarcador em outros tipos de câncer. Identificamos a expressão dos quatro miRNAs selecionados em amostras de pacientes com CM esporádico de duas coortes diferentes – amostras de soro e tecido de pacientes brasileiras, e dados de expressão por sequenciamento de RNA do banco de dados The Cancer Genome Atlas (TCGA). Adicionalmente, comparamos os dados de expressão dos miRNAs obtidos em vesículas extracelulares (EVs), obtidos em um trabalho anterior do nosso grupo. Independente do sentido de expressão, todos os miRNAs foram suficientemente eficazes em discriminar os grupos propostos, bem como correlacionados aos resultados previamente identificados em EVs. Destacamos o miR-4433b-5p, capaz de discriminar pacientes e controles com alta sensibilidade e especificidade, de forma isolada ou combinado em painéis. Em análises de bioinformática, propusemos o miR-4433b-5p como potencial biomarcador em outros tipos de câncer, sendo identificado com diferença de expressão em câncer de cólon, endométrio, fígado, melanoma e tireoide. Em todos os casos, foi observada eficácia em discriminar amostras de câncer de não tumoral (NT). Nos ensaios de modulação de expressão do miR-4433b-5p em linhagens de CM, observamos um papel oncogênico do miR-4433b-5p em luminal A (LA). Em contrapartida, o aumento da expressão do miR-4433b-5p em células triplo-negativo (TN) reduziu os mesmos parâmetros. Diferente do esperado, um aumento do potencial de migração foi observado nas células TN tratadas em comparação as não tratadas. Ao identificar potenciais alvos para o miR-4433b-5p, encontramos 21 genes com expressão diferencial em câncer. Destacamos ARID4A, um supressor de tumor com aumento de expressão em LA. Em sentido oposto, identificamos genes envolvidos com processos oncogênicos com redução de expressão em LA em comparação ao subtipo semelhante ao basal (BL). A inibição destes genes por miR-4433b-5p poderia justificar nossos achados. Outros genes como PIGM, SERPINE1, RORA e PTPRO, em combinação com o miR-4433b-5p, foram associados a piora da sobrevida dos pacientes com diferentes tipos de neoplasias. Dessa forma, ressaltamos seu papel como biomarcador e regulador dos processos de tumorigênese avaliados, propondo o miR-4433b-5p como envolvido em diversos hallmarks do câncer. Ainda, destacamos a identificação do painel de miRNAs com potencial para uso como biomarcador em CM esporádico, especialmente em amostras brasileiras.

Abstract: Breast cancer (BC) is a heterogeneous and complex disease, so identifying diagnostic and prognostic biomarkers, likewise understanding the impact of the molecular mechanisms, may improve the development of targeted therapies and patient survival. In this work, we evaluated miR-142-5p, miR-150-5p, miR-320a-3p, and miR-4433b-5p as potential BC biomarkers. Further, we investigated the effect of miR-4433b expression modulation, in addition to its role as biomarker in different types of cancer. The miRNA expression was identified in two different BC cohorts: samples from Brazilian patients and data from The Cancer Genome Atlas (TCGA) database. Additionally, we compared the expression data of the same miRNAs obtained from extracellular vesicles (EVs) extracted from the serum of BC patients in previous work of our group. All miRNAs were sufficiently effective in discriminating the proposed groups and correlated with the previously identified results in EVs, regardless the direction of the expression. We highlighted miR-4433b-5p, which has been identified as differentially expressed in colon, endometrial, liver, melanoma, and thyroid cancer, effectively discriminating cancer samples from non-tumor (NT) tissue. In the luminal A (LA) cells, the overexpression of miR-4433b-5p showed an oncogenic role. In triple-negativebreast cancer (TNBC) cells, we observed a tumor suppressor role, with a reduction of the same parameters. However, a higher migration potential was observed in treated TNBC cells than in untreated ones. Through in silico analyses, 21 differentially expressed miR-4433b-5p’ target genes were identified. We found ARID4A, a tumor suppressor gene, overexpressed in LA. In the opposite direction, oncogenic genes were found downregulated in LA compared to basal-like (BL). The inhibition of these genes could be related to our results. PIGM, SERPINE1, RORA, and PTPRO were found related to the poor overall survival in cancer patients when combined with miR-4433b-5p. In conclusion, we proposed miR-4433b-5p as biomarker and cancer regulator, involving in different hallmarks of cancer. Additionally, we highlighted the panel of miRNAs as potential biomarkers in BC, especially in Brazilian samples.