Eixos de competição endógena em microambientes tumorais imunologicamente distintos do câncer cervical

Abstract

Resumo: O câncer cervical (CC) é um dos cânceres mais frequentes e fatais em mulheres no mundo. A nível molecular, diferenças nos perfis de expressão global de diferentes transcritos (codificadores e não-codificadores) são observadas em tumores cervicais. Estes podem atuar de maneira independente ou interagindo entre si em redes moleculares mais complexas, como as redes de RNAs competidores endógenos (ceRNA). Essas redes incluem RNAs (mRNAs, lncRNAs, pseudogenes e circRNAs) que são coexpressos e que apresentam em comum sequências denominadas de elementos de resposta a miRNAs (MREs). Desta forma, a atuação dos ceRNAs se daria pela competição com outros RNAs pela ligação de miRNAs, deixando os mRNA alvos acessíveis à tradução ou ao desempenho de suas funções celulares. Diferentes eixos de competição endógena podem ser observados em microambientes tumorais distintos. Recentemente, através de dados de imunogenômica, foi proposta uma classificação dos tumores sólidos em seis subtipos imunológicos distintos, de acordo com seus respectivos perfis de expressão. Dentro deste contexto, a maioria dos tumores cervicais é caracterizada por dois subtipos principais – os subtipos C1 (relacionado a cura de feridas) e C2 (com dominância de IFN-gama). A importância de se compreender a situação molecular que caracteriza o perfil imunológico do microambiente tumoral reside no fato de que esta é fator chave para prever o comportamento do tumor, ou seja, pode influenciar o desenvolvimento e prognóstico do câncer. Diante disso, esse estudo teve como objetivo identificar eixos de ceRNA que possam diferenciar os subtipos imunológicos C1 e C2 em amostras de CC. Os valores de expressão dos lncRNAs, mRNAs e miRNAs foram obtidos através do banco de dados público TCGA, com a separação das amostras nos subtipos C1 e C2. Três análises foram realizadas a fim de se indicar os eixos de ceRNAs em cada subtipo imune: 1) correlação entre lncRNAs e mRNAs; 2) número e probabilidade de ligações compartilhadas aos miRNAs e 3) força de ligação aos miRNAs. O potencial impacto desses eixos (expressão das diferentes moléculas envolvidas nestes) na sobrevida das pacientes foi igualmente avaliado através de análises de sobrevida. Para o subtipo C1, as duplas de RNAs que se mostraram significativamente coexpressas foram: MAGI2-AS3 / ADAMTS5; MAGI2-AS3 / CYYR1; MAGI2-AS3 / MEF2C; MAGI2-AS3 / EDNRA; RASSF8-AS1 / RASSF8 (p<0,01). Já no subtipo C2, as duplas com maior potencial foram: MAGI2-AS3 / FBXL7; FAM83A-AS1 / FAM83A e SOX21-AS1 / SOX21 (p<0,01). Os eixos de ceRNA MAGI2-AS3 / miR-145-5p / ADAMTS5 / (p=0,033) e MAGI2-AS3 / miR-145-5p / FBXL7 (p=0,014), presentes nos subtipos C1 e C2, respectivamente, revelaram diferença significativa na sobrevida em decorrência da variação na expressão dos RNAs. A desregulação de expressão gênica pode resultar em diferentes eixos de ceRNAs e, consequentemente, remodelar o microambiente tumoral e impactar na agressividade dos tumores. Assim, este trabalho indica potenciais eixos de competição que podem caracterizar os diferentes subtipos imunológicos analisados no contexto do CC, além de apontar potenciais vias moleculares a serem exploradas em experimentos futuros e ensaios de modulação que visem explorar a função destes diferentes eixos.

Abstract: Cervical cancer (CC) is one of the most frequent and fatal cancers in women worldwide. At the molecular level, differences in the global expression profiles of different transcripts (coding and non-coding) are observed in cervical tumors. These can act independently or interacting with each other in more complex molecular networks, such as networks of competing endogenous RNAs (ceRNA). These networks include RNAs (mRNAs, lncRNAs, pseudogenes and circRNAs) that are co-expressed and that share sequences called miRNA response elements (MREs). In this way, the action of ceRNAs would take place by competing with other RNAs for the binding of miRNAs, leaving the mRNA targets accessible for translation or the performance of their cellular functions. Different axes of endogenous competition can be observed in different tumor microenvironments. Recently, using immunogenomics data, a classification of solid tumors into six distinct immunological subtypes was proposed, according to their respective expression profiles. Within this context, most cervical tumors are characterized by two main subtypes – subtypes C1 (related to wound healing) and C2 (IFN-gama dominant). The importance of understanding the molecular situation that characterizes the immunological profile of the tumor microenvironment lies in the fact that this is a key factor in predicting tumor behavior, that is, it can influence the development and prognosis of cancer. Therefore, this study aimed to identify ceRNA axes that can differentiate the C1 and C2 immunological subtypes in CC samples. Expression values of lncRNAs, mRNAs and miRNAs were obtained from the TCGA public database, with the separation of samples into C1 and C2 subtypes. Three analyzes were performed in order to indicate the ceRNA axes in each immune subtype: 1) correlation between lncRNAs and mRNAs; 2) number and probability of shared binding to miRNAs and 3) binding strength to miRNAs. The potential impact of these axes (expression of the different molecules involved in them) on patient survival was also evaluated through survival analyses. For the C1 subtype, the RNA pairs that were significantly co-expressed were: MAGI2-AS3 / ADAMTS5; MAGI2-AS3 / CYYR1; MAGI2- AS3 / MEF2C; MAGI2-AS3 / EDNRA; RASSF8-AS1 / RASSF8 (p<0.01). As for the C2 subtype, the pairs with the greatest potential were: MAGI2-AS3 / FBXL7; FAM83A-AS1 / FAM83A and SOX21-AS1 / SOX21 (p<0.01). The MAGI2-AS3 / miR-145-5p / ADAMTS5 / (p=0.033) and MAGI2-AS3 / miR-145-5p / FBXL7 (p=0.014) ceRNA axes, present in subtypes C1 and C2, respectively, revealed a significant difference in survival due to variation in RNA expression. Dysregulation of gene expression can result in different axes of ceRNAs and, consequently, remodel the tumor microenvironment and impact tumor aggressiveness. Thus, this work indicates potential competition axes that can characterize the different immunological subtypes analyzed in the context of CC, in addition to pointing out potential molecular pathways to be explored in future experiments and modulation assays that aim to explore the function of these different axes.