Avaliação da relação entre a expressão de genes da via de reparo por excisão de bases e resistência tumoral em câncer de mama

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: Oliveira, Matheus da Silva
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Centro Biomédico::Instituto de Biologia Roberto Alcantara Gomes
Brasil
UERJ
Programa de Pós-Graduação em Biociências
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
BER
Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/22187
Resumo: O câncer de mama é o tipo de câncer mais incidente e a segunda maior causa de morte entre as mulheres em todo o mundo. Os tumores identificados em estágios avançados podem apresentar regiões de hipóxia o que torna, na maioria das vezes, a quimioterapia menos eficaz pela ativação de mecanismos moleculares relacionado à resistência às drogas. A quimioterapia com Doxorrubicina é uma das mais utilizadas no tratamento do câncer de mama, entretanto, a eficácia do tratamento é reduzida devido à atividade de vias de reparo de lesões no DNA, sobretudo as vias de reparo de lesões oxidativas, como a via de BER. A enzima APE1/Ref-1 é uma enzima multifuncional que atua no reparo de lesões no DNA e desempenha um papel importante na regulação redox através da regulação de fatores de transcrição, por isso tem sido considerada uma proteína importante para o estudo da resposta ao tratamento à quimioterapia contra o câncer de mama. Sendo assim, este trabalho tem como proposta investigar a via de BER em cancer de mama e sua relação com a resistência à quimioterapia em hipóxia. Para tanto, foram realizadas análises in silico dos níveis de transcritos dos genes da via de BER nas amostras tumorais de pacientes com câncer de mama listados no TCGA (BRCA) utilizando a plataforma do XENA USCS. Foram feitas análises in silico comparando tumores com e sem assinatura de hipóxia, para isso um algoritmo contendo um painel de genes previamente descritos foi utilizado. A avaliação dos níveis de transcritos dos genes da via de BER nas culturas de células MCF-7 e MDA-MB-231 sob a condição de normóxia e hipóxia, foi realizada por RT-qPCR e os ensaios de viabilidade celular foram realizados por ensaio colorimétrico, através do leitor de Elisa, com o reagente WST-1. Os resultados da análise in silico das amostras de pacientes do TCGA indicaram que os genes da via de BER são mais expressos nas amostras tumorais em relação as normais (n=28 genes de 30 analisados) e nas amostras que apresentaram maior relação com a assinatura molecular de hipóxia. Os genes APEX2 e PARP3 apresentaram diferenças significativas em sua expressão entre os estágios iniciais e tardio, de modo que poderiam ser utilizados como marcadores de estadiamento. Os pacientes com menor expressão do gene PARP3 apresentaram melhor sobrevida em relação àqueles que possuíam maior expressão. Quanto aos subtipos de câncer de mama, o subtipo basal foi o mais correlacionado com a assinatura de hipóxia em relação aos demais. O tamanho tumoral T2 foi o mais predominante, tanto nas amostras em normóxia, quanto em hipóxia. Os resultados da análise in vitro indicaram que houve diferença nos níveis de mRNA dos genes NEIL3 e FEN1 somente em células MCF-7, enquanto em células MDA-MB-231 não houve diferença nos níveis de mRNA destes genes. Além disso, células MCF-7 e MDA-MB-231 apresentaram maiores taxas de sobrevivência quando tratadas com o inibidor APX2009 e Doxorrubicina na condição de hipóxia. Com isso, foi possível concluir que a maior expressão dos genes da via de BER está associado a tumores com características de hipóxia. E a condição de hipóxia influencia diretamente na sobrevivência das células MCF-7 e MDA-MB-231 ao tratamento com APX2009 e Doxorrubicina
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A quimioterapia com Doxorrubicina é uma das mais utilizadas no tratamento do câncer de mama, entretanto, a eficácia do tratamento é reduzida devido à atividade de vias de reparo de lesões no DNA, sobretudo as vias de reparo de lesões oxidativas, como a via de BER. A enzima APE1/Ref-1 é uma enzima multifuncional que atua no reparo de lesões no DNA e desempenha um papel importante na regulação redox através da regulação de fatores de transcrição, por isso tem sido considerada uma proteína importante para o estudo da resposta ao tratamento à quimioterapia contra o câncer de mama. Sendo assim, este trabalho tem como proposta investigar a via de BER em cancer de mama e sua relação com a resistência à quimioterapia em hipóxia. Para tanto, foram realizadas análises in silico dos níveis de transcritos dos genes da via de BER nas amostras tumorais de pacientes com câncer de mama listados no TCGA (BRCA) utilizando a plataforma do XENA USCS. Foram feitas análises in silico comparando tumores com e sem assinatura de hipóxia, para isso um algoritmo contendo um painel de genes previamente descritos foi utilizado. A avaliação dos níveis de transcritos dos genes da via de BER nas culturas de células MCF-7 e MDA-MB-231 sob a condição de normóxia e hipóxia, foi realizada por RT-qPCR e os ensaios de viabilidade celular foram realizados por ensaio colorimétrico, através do leitor de Elisa, com o reagente WST-1. Os resultados da análise in silico das amostras de pacientes do TCGA indicaram que os genes da via de BER são mais expressos nas amostras tumorais em relação as normais (n=28 genes de 30 analisados) e nas amostras que apresentaram maior relação com a assinatura molecular de hipóxia. Os genes APEX2 e PARP3 apresentaram diferenças significativas em sua expressão entre os estágios iniciais e tardio, de modo que poderiam ser utilizados como marcadores de estadiamento. Os pacientes com menor expressão do gene PARP3 apresentaram melhor sobrevida em relação àqueles que possuíam maior expressão. Quanto aos subtipos de câncer de mama, o subtipo basal foi o mais correlacionado com a assinatura de hipóxia em relação aos demais. O tamanho tumoral T2 foi o mais predominante, tanto nas amostras em normóxia, quanto em hipóxia. Os resultados da análise in vitro indicaram que houve diferença nos níveis de mRNA dos genes NEIL3 e FEN1 somente em células MCF-7, enquanto em células MDA-MB-231 não houve diferença nos níveis de mRNA destes genes. Além disso, células MCF-7 e MDA-MB-231 apresentaram maiores taxas de sobrevivência quando tratadas com o inibidor APX2009 e Doxorrubicina na condição de hipóxia. Com isso, foi possível concluir que a maior expressão dos genes da via de BER está associado a tumores com características de hipóxia. E a condição de hipóxia influencia diretamente na sobrevivência das células MCF-7 e MDA-MB-231 ao tratamento com APX2009 e DoxorrubicinaBreast cancer is the most common type of cancer worldwide and the second leading cause of death among women. Tumors identified in advanced stages may present regions of hypoxia, which makes chemotherapy less effective, in most cases, by activating molecular mechanisms related to drug resistance. Chemotherapy with Doxorubicin is one of the most used in the treatment of breast cancer, however, the effectiveness of the treatment is significantly reduced due to the activity of repair pathways for DNA damage, especially oxidative damage that is repaired by pathways such as the BER pathway. The APE1/Ref-1 enzyme is a multifunctional enzyme that acts in the repair of DNA lesions and plays an important role in redox regulation through the regulation of transcription factors, so it has been considered an important protein for the study of response to chemotherapy treatment in breast cancer. Therefore, this work proposes to investigate the BER pathway in breast cancer and its relationship to chemotherapy resistance in hypoxia. In silico analyzes of BER pathway gene transcript levels in tumor samples from breast cancer patients from the TCGA (BRCA) were performed using the XENA USCS platform. In silico analyzes were performed comparing tumors with and without hypoxia signature, for this an algorithm containing a panel of previously described genes was used. The investigation of transcript levels of BER pathway genes in MCF-7 and MDA-MB-231 cell cultures under normoxia and hypoxia conditions were performed by RT-qPCR amplification. Cell viability assays of breast cancer cells was performed by colorimetric assay, through Elisa's reader, with WST-1 reagent. The results of the analysis in silico in the TCGA BRCA patients indicate that the genes of the BER pathway are more expressed in tumors than normal samples (n=28 genes out of 28 analyzed), and in those that showed higher relationship with molecular hypoxia signature. The APEX2 and PARP3 genes differ in their expression between early and late stages, so they can be used as staging markers for auxiliary in diagnostic phase. The PARP3 gene expression showed a significant difference in patient survival. The basal subtype was the most common with the genetic signature of hypoxia, while the Luminal subtype was less common. The tumor size T2 was the most predominant in both normoxia and hypoxia. The results of in vitro analysis indicated that there was a difference in the transcript levels only of the NEIL3 and FEN1 genes in the MCF-7 cells, while in the MDA-MB-231 cells there was no difference in the expression of the genes. Furthermore, The MCF-7 and MDA-MB-231 cells were the greater survival to treatment with the inhibitor APX2009 and Doxorubicin when submitted to hypoxia condition. Thus, it was possible to conclude that the increased expression of genes in the BER pathway is associated with tumors and in tumors with hypoxia characteristics. And the condition of hypoxia directly influence cell survival to treatments with APX2009 and Doxorubicin in the MCF-7 and MDA-MB-231 cellsCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESUniversidade do Estado do Rio de JaneiroCentro Biomédico::Instituto de Biologia Roberto Alcantara GomesBrasilUERJPrograma de Pós-Graduação em BiociênciasMencalha, André Luizhttps://orcid.org/0000-0003-3229-8094http://lattes.cnpq.br/2640957642674082Fonseca, Adenilson de Souza dahttps://orcid.org/0000-0002-4441-4008http://lattes.cnpq.br/8838215858149851Paoli, Flávia dehttps://orcid.org/0000-0002-9849-8323http://lattes.cnpq.br/3840260579270155Simão, Tatiana de Almeidahttps://orcid.org/0000-0001-8509-2247http://lattes.cnpq.br/4257729756468950Oliveira, Matheus da Silva2024-06-14T18:29:53Z2021-08-30info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfOLIVEIRA, Matheus da Silva. Avaliação da relação entre a expressão de genes da via de reparo por excisão de bases e resistência tumoral em câncer de mama. 2021. 95 f. Dissertação (Mestrado em Biociências) – Instituto de Biologia Roberto Alcântara Gomes, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, 2021.http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/22187porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJinstname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)instacron:UERJ2024-06-14T18:29:53Zoai:www.bdtd.uerj.br:1/22187Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bdtd.uerj.br/PUBhttps://www.bdtd.uerj.br:8443/oai/requestbdtd.suporte@uerj.bropendoar:29032024-06-14T18:29:53Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)false
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