Identificação do perfil de hidroximetilação do DNA genômico durante a progressão do melanoma
Data
2020-05-18
Autores
Leite, Guilherme Burgarelli 
Orientadores
Jasiulionis, Miriam Galvonas
Tipo
Tese de doutorado
Título da Revista
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Título de Volume
Resumo
The loss of 5hmC is considered a hallmark in many types of cancer. Different studies in melanoma showed a profound decrease in hydroxymethylation in melanomas in comparison with healthy melanocytes. However, these studies are limited to two very specific steps of the melanoma progression. Using a murine model established in our lab consisting of cell lines corresponding to distinct stages of the melanoma progression, this study aims to assess the DNA hydroxymethylation dynamics during this process, and the impact of the tumor microenvironment in DNA methylation and hydroxymethylation in melanoma cells. Here we show that Tet2-silenced cell lines, cell lines isolated from tumor in situ and lung metastasis present characteristics compatible with increased aggressiveness and a build-up of 5mC and 5hmC modifications in genes which regulate ion channels and transporters and signaling pathways regulators. Furthermore, we identified a 5hmC signature in specific promoters and gene body suggesting a safeguarding role of this epigenetic mark against melanoma progression. Finally, 9 in 10 genes identified as differentially expressed in the 4C11+ metastatic cell line in comparison with the melan-a, 4C and 4C11- cell lines in our murine melanoma progression model showed correlation with poor overall survival in melanoma patients (COL4A1, DOCK8, IRF8, HLA-A [mouse H2-K1 analogous], PAK1, PARM1, PDE3A, RUNX1 e TNC). Seven of these genes also presented the described 5hmC epigenetic signature (Dock8, Irf8, H2-K1 [HLA-A analogous], Pak1, Parm1, Pde3a e Tnc). Together, our results show the importance of epigenetic profiling in different stages of the melanoma progression as a prognostic and predictive marker and also as a therapy target, and the role of the tumor microenvironment in these modifications.
A perda de 5hmC é considerada um hallmark em muitos tipos de câncer. Diversos estudos em melanoma demonstram diminuição acentuada da hidroximetilação ao se comparar melanomas em estágios avançados com melanócitos normais. No entanto, esses trabalhos limitam-se a apenas duas etapas da progressão tumoral. Utilizando um modelo murino estabelecido em nosso laboratório de linhagens celulares correspondendo a estágios distintos da progressão do melanoma, este estudo teve como objetivo avaliar a dinâmica de hidroximetilação do DNA neste processo, além do impacto do microambiente tumoral na metilação e hidroximetilação em células de melanoma. Aqui mostramos que células de melanoma silenciadas para Tet2, células de melanoma isoladas de tumor in situ e de metástase pulmonar apresentam características compatíveis com maior agressividade e acúmulo de modificações nos níveis de 5mC e 5hmC em genes que incluem reguladores de canais iônicos e transportadores e reguladores de vias de sinalização. Além disso, identificamos uma assinatura epigenética específica de 5hmC em promotores e corpo de genes que sugere uma função protetora dessa marca epigenética contra a progressão do melanoma. Por fim, 9 de 10 genes identificados como diferencialmente expressos na linhagem metastática 4C11+ em relação às linhagens melan-a, 4C e 4C11- do nosso modelo murino de progressão do melanoma apresentaram correlação com pior sobrevida de pacientes com melanoma (COL4A1, DOCK8, IRF8, HLA-A [análogo de H2-K1 murino], PAK1, PARM1, PDE3A, RUNX1 e TNC). Desses genes, 7 apresentam também a assinatura epigenética de 5hmC aqui descrita (Dock8, Irf8, H2-K1 [análogo de HLA-A], Pak1, Parm1, Pde3a e Tnc). Juntos, nossos resultados demonstram a importância da avaliação do perfil epigenético em estágios diferentes da progressão do melanoma como marcador prognóstico e preditivo e também como possível alvo terapêutico, e o papel que o microambiente tumoral exerce sobre essas modificações.
A perda de 5hmC é considerada um hallmark em muitos tipos de câncer. Diversos estudos em melanoma demonstram diminuição acentuada da hidroximetilação ao se comparar melanomas em estágios avançados com melanócitos normais. No entanto, esses trabalhos limitam-se a apenas duas etapas da progressão tumoral. Utilizando um modelo murino estabelecido em nosso laboratório de linhagens celulares correspondendo a estágios distintos da progressão do melanoma, este estudo teve como objetivo avaliar a dinâmica de hidroximetilação do DNA neste processo, além do impacto do microambiente tumoral na metilação e hidroximetilação em células de melanoma. Aqui mostramos que células de melanoma silenciadas para Tet2, células de melanoma isoladas de tumor in situ e de metástase pulmonar apresentam características compatíveis com maior agressividade e acúmulo de modificações nos níveis de 5mC e 5hmC em genes que incluem reguladores de canais iônicos e transportadores e reguladores de vias de sinalização. Além disso, identificamos uma assinatura epigenética específica de 5hmC em promotores e corpo de genes que sugere uma função protetora dessa marca epigenética contra a progressão do melanoma. Por fim, 9 de 10 genes identificados como diferencialmente expressos na linhagem metastática 4C11+ em relação às linhagens melan-a, 4C e 4C11- do nosso modelo murino de progressão do melanoma apresentaram correlação com pior sobrevida de pacientes com melanoma (COL4A1, DOCK8, IRF8, HLA-A [análogo de H2-K1 murino], PAK1, PARM1, PDE3A, RUNX1 e TNC). Desses genes, 7 apresentam também a assinatura epigenética de 5hmC aqui descrita (Dock8, Irf8, H2-K1 [análogo de HLA-A], Pak1, Parm1, Pde3a e Tnc). Juntos, nossos resultados demonstram a importância da avaliação do perfil epigenético em estágios diferentes da progressão do melanoma como marcador prognóstico e preditivo e também como possível alvo terapêutico, e o papel que o microambiente tumoral exerce sobre essas modificações.