Estudo funcional de genes de reparo de DNA superexpressos em glioblastoma multiforme

Abstract

Gliomas are the most common type of primary brain cancers. They are pathologically defined by the presence of histological and immunehistochemical characteristics that evidence glial differentiation. According to the hypothetical cell of origin they are classified in: astrocytomas, oligodendrogliomas and ependimomas. Among them, astrocytomas are the more common and aggressive type. The treatment currently used for GBM includes surgical resection of tumor followed by chemotherapy with temozolamide (TMZ) and radiotherapy, but this protocol is still insufficient due to the high resistance of cancer cells. Searching for repair genes associated with the high resistance of astrocytomas, we developed a previous study of differential gene expression using a collection of DNA repair genes. In this analysis, we identified seven genes significantly overexpressed in glioblastoma multiforme (GBM), namely: APEX1, BRCA2, BRIP1, EXO1, NEIL3, RAD54L and XRCC2. Using quantitative RT-PCR, we evaluated the expression of these genes in an expanded panel of samples with 54 clinical cases of different grade astrocytomas and five GBM cell lines. All genes showed expression significantly higher in astrocytomas, except RAD54L in grade II astrocytomas. Moreover, the overexpression of this 7 genes evaluated individually doesn't exert direct influence upon patient's survival rate. Remarkably, EXO1 and NEIL3 showed the higher fold changes and were chosen for functional silencing assays. This experiments were performed with T98G and U138MG cell lines that showed the higher expression levels among the GBM cell lines analyzed. In the functional assays, we observed that the silencing of EXO1 or NEIL3 doesn't induce changes in the apoptosis and cell death rates and doesn't change the distribution of cells in cycle. Beyond this, the silencing of this two genes doesn't sentisizes cells to ionizing radiation.

Os tumores cerebrais primários mais comuns são denominados gliomas. Eles são definidos patologicamente pela presença de características histológicas e imuno-histoquímicas que evidenciam diferenciação glial. De acordo com a suposta linhagem de origem, eles são classificados como astrocitomas, oligodendrogliomas ou ependimomas. Dentre eles, os astrocitomas são os mais comuns e agressivos. O tratamento atualmente utilizado inclui remoção cirúrgica seguida de quimioterapia com temozolamida (TMZ) e radioterapia, porém sua eficácia é muito baixa devido à alta resistência das células tumorais. Buscando encontrar genes associados com a elevada resistência dos astrocitomas, realizamos um estudo anterior de expressão gênica diferencial utilizando uma coleção de genes de reparo de DNA. Nesta análise foram identificados sete genes significantemente superexpressos em glioblastoma multiforme (GBM), o tipo mais agressivo de astrocitoma. Estes genes são: APEX1, BRCA2, BRIP1, EXO1, NEIL3, RAD54L e XRCC2. Através de RT-PCR quantitativo, avaliamos os níveis de expressão destes genes em um painel expandido de 54 casos clínicos de astrocitomas de diferentes graus de malignidade e em 5 linhagens celulares de GBM. Todos os genes analisados mostraram-se mais expressos nos astrocitomas, com exceção de RAD54L em amostras de astrocitoma de grau II. Além disso, a superexpressão dos 7 genes avaliada isoladamente não exerce influência direta na sobrevida dos pacientes. Evidenciou-se ainda a superexpressão mais acentuada de EXO1 e NEIL3, que foram selecionados para realização de ensaios funcionais de silenciamento, e avaliação do ciclo celular e taxas de apoptose/morte efetiva das células. Estes ensaios foram realizados com as linhagens celulares T98G e U138MG, que apresentaram maiores níveis de expressão destes genes. Nos ensaios funcionais, observamos que o silenciamento...