Epigenetic alterations in human brain tumors in a Brazilian population

Aberrant methylation of CpG islands located in promoter regions represents one of the major mechanisms for silencing cancer-related genes in tumor cells. We determined the frequency of aberrant CpG island methylation for several tumor-associated genes: DAPK, MGMT, p14^ARF, p16^INK4a, TP73, RB1 and TIMP-3 in 55 brain tumors, consisting of 26 neuroepithelial tumors, 6 peripheral nerve tumors, 13 meningeal tumors and 10 metastatic brain tumors. Aberrant methylation of at least one of the seven genes studied was detected in 83.6% of the cases. The frequencies of aberrant methylation were: 40% for p14^ARF, 38.2% for MGMT, 30.9% for, p16^INK4a, 14.6% for TP73 and for TIMP-3, 12.7% for DAPK and 1.8% for RB1. These data suggest that the hypermethylation observed in the genes p14^ARF, MGMT and p16^INK4a is a very important event in the formation or progression of brain tumors, since the inactivation of these genes directly interferes with the cell cycle or DNA repair. The altered methylation rate of the other genes has already been reported to be related to tumorigenesis, but the low methylation rate of RB1 found in tumors in our sample is different from that so far reported in the literature, suggesting that perhaps hypermethylation of the promoter is not the main event in the inactivation of this gene. Our results suggest that hypermethylation of the promoter region is a very common event in nervous system tumors.

Avaliação do perfil de metilação e expressão do gene CDH1 em Cebus apella como modelo experimental para câncer gástrico

O câncer gástrico continua sendo uma importante causa de morte dentre os tipos de câncer no Brasil e no mundo. A origem do câncer de estomago provém, assim como nos demais, de acúmulo de alterações genéticas. Portanto, se faz necessário saber quais alterações genéticas são importantes para desencadear a patogênese do câncer gástrico. O MNU, conhecido carcinógeno, quando ingerido de forma oral em doses determinadas desencadeia o desenvolvimento de adenocarcinoma gástrico do tipo intestinal, com aparecimento de estágios pré definidos característico deste tipo tumoral. Com base nestes conhecimentos, realizamos um experimento com 6 macacos da espécie Cebus apella induzidos à desenvolver câncer gástrico do tipo intestinal. Os animais ingeriam 16mg/kg de peso diariamente da droga, com desenvolvimento de lesões pré-neoplásicas em todos. Infelizmente, devido à toxicidade da droga, somente um animal sobreviveu ao tratamento e desenvolveu desenvolveu uma massa tumoral propriamente dita. Foram feitas avaliações periódicas dos animais, em dias pré-determinados (ao início, no 120º, 150º, 300º, 940º) com coletas de fragmentos da mucosa gástrica. Foram coletadas 20 amostras de tecido, distribuídas entre mucosa normal, gastrite, displasia, metaplasia e tumoral. Destas amostras extraímos DNA para as análises do gene CDH1. Não há na literatura sequencia deste gene para a espécie utilizada no estudo. Com este objetivo, utilizamos iniciadores construídos a partir de sequencias de CDH1 de Callithrix jacchus (espécie filogeneticamente) e seqüenciamos cerca de 342pb da região promotora de CDH1 de C. apella. As análises mostraram uma similaridade de 98% desta região com a dos humanos, com presença de vários sítios de ligação de fatores de transcrição (sp1, Ap2, NF-x, AREB6, Puf e CTF) além da presença do CAAT Box. Esta região ainda possui 30 sitios CpGs, o que indica que ela pode estar sofrendo regulação epigenética. Para se verificar como se encontrava o padrão de metilação desta região realizamos uma análise de MSP com iniciadores específicos e constatamos que houve predominância de alelos não metilados de CDH1 para todas as amostras pré neoplásicas e a amostra de adenocarcinoma encontra-se metilada. O que pode ser constatado com um ensaio de Imunohistoquímica, onde somente a amostra tumoral não expressava a proteína caderina. Desta maneira nossas análises sugerem que a metilação do gene CDH1 desempenha papel importante na tumorigênese gástrica em C. apella, e é um evento tardio, uma vez que não é observado nos outro tipos teciduais não tumorais E, partindo-se da similaridade entre as seqüências, podemos sugerir que o mesmo evento pode está ocorrendo em humanos. Esta metilação do promotor do CDH1 leva a um silenciamento deste gene o que desencadeia o estabelecimento de adenocarcinomas gástricos, fato apoiado pela literatura onde vários trabalhos apontaram que a hipermetilação do promotor da caderina está associada ao desenvolvimento do câncer gástrico.

Methylation status of ANAPC1, CDKN2A and TP53 promoter genes in individuals with gastric cancer

Gastric cancer is the forth most frequent malignancy and the second most common cause of cancer death worldwide. DNA methylation is the most studied epigenetic alteration, occurring through a methyl radical addition to the cytosine base adjacent to guanine. Many tumor genes are inactivated by DNA methylation in gastric cancer. We evaluated the DNA methylation status of ANAPC1, CDKN2A and TP53 by methylation-specific PCR in 20 diffuse- and 26 intestinal-type gastric cancer samples and 20 normal gastric mucosa in individuals from Northern Brazil. All gastric cancer samples were advanced stage adenocarcinomas. Gastric samples were surgically obtained at the João de Barros Barreto University Hospital, State of Pará, and were stored at -80°C before DNA extraction. Patients had never been submitted to chemotherapy or radiotherapy, nor did they have any other diagnosed cancer. None of the gastric cancer samples presented methylated DNA sequences for ANAPC1 and TP53. CDKN2A methylation was not detected in any normal gastric mucosa; however, the CDKN2A promoter was methylated in 30.4% of gastric cancer samples, with 35% methylation in diffuse-type and 26.9% in intestinal-type cancers. CDKN2A methylation was associated with the carcinogenesis process for ~30% diffuse-type and intestinal-type compared to non-neoplastic samples. Thus, ANAPC1 and TP53 methylation was probably not implicated in gastric carcinogenesis in our samples. CDKN2A can be implicated in the carcinogenesis process of only a subset of gastric neoplasias.

Alterações genéticas e epigenéticas em meningiomas na população paraense

Os meningiomas são os tumores intracranianos mais frequentes, originando-se das meninges que revestem o cérebro e cordão espinhal. Apesar de terem sido um dos primeiros neoplasmas sólidos estudados citogeneticamente, ainda são escassos os estudos genéticos e epigenéticos nesses tumores. O presente trabalho teve como objetivo investigar alterações genéticas e epigenéticas que pudessem contribuir na iniciação e progressão tumoral em meningiomas na população paraense. Essa tese está subdivida em três capítulos. No Capítulo I foi investigada a associação entre o polimorfismo MTHFR C677T e meningioma em 23 pacientes da população paraense, utilizando 96 indivíduos sem histórico de lesões pré-neoplásicas como grupo controle. Essa associação não foi encontrada, apesar de sugerir um aumento não estatisticamente significante no risco de desenvolver meningioma em portadores do genótipo TT quando comparados ao genótipo CC. No Capítulo II foi avaliado o padrão de metilação em duas famílias do microRNA124 em meningiomas na população paraense. Hipermetilação na região promotora de miRN124a2 e miRNA124a3 parece ser um evento frequente, uma vez que foi encontrada em 73,9% e 69,56% das amostras analisadas, respectivamente. No Capítulo III, foi analisado o padrão de metilação dos genes APC, BRCA1, CDH1, CDH13, CDKN2A, DAPK1, ESR1, FHIT, GSTP1, MGMT, MLH1, NEUROG1, PDLIM4, PTEN, RARB, RASSF1, RUNX3, SOCS1, TIMP3, TP73, VHL e WIF1 em um meningioma de grau I e um de grau II através de uma placa comercial desenvolvida através da tecnologia MethylScreen. O padrão de metilação do gene CDKN2B também foi analisado na amostra coletada em 25 pacientes com meningioma através da conversão por bissulfito, PCR e sequenciamento direto. O gene RASSF1A apresentou-se metilado em 16,73% e 63,66% dos sítios CpGs analisados na amostra de meningioma de grau I e grau II, respectivamente. O gene RUNX3 se apresentou metilado apenas na amostra de grau II em 52,88% dos sítios CpG analisados. Nossos resultados apontam a importância das alterações epigenéticas na tumorigênese e progressão tumoral em meningiomas.

Investigação de polimorfismos nos genes XRCC1, MTHFR e EGFR como possíveis marcadores de suscetibilidade ao câncer, na população de Belém-PA

Câncer é definido como uma doença multifatorial, resultante de interações complexas entre fatores extrínsecos e intrínsecos. Dentre os principais fatores intrínsecos estão as alterações genéticas e/ou epigenéticas, em genes envolvidos no processo carcinogênico. A identificação e caracterização destes genes podem proporcionar uma melhor compreensão das bases moleculares da doença. Dada a importância de alterações nos genes XRCC1, MRHFR e EGFR em diversas vias pro-carcinogênicas, é de fundamental importância investigar os efeitos funcionais de polimorfismos moleculares nesses genes e suas consequências na suscetibilidade ao câncer. Assim, o objetivo deste estudo foi identificar possíveis associações entre os polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs) Arg194Trp (XRCC1) e Ala222Val (MTHFR) e Arg521Lys (EGFR) com o desenvolvimento do câncer gástrico e mamário, na população de Belém-PA, em um estudo caso-controle. Além disso, o controle genômico da ancestralidade foi realizado pra evitar resultados e/ou interpretações espúrias decorrentes da subestruturação populacional entre os grupos investigados. A análise molecular dos SNPs foi realizada por TaqMan. As análises estatísticas foram realizadas através do programa SPSS v.20 e as relativas à subestruturação populacional pelo programa STRUCTURE v 2.2. Em relação aos polimorfismos Arg194Trp, Ala222Val não foi observada nenhuma associação significativa com a susceptibilidade aos tumores gástrico e mamário (P > 0,05). Para ao polimorfismo Arg521Lys, em um primeiro momento (análise univariada), um efeito significativo para a suscetibilidade aos cânceres investigados, foi encontrado (P = 0,037). Contudo, após o controle genômico pelas ancestralidades africana e europeia, esse resultado se revelou espúrio (P = 0,064). Em relação às ancestralidades, nossos resultados evidenciaram uma forte associação da ancestralidade africana com a suscetibilidade aos cânceres gástrico e mamário (P = 0,010; OR = 76,723; IC 95% = 2,805 – 2098,230) em quanto que para indivíduos com uma maior contribuição europeia, um efeito de proteção foi encontrado (P = 0,024; OR = 0,071; IC 95% = 0,007 – 0,703). Em conclusão, os resultados deste estudo apresentam evidencias de que as ancestralidades genômicas africana e europeia são importantes fatores relacionados à susceptibilidade as neoplasias gástrica e mamaria. Em relação ao polimorfismo Arg521Lys, estudos adicionais serão necessários para confirmar se a associação com a suscetibilidade ao câncer é realmente espúria.

Expressão dos genes TFF1 e TFF2 em adenocarcinoma gástrico

O câncer gástrico permanece como grave problema de saúde pública, com elevada morbidade e mortalidade. Os diagnósticos ocorrem, na maioria dos casos, em estágios avançados da doença, situação na qual as opções terapêuticas disponíveis apresentam reduzida eficácia. Não obstante o avanço do conhecimento a respeito da carcinogênese do adenocarcinoma gástrico, em especial sobre mecanismos genéticos e epigenéticos envolvidos, a aplicabilitadade clínica destes conhecimentos permanece limitada. Objetivando identificar potenciais biomarcadores no câncer gástricos, foi realizado estudo utilizando microarray, comparando-se expressões gênicas em adenocarcinomas gástricos e amostras pareadas de mucosa gástrica não neoplásica. Os resultados preliminares demonstraram diferenças significativas de expressão em 53 genes. Dentre estes, foram selecionados os genes TFF1 e TFF2 para validação da expressão por PCR em tempo real em 78 amostras adicionais. As expressões de TFF1 e TFF2 foram significativamente reduzidas em amostras de adenocarcinoma gástrico, quando comparas aos tecidos pareados não neoplásicos (p<0,05). Adicionalmente, a expressão do gene TFF2 foi significantemente mais reduzida no tipo intestinal do que no tipo difuso. A expressão dos dois genes apresentou uma forte correlação, o padrão de expressão semelhante sugere que TFF1 e TFF2 podem partilhar elementos reguladores comuns. Essa hipótese é intensificada devido a pequena distancia física entre eles. Os resultados sugerem fortemente a participação de TFF1 e TFF2 na carcinogenese gástrica e demonstram um potencial para utilização clínica dos referidos genes como biomarcadores e eventuais alvos terapêuticos no adenocarcinoma gástrico.