MicroRNAs in breast cancer progression and DNA damage response

• Main Author: Luiza da Cunha Stankevicins
• Other Authors: Cláudia Vitória de Moura Gallo
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade do Estado do Rio de Janeiro 2012
• Subjects: Câncer de mama; MicroRNA; Série 21T; MiR-205; MiR-29b; Breast cancer; 21T cells; GENETICA
• Online Access: http://www.bdtd.uerj.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=9187

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior === Os tumores de mama são caracterizados pela sua alta heterogeneidade. O câncer de mama é uma doença complexa, que possui o seu desenvolvimento fortemente influenciado por fatores ambientais, combinada a uma progressiva acumulação de mutações genéticas e desregulação epigenética de vias críticas. Alterações nos padrões de expressão gênica podem ser resultado de uma desregulação no controle de eventos epigenéticos, assim como, na regulação pós-transcricional pelo mecanismo de RNA de interferência endógeno via microRNA (miRNA). Estes eventos são capazes de levar à iniciação, à promoção e à manutenção da carcinogênese, como também ter implicações no desenvolvimento da resistência à terapia Os miRNAs formam uma classe de RNAs não codificantes, que durante os últimos anos surgiram como um dos principais reguladores da expressão gênica, através da sua capacidade de regular negativamente a atividade de RNAs mensageiros (RNAms) portadores de uma seqüencia parcialmente complementar. A importância da regulação mediada por miRNAs foi observada pela capacidade destas moléculas em regular uma vasta gama de processos biológicos incluindo a proliferação celular, diferenciação e a apoptose. Para avaliar a expressão de miRNAs durante a progressão tumoral, utilizamos como modelo experimental a série 21T que compreende 5 linhagens celulares originárias da mesma paciente diagnosticada com um tumor primário de mama do tipo ErbB2 e uma posterior metástase pulmonar. Essa série é composta pela linhagem obtida a partir do tecido normal 16N, pelas linhagens correspondentes ao carcinoma primário 21PT e 21NT e pelas linhagens obtidas um ano após o diagnóstico inicial, a partir da efusão pleural no sítio metastatico 21MT1 e 21MT2. O miRNAoma da série 21T revelou uma redução significativa nos níveis de miR-205 e nos níveis da proteina e-caderina e um enriquecimento do fator pró-metastático ZEB-1 nas células 21MT. Considerando a importância dos miRNAs na regulação da apoptose, e que a irradiação em diferentes espectros é comumente usada em procedimentos de diagnóstico como mamografia e na radioterapia, avaliamos a expressão de miRNAs após irradiação de alta e baixa energia e do tratamento doxorrubicina. Para os ensaios foram utilizados as linhagens não tumorais MCF-10A e HB-2 e as linhagens de carcinoma da mama MCF-7 e T-47D. Observou-se que raios-X de baixa energia são capazes de promover quebras na molécula do DNA e apoptose assim como, alterar sensivelmente miRNAs envolvidos nessas vias como o let-7a, miR-34a e miR-29b. No que diz respeito à resposta a danos genotóxicos, uma regulação positiva sobre a expressão de miR-29b, o qual em condições normais é regulado negativamente foi observada uma regulação positiva sobre miR-29b expressão após todos os tratamentos em células tumorais. Nossos resultados indicam que miR-29b é um possível biomarcador de estresse genotóxico e que miR-205 pode participar no potencial metastático das células 21T. === Breast tumors are characterized by their high heterogeneity. It is a complex disease, which has its development strongly influenced by environmental factors, combined with a progressive accumulation of genetic mutations and epigenetic dysregulation of critical pathways. Changes in gene expression patterns may be a result of a deregulation in epigenetic events as well as in post-transcriptional regulation driven by RNA interference endogenously represented by microRNA (miRNA) these mechanisms are capable to promote the initiation, maintenance and progression of carcinogenesis; they are also implicated on the development of therapy resistance. miRNAs form a class of non-coding RNAs which have emerged in recent years as one of the major regulators of gene expression through its capacity to silence messenger RNAs (mRNAs) containing a partially complementary sequence. The importance of regulation mediated by miRNAs was observed on their ability to regulate a wide range of biological processes including cell proliferation, differentiation and apoptosis.To gain insights into the mechanisms involved in breast cancer initiation and progression conducted a miRNA global expression on 21T series that are an in vitro model of breast cancer progression comprising cell lines derived from the same patient which include a normal epithelia (16N), primary in situ ductal carcinoma (21PT and 21NT) and cells derived from pleural effusion of lung metastasis (21MT-1 and 21MT-2). Considering the importance of miRNAs in the regulation of apoptosis, and that irradiation in different spectra is commonly used in diagnostic procedures as mammography and on radiotherapy, we evaluate the miRNA expression after cell low and high energy irradiation and doxorubicin treatment to determine whether miRNAs are useful biomarkers to detect cell response after DNA damage. The experiments were done on the non-tumoral cell lines MCF-10A and HB-2 and on the breast carcinoma derived cell lines MCF-7 and T-47D. We observed that of low energy X-rays is able to promote DNA strand breaks and apoptosis and to slightly change the expression of miRNAs involved on this pathway such as let-7a, miR-34a and miR-29b. Regarding DNA stress response pathways an upregulation on miR-29b expression, that in normal conditions is downregulated in tumor cell lines could be observed after all treatments. The microRNAome of 21T series revealed a significant downregulation of miR-205, an enrichment of the prometastatic factor ZEB-1, potential target for miR-205 and the consequent reduction of ecadherin levels in 21MT cells checked by western blot. Our results indicate that miR-29b is biomarkers of genotoxic stress and that miR-205can participate on the metastatic potential of 21T cells.