Repressão epigenética do miR-130a promove cancro da Próstata através da interação com os genes SEC23B e DEPDC1

O grupo de Epigenética & Biologia do Cancro do Centro de Investigação do IPO-Porto, em colaboração com investigadores do Departamento de Oncologia Molecular do Hospital Universitário de Oslo, Noruega, demonstraram recentemente a função supressora tumoral do microRNA-130a no cancro da próstata. O carcinoma da próstata (CaP) é uma das neoplasias malignas com maior incidência e prevalência no sexo masculino, constituindo uma das principais causas de morbilidade e mortalidade oncológica. O conhecimento limitado acerca da função dos RNAs não codificantes (ncRNAs) tem limitado não só a melhor compreensão da biologia do CaP, mas também o desenvolvimento de marcadores que possam auxiliar os Urologistas e Oncologistas na prática clínica. Atualmente, é aceite que a desregulação epigenética através da ação de ncRNA desempenha um papel fundamental na carcinogénese prostática. Neste estudo, publicado na revista Cancer Letters, comprovou-se a diminuição global da expressão de microRNAs em CaP comparativamente com o tecido normal. Esta menor abundância é um resultado combinado das alterações na expressão de genes envolvidos na maquinaria de processamento dos miRNA (DROSHA, DGCR8 e DICER) e de alterações na conformação da cromatina, mediadas por hipermetilação do promotor de miRNA. Um desses miRNAs - miR-130a- apresentou níveis de expressão aumentados após tratamento de linhas celulares com o fármaco 5-Aza-2′-deoxicitidina, sendo estes acompanhados por um decréscimo de metilação do seu promotor. Em neoplasias primárias, comparativamente com os tecidos normais, os níveis de expressão do miR-130a estão diminuídos enquanto os níveis de metilação estão aumentados. A re-expressão do miR-130a nas linhas celulares LNCaP, Du145 e PC3 induziu uma atenuação do fenótipo maligno, verificando-se um decréscimo da viabilidade celular, da capacidade de invasão e migração, bem como um aumento da morte celular por apoptose. A análise global do transcriptoma após sobre-expressão do miR-130a na linha celular resistente à castração - PC3 - associou-se significativamente com o aumento dos níveis de transcrito de vários genes supressores tumorais envolvidos na apoptose, na reparação do DNA, na via de sinalização do reticulo endoplasmático e de genes envolvidos na senescência. Um achado importante deste estudo foi a sobre-expressão do miR-130a conduzir a uma redução significativa do transcrito de, pelo menos, dois proto-oncogenes - SEC23B e DEPDC1 - cujos níveis de expressão se encontram aumentados em CaP. O silenciamento destes dois genes na linha celular PC3 revelou um efeito fenotípico similar à sobre-expressão do miR-130a, com uma diminuição da viabilidade celular e um aumento significativo na taxa de apoptose. Com este estudo foi demonstrado que a diminuição da expressão dos microRNAs é determinante para a carcinogénese prostática. Especificamente, o miR-130a foi identificado como um microRNA cuja diminuição de expressão é mediada por alterações epigenéticas (metilação do DNA e alterações na conformação da cromatina, envolvendo a marca H3K27me3), sendo fundamental para a regulação de diferentes vias de sinalização fulcrais na homeostasia das células epiteliais prostáticas. Por último, os níveis de metilação do promotor do miR-130a podem, não só, contribuir para o diagnóstico precoce do cancro da próstata, como ser, também, um potencial alvo terapêutico.

Autores e afiliações:

João Ramalho-Carvalho^a,b, João Barbosa Martins^a, Lina Cekaite^c,d, Anita Sveen^c,d, Jorge Torres-Ferreira^a, Inês Graça^a,e, Pedro Costa-Pinheiro^a, Ina Andrassy Eilertsen^c, Luís Antunes^f, Jorge Oliveira^g, Ragnhild A. Lothe^c,d, Rui Henrique^a,h,i, Carmen Jerónimo^a,i*

^aCancer Biology and Epigenetics Group, IPO Porto Research Center (CI-IPOP), Portuguese Oncology Institute of Porto (IPO Porto), Porto, Portugal;

^bBiomedical Sciences Graduate Program, Institute of Biomedical Sciences Abel Salazar– University of Porto (ICBAS-UP), Porto, Portugal;

^cDepartment of Molecular Oncology, Institute for Cancer Research, Oslo University Hospital, Norway;

^dCentre for Cancer Biomedicine, Faculty of Medicine, University of Oslo, Norway;

^eSchool of Allied Health Sciences (ESTSP), Polytechnic of Porto, Portugal; Departments of ^fEpidemiology, ^gUrology and ^hPathology, Portuguese Oncology Institute of Porto (IPO Porto), Porto, Portugal;

ⁱDepartment of Pathology and Molecular Immunology, Institute of Biomedical Sciences Abel Salazar, University of Porto (ICBAS-UP), Porto, Portugal.

* Corresponding author

Abstract

MicroRNAs (miRNAs) are small, non-coding RNAs that mediate post-transcriptional gene silencing, fine tuning gene expression.

In an initial screen, miRNAs were found to be globally down-regulated in prostate cancer (PCa) cell lines and primary tumours. Exposure of PCa cell lines to a demethylating agent, 5-Aza-CdR resulted in an increase in the expression levels of miRNAs in general. Using stringent filtering criteria miR-130a was identified as the most promising candidate and selected for validation analyses in our patient series. Down-regulation of miR-130a was associated with promoter hypermethylation. MiR-130a methylation levels discriminated PCa from non-malignant tissues (AUC = 0.956), and urine samples revealed high specificity for non-invasive detection of patients with PCa (AUC = 0.89). Additionally, repressive histone marks were also found in the promoter of miR-130a.

Over-expression of miR-130a in PCa cells reduced cell viability and invasion capability, and increased apoptosis. Putative targets of miR-130a were assessed by microarray expression profiling and DEPD1C and SEC23B were selected for validation. Silencing of both genes resembled the effect of over-expressing miR-130a in PCa cells.

Our data indicate that miR-130a is an epigenetically regulated miRNA involved in regulation of key molecular and phenotypic features of prostate carcinogenesis, acting as a tumour suppressor miRNA.

Revista: Cancer Letters

Link: http://www.cancerletters.info/article/S0304-3835(16)30649-8/fulltext?rss=yes