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Estudo epigenético das enzimas desmetilases de histona dependentes de Fe(II) e ±-cetoglutarato da família jumonji no contexto do metabolismo tumoral e atividade glutaminase

Processo: 14/06512-6
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
Vigência (Início): 01 de julho de 2014
Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2019
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Bioquímica - Química de Macromoléculas
Pesquisador responsável:Sandra Martha Gomes Dias
Beneficiário:Krishina Ratna Sousa de Oliveira
Instituição-sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (Brasil). Campinas , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:09/10875-9 - Estudos celulares e bioquímicos da enzima glutaminase e sua relação com o câncer, AP.JP
Assunto(s):Neoplasias mamárias   Epigênese genética   Glutaminase   Metabolismo celular

Resumo

Enzimas que adicionam ou removem os grupos metil-lisina em caudas de histonas são sensíveis a alterações no metabolismo celular pois utilizam co-substratos metabólicos. As desmetilases de histonas (HDMs) contendo o domínio JmjC (JHDMs) utilizam ±-cetoglutarato (±-CG) derivado da via glicolítica ou glutaminolítica numa reação de hidroxilação que remove grupos metil-lisina das caudas das histonas H3 e H4. A conversão de ±-CG a partir de glutamina é particularmente importante para certos tipos de células tumorais e confere o fluxo metabólico necessário para garantir o crescimento e a viabilidade destas células. Foi mostrado que a concentração intracelular de ±-CG varia entre células normais e tumorais o que pode estar associado a regulação da atividade das JHDMs, ao processo tumorigênico e à manutenção de células tumorais stem-like (CSCs). Tumores de câncer de mama do tipo triplo negativo (TNBC) com perfil de expressão mesenquimal stem-like (MSL) e claudin low apresentam atividade JHDMs desregulada, são mais agressivos, resistentes a terapia e menos diferenciados, fenótipo associado a manutenção de populações CSCs e ao mecanismo de transição epitélio-mesênquima. Além, esses tumores consomem mais glutamina e possuem expressão aumentada da glutaminase C (GAC). Dessa forma, o objetivo desse trabalho é estudar a importância da glutaminólise na produção do cofator ±-CG em modelo de câncer de mama (com foco em TNBC), assim como sua relação com a manutenção de populações CSCs, sua importância para EMT e para os comportamentos celulares associados a estes processos. Para isso, o knockdown contra o gene glutaminase 1 (GLS1) e/ou a isoforma GAC e a superexpressão de GAC wild-type e da forma mutada K320A (com atividade catalítica aumentada), serão realizados em três linhagens mamárias, MCF-10A, não tumoral, MCF-7, uma linhagem não TBNC luminal diferenciada e MDA-MB-231, uma linhagem TNBC com perfil de expressão MSL similar a tumores claudin low indiferenciados. A superexpressão e o knockdown serão confirmados por western-blot (WB) e o nível de ±-CG intracelular será dosado colorimetricamente. O estado de metilação global em histonas será acompanhado passagem por passagem por citometria de fluxo, enquanto que populações CSCs serão quantificadas por citometria de fluxo, empregando-se o sistema ALDEFLUOR. O perfil global de metilação em H3 e H4 também será determinado por espectrometria de massas LS-MS-MS e o status de metilação de promotorees de genes associadas a diferenciação celular, ao fenótipo stem-like e EMT, incluindo as vias TGF-², NOTCH, WNT e o cluster de genes HOX já descritos como regulados por JHDMs, será determinado usando kits de arrays comerciais de qPCR e ChIP-qPCR. A ocorrência de EMT será determinada por WB e imunofluorescência com anticorpos para as proteínas E-caderina, N-caderina, Vimentina e BMI-1. Por fim, se determinado que EMT e o aumento de populações CSCs são dependentes da disponibilidade de ±-CG produzido por glutaminólise, serão realizados ensaios funcionais de formação de esferas (ensaio funcional de células tronco in vitro), ensaios de migração celular empregando o método scratch e ensaio funcional de invasão em câmara de Boyden recoberta com Matrigel. A enzima glutaminase tem sido mostrada ser essencial para a proliferação celular mas ainda é desconhecida sua relação com o status epigenético celular. Este trabalho propõe desvendar esta relação, o que terá consequência direta no entendimento desta enzima como alvo no combate ao câncer. (AU)

Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
DOS REIS, LARISSA MENEZES; ADAMOSKI, DOUGLAS; OLIVEIRA SOUZA, RODOLPHO ORNITZ; RODRIGUES ASCENCAO, CAROLLINE FERNANDA; SOUSA DE OLIVEIRA, KRISHINA RATNA; CORREA-DA-SILVA, FELIPE; DE SA PATRONI, FABIO MALTA; DIAS, MARILIA MEIRA; CONSONNI, SILVIO ROBERTO; MENDES DE MORAES-VIEIRA, PEDRO MANOEL; SILBER, ARIEL MARIANO; GOMES DIAS, SANDRA MARTHA. Dual inhibition of glutaminase and carnitine palmitoyltransferase decreases growth and migration of glutaminase inhibition-resistant triple-negative breast cancer cells. Journal of Biological Chemistry, v. 294, n. 24, p. 9342-9357, JUN 14 2019. Citações Web of Science: 0.
QUINTERO, MELISSA; ADAMOSKI, DOUGLAS; DOS REIS, LARISSA MENEZES; RODRIGUES ASCENCAO, CAROLLINE FERNANDA; SOUSA DE OLIVEIRA, KRISHINA RATNA; GONCALVES, KALIANDRA DE ALMEIDA; DIAS, MARILIA MEIRA; CARAZZOLLE, MARCELO FALSARELLA; GOMES DIAS, SANDRA MARTHA. Guanylate-binding protein-1 is a potential new therapeutic target for triple-negative breast cancer. BMC CANCER, v. 17, NOV 7 2017. Citações Web of Science: 4.

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