Análise da mutagênese e assinatura mutacional em fibroblastos e tumores de pacientes xeroderma pigmentosum variante

Autor(es)

Camila Corradi

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Matemática e Estatística (IME/SBI)
• Data de defesa: 2024-02-21

Membros da banca

Carlos Frederico Martins Menck; Pedro Alexandre Favoretto Galante; Camila Carrião Machado Garcia; Guido Lenz

• Orientador: Carlos Frederico Martins Menck

Resumo

O DNA sofre exposição contínua à influência de fatores endógenos e exógenos, levando a danos que perturbam os processos de transcrição e replicação. A radiação UVA do Sol pode induzir danos diretos ao DNA, incluindo a formação de dímeros de ciclobutano pirimidina (CPD), e danos indiretos através da oxidação de bases nitrogenadas, proteínas e outras biomoléculas. Além da via de reparo por excisão de nucleotídeos, que pode corrigir esses danos, as células empregam mecanismos de tolerância como a síntese translesão (TLS). Durante o processo de replicação, a TLS recruta polimerases especializadas capazes de contornar lesões, prevenindo, assim, o colapso da forquilha replicativa. Deficiências no gene POLH, que codifica a DNA polimerase (pol eta), uma polimerase fundamental da TLS, resultam em uma rara síndrome autossômica recessiva conhecida como xeroderma pigmentosum variante (XP-V). A ausência da pol eta resulta em um aumento significativo na incidência de câncer de pele em pacientes XP-V devido à sua capacidade reduzida de replicar DNA danificado. Além disso, observou-se redução na capacidade de remoção de dímeros de pirimidina induzidos pela radiação UVA, enfatizando o impacto substancial da ausência desta polimerase na mutagênese destas células. Neste estudo, empregamos o sequenciamento do exoma de fibroblastos XP-V e XP-V complementados com pol eta funcional, cultivados por seis meses em condições isentas de radiação UV ou exposição direta à luz visível. Com essa abordagem, investigamos a mutagênese espontânea que ocorreu nestas células. Os resultados destacaram um notável aumento nas mutações endógenas na linhagem XP-V em comparação com sua contraparte isogênica complementada. A mera ausência de pol eta resulta em um aumento significativo nas mutações C>A, C>T e T>C, e o perfil mutacional dos clones XP-V se distancia consideravelmente de qualquer assinatura mutacional anteriormente registrada. Em experimento independente, as mesmas linhagens foram submetidas à irradiação UVA, com um grupo pré-tratado com o antioxidante N-acetilcisteína (NAC), seguido de clonagem celular e sequenciamento do exoma para identificar as mutações induzidas por UVA em condições de proteção ao estresse oxidativo. Como esperado, foi observado aumento significativo de mutações após a incidência da radiação UVA, efeito atenuado nos clones tratados previamente com NAC. Destacamos que o antioxidante NAC protege as células, fato observado pela redução expressiva das transversões C>A, bem como das transições C>T, sendo estas provavelmente causadas por dímeros de pirimidina não reparados. Por fim, conduzimos o sequenciamento do exoma de onze tumores de pele provenientes de um agrupamento genético de pacientes XP-V. A maioria desses tumores apresentou assinaturas mutacionais fortemente vinculadas à exposição à luz UV, juntamente com o previsível acúmulo de mutações C>T em regiões ricas dipirimidinas. Ressaltamos a prevalência notável do motivo CA nas transversões C>A em carcinomas basocelulares XP-V, mais uma vez sugerindo a possível emergência de uma assinatura mutacional relacionada exclusivamente à ausência de pol eta. (AU)

• Processo FAPESP: 17/24418-5 - Análise da mutagênese basal e dos danos induzidos por luz UVA em células de pacientes com Xeroderma Pigmentosum Variante
• Beneficiário: Camila Corradi
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto