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Title in Portuguese: Análise do perfil global de metilação do DNA de pacientes com Síndrome Mielodisplásica
Title: Analysis of the global profile of DNA methylation in patients with myelodysplastic syndrome
Author: Cavalcante, Gabrielle Melo
Advisor(s): Pinheiro, Ronald Feitosa
Co-advisor(s): Ribeiro Junior, Howard Lopes
Keywords: Deficiência de GATA2
Metilação
5-Metilcitosina
Imuno-Histoquímica
Issue Date: 8-May-2020
Citation: CAVALCANTE, G. M. Análise do perfil global de metilação do DNA de pacientes com Síndrome Mielodisplásica. 2020. 84 f. Dissertação (Mestrado em Patologia) - Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2020.
Abstract in Portuguese: A síndrome mielodisplásica (SMD) caracteriza-se por um grupo heterogêneo de doenças clonais da célula progenitora hematopoiética caracterizada por citopenias, displasias de uma ou mais linhagens celulares, hematopoese ineficaz e risco de progressão para leucemia mieloide aguda. A patogênese da SMD envolve alterações epigenéticas, citogenéticas e/ou mutações gênicas em até 80% dos casos e acredita-se que estas alterações sejam decorrentes de lesões no DNA, após exposição a agentes endógenos, exógenos/ambientais, físicos, químicos e biológicos, que causam instabilidade genômica. A metilação do DNA alterada aparece como participante na fisiopatologia molecular da doença, ativando ou inativando os genes envolvidos no crescimento, diferenciação e apoptose. Os objetivos desse estudo foram avaliar o perfil global de metilação e hidroximetilação do DNA (5-metilcitocina e 5-hidroximentilcitosina) em pacientes portadores de síndrome mielodisplásica (SMD) e correlacionar os níveis de 5-hidroximetilcitosina e 5-metilcitosina com os níveis de expressão gênica dos genes relacionados ao ciclo celular e fuso mitótico (AURKA, AURKB, MAD2, CDC20, TPX2), ao reparo do DNA (ATM, RAD51, LIG 4, BRCA1, BRCA2 XRCC5, XRCC6, XPA, XPC, XPG, CSA e CSB) e polimerases com atividade de translesão (REV3L, REV1, POLI, POLH, POLL, POLK, POLQ, POLN e PCNA). Foram avaliados 73 pacientes com SMD diagnosticados em hospital terciário de referência e 10 controles. Para o estudo citogenético foi realizado o exame de cariótipo por Banda-G e para a análise de metilação global do DNA foi feita a imuno-histoquímica dos marcadores de metilação global 5-metilcitosina (5mC) e 5-hidroximetilcitosina (5hmC), em biopsia de medula (BM). Foi realizada a avaliação de escore de células hematopoiéticas da medula óssea marcadas e feita a associação da metilação global do DNA com os achados de alterações cromossômicas, variáveis clínico-laboratoriais, expressões gênicas e à sobrevida dos pacientes, buscando novos biomarcadores e/ou possíveis alvos terapêuticos para a SMD. Identificamos aumento dos níveis de 5mC em pacientes com cariótipo alterado (p = 0,022) e uma diminuição de 5hmC em pacientes com mais de 60 anos (p = 0,044) com um aumento do ratio 5mC/5hmC (p = 0,017). Comparando pacientes com SMD e controles saudáveis, observamos um aumento do ratio de 5mC/5mC no grupo com SMD (p = 0,039). Adicionalmente, os pacientes com SMD foram divididos em formas inicial (SMD-DU, SMD-DM e SMD-SA) e avançada (SMD-EB 1 e 2) com base na classificação da OMS de 2016 e observamos que o ratio de 5mC/5hmC apresentou-se maior nos pacientes classificados nas formas avançadas (p = 0,040). Com relação a celularidade da medula óssea verificamos que pacientes com medula hipercelular apresentavam aumento do ratio de 5hmC/5mC (p=0.011). Ao realizar as correlações de expressão gênicas e os níveis de metilação global, verificamos que os genes das polimerases com atividade de traslesão(TLS) foram encontradas moderadas correlações para os genes REV1 (p = 0.049), POLK (p = 0.036), POLQ (p = 0.001) e PCNA (p=0.020) onde verificamos que quando os padrões de metilcitosina estavam altos quando a expressão apresentava-se diminuída. Estes resultados suportam a importância da regulação da metilação global do DNA como participante na manutenção da estabilidade genômica das células tronco hematopoiéticas promovendo um melhor entendimento da etiologia, estratificação diagnóstica e prognóstica da Síndrome Mielodisplásica, demostrando que a desregulação nesse processo pode estar envolvida na patogênese e evolução da doença.
Abstract: Myelodysplastic syndrome (MDS) is characterized by a heterogeneous group of hematopoietic progenitor cell clonal diseases, identified by insufficient bone marrow and increased apoptosis, which leads to inefficient hematopoiesis and cytopenia in the peripheral blood of one or more strains. The pathogenesis of MDS involves epigenetic, cytogenetic and / or gene mutations in up to 80% of cases and it is believed that these changes are due to DNA damage, after exposure to endogenous, exogenous / environmental, physical, chemical and biological agents, that cause genomic instability. The altered DNA methylation appears as a participant in the molecular pathophysiology of the disease, activating or inactivating the genes involved in growth, differentiation and apoptosis. The objectives of this study were to evaluate the global profile of DNA methylation and hydroxymethylation (5-methylcytokine and 5-hydroxymethylcytosine) in patients with myelodysplastic syndrome (MDS) and to correlate the levels of 5-hydroxymethylcytosine and 5-methylcytosine with the levels of expression of genes related to the cell cycle and mitotic spindle (AURKA, AURKB, MAD2, CDC20, TPX2), DNA repair (ATM, RAD51, LIG 4, BRCA1, BRCA2 XRCC5, XRCC6, XPA, XPC, XPG, CSA and CSB ) and polymerases with translesion activity (REV3L, REV1, POLI, POLH, POLL, POLK, POLQ, POLN and PCNA). 73 patients with MDS diagnosed at a tertiary referral hospital and 10 controls were evaluated. For the cytogenetic study, the karyotype exam was performed by G-Band and for the global DNA methylation analysis, immunohistochemistry of the global methylation markers 5-methylcytosine (5mC) and 5-hydroxymethylcytosine (5hmC) was performed, in biopsy of marrow (BM). The scoring of marked bone marrow hematopoietic cells was performed and the association of global DNA methylation with the findings of chromosomal changes, clinical and laboratory variables, gene expressions and patient survival was made, looking for new biomarkers and / or possible targets treatments for MDS. We identified an increase in levels of 5mC in patients with altered karyotype (p = 0.022) and a decrease of 5hmC in patients older than 60 years (p = 0.044) with an increase in the 5mC / 5hmC ratio (p = 0.017). Comparing patients with MDS and healthy controls, we observed an increase in the ratio of 5mC / 5mC in the group with MDS (p = 0.039). Additionally, patients with MDS were divided into initial (SMD-CRDU, SMD-CRDM and SMD-SA) and advanced (SMD-EB 1 and 2) forms based on the 2016 WHO classification and we observed that the ratio of 5mC / 5hmC was higher in patients classified as advanced forms (p = 0.040). Regarding bone marrow cellularity, we found that patients with hypercellular marrow had an increase in the ratio of 5hmC / 5mC (p = 0.011). When carrying out gene expression correlations and global methylation levels, we found that the polymerase genes with traslesion activity (TLS) were found to have moderate correlations for the REV1 (p = 0.049), POLK (p = 0.036), POLQ ( p = 0.001) and PCNA (p = 0.020) where we found that when methylcytosine standards were high when expression was reduced. These results support the importance of the regulation of global DNA methylation as a participant in maintaining the genomic stability of hematopoietic stem cells, promoting a better understanding of the etiology, diagnostic and prognostic stratification of the Myelodysplastic Syndrome, demonstrating that deregulation in this process may be involved in the pathogenesis and evolution of the disease.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/54078
metadata.dc.type: Dissertação
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