Alterações no genoma de células tumorais são eventos comuns durante a carcinogênese. Tais aberrações genômicas - como mutações e variações estruturais - são diretamente relacionadas a detecção e morte de células neoplásicas pelo sistema imune. Além da contribuição da perda de função de genes supressores tumorais (GSTs) no desenvolvimento neoplásico, GSTs também influenciam a resposta imune no câncer. Por exemplo, o GST PTEN afeta diretamente a via interferon através da desfosforilação do fator regulador de interferon 3 (IRF3). No entanto, se mantém inconclusivo se a inativação de PTEN diretamente influencia a resposta imune através de IRF3 ou por provocar altos níveis de instabilidade genômica. Para responder essa questão, conduzimos uma análise PanCancer de 33 tipos tumorais da coorte The Cancer Genome Atlas para identificar se existem associações entre a inativação do gene PTEN e alterações genômicas específicas que podem suprimir ou ativar a resposta imune antitumoral. O status de inativação de PTEN foi determinado a partir de dados de variação no número de cópias e presença de mutações de ponto. Nesse estudo, investigamos o efeito da inativação de PTEN nas alterações genômicas de tumores e na abundância de 22 células do sistema imune derivadas do algoritmo CIBERSORT. Observamos que a inativação de PTEN foi significantemente associada com níveis elevados de aneuploidia, mutações, e heterogeneidade intratumoral. Além disso, nossos achados mostraram que a inativação de PTEN é altamente específica para cada tipo tumoral. Da mesma maneira, observamos que pacientes com tumores PTEN-inativos podem apresentar variações na resposta a imunoterapia. Tal observação deriva da correlação significativa entre a inativação de PTEN e a expressão dos alvos terapêuticos proteína programada 1 da morte celular (PD1), seu ligante (PDL1), e indoleamina 2,3 dioxigenase (IDO1). Na análise PanCancer, a inativação de PTEN também foi significativamente associada à composição de células do sistema imune no microambiente tumoral, incluindo células T regulatórias (Treg) e células CD8+. A partir desses achados, conduzimos uma análise aprofundada de tumores de próstata primários e metastáticos com a perda de PTEN. Através de uma análise in silico, nós observamos que tumores primários e metastáticos apresentam maiores densidades de Treg quando há perda da proteína PTEN. Nós também observamos que, dependendo do local de metástase prostática, a deficiência de PTEN é associada a um perfil de células imunes supressivas no microambiente tumoral. A partir da análise de uma coorte brasileira composta por 94 tumores primários de próstata, observamos que a perda de PTEN se associa a uma maior densidade de Tregs e uma maior expressão da proteína imunossupressora IDO1. Além disso, tumores PTEN-deficientes com altas densidades de Tregs apresentaram o pior prognóstico entre pacientes. Coletivamente, nós demonstramos que a inativação de PTEN é associada a um estado imunossuprimido no microambiente tumoral. Ademais, a perda de PTEN possivelmente se associa a resposta imune antitumoral através da combinação de duas diferentes vias - uma dependente de IRF3 e outra relacionada ao efeito no genoma de células cancerosas. Ensaios funcionais são necessários para validar os achados desse estudo; porém, sugerimos que a avaliação do status de inativação de PTEN pode ter alto potencial para discernir pacientes que responderão à imunoterapia. / Cancer-cell genomes undergo several abnormalities during carcinogenesis. Indeed, many of the tumor-specific genomic changes, such as mutations and chromosomal aberrations, are related to how the host immune system responds to detect and kill tumor cells. In addition to these general effects, loss of function of specific tumor suppressor genes (TSG) contributes to tumor development and progression and at the same time also regulates several facets of the immune response in cancer. For instance, the TSG phosphatase and tensin homolog (PTEN) was shown to directly regulate the anti-viral interferon response by licensing the interferon regulatory factor 3 (IRF3). However, it is still unclear whether PTEN directly influences the immune response through the interferon network or by provoking higher levels of genomic instability. To address this question, we conducted a PanCancer analysis of 33 tumor types from The Cancer Genome Atlas to determine whether there were associations between PTEN inactivation and specific genomic features that are linked to immunosuppressive states in cancer. PTEN inactivation status was determined by combining copy number and point mutation data. Then, we performed a parallel analysis of genomic instability and immune-cell abundances derived from the CIBERSORT algorithm comparing PTEN deficient to intact tumors. We found that PTEN inactivation was strongly associated with enhanced levels of aneuploidy, mutation load, immunogenic mutations, and tumor heterogeneity. Furthermore, we found that the outcome of PTEN inactivation status was highly specific to each tumor type and the induced changes appeared to lead to variation in immune responses in different cancers. Response to current immunotherapeutic approaches depends on the expression of targeted immune checkpoints, and we found that tumors with PTEN deficiency had altered expression of programmed death protein 1 (PD1), its ligand (PDL1), and the immunosuppressive protein indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO1). We also found that PTEN inactivation led to a distinct immune-cell composition in the tumor microenvironment, including regulatory T cells and CD8+ T cells. Lastly, we performed an in-depth analysis of the immune-cell content of prostate tumors that harbored PTEN protein loss. Through an in silico analysis of 622 tumors, we found that both primary and metastatic lesions had higher densities of regulatory T cells when PTEN was lost. Then, the analysis of 94 primary prostate tumors from Brazil demonstrated that PTEN protein loss was significantly associated with high Treg density and IDO1 protein expression. Moreover, PTEN-null tumors with high Treg density exhibited the worse outcome among patients. We also found that, depending on the prostate cancer metastatic site, PTEN deficiency was linked to variation in the immunosuppressive immune cell landscape. Collectively, we show that PTEN inactivation associates with the anti-tumor immune response likely through direct avenues (via licensing of IRF3) and indirectly by influencing the genome of cancer cells. Functional studies are required to validate our in silico findings; however, we speculate that determining PTEN inactivation status may allow clinicians to distinguish patients that are more likely to respond to current immunotherapies.

O complexo da esclerose tuberosa (TSC) é um transtorno genético, sistêmico, com expressividade variável e herança autossômica dominante. Clinicamente manifesta-se devido ao desenvolvimento de hamartomas e hamártias em diferentes tecidos, principalmente no cérebro, rins, coração, pele e pulmões, podendo causar disfunção do órgão. Mutação em um de dois genes supressores tumorais, TSC1 ou TSC2, são responsáveis pelo TSC. Os genes TSC1 e TSC2 codificam para hamartina e tuberina, respectivamente. Ambas as proteínas interagem fisicamente formando um complexo citosólico que inibe mTOR (mammalian target of rapamycin). Testes moleculares para TSC1 e TSC2 são úteis para auxiliar no diagnóstico de casos clínicos difíceis, em aconselhamento genético e estudos de associação genótipo-fenotípica, além de permitirem a caracterização molecular de mecanismos patogenéticos da formação dos hamartomas e análises funcionais de seus produtos gênicos. Apesar de o diagnóstico de TSC ser basicamente clínico, a partir da revisão de seus critérios em 2012 por um grupo de especialistas, o achado de uma mutação em TSC1 ou TSC2 passou a ser considerado suficiente para o diagnóstico definitivo da doença. O estudo apresentado aqui é parte de um projeto em andamento para estabelecer condições ao desenvolvimento de análise de mutações causadoras de TSC nos genes TSC1 e TSC2. Nosso objetivo neste trabalho foi avaliar por sequenciamento de Sanger o DNA genômico de 28 pacientes brasileiros com diagnóstico definitivo de TSC, procedentes dos estados de São Paulo ou Paraná, tendo como alvo a sequência codificadora do gene TSC1, parte de seus segmentos intrônicos, o promotor basal, bem como o segmento imediatamente a 5\' deste. Sete pacientes (25%) apresentaram mutações de sentido trocado (nonsense) ou com deslocamento da leitura à tradução (frameshift) no gene TSC1. Entre 31 outras variantes de DNA encontradas, 23 são polimorfismos conhecidos e oito apresentaram frequência inferior a 1%, como verificado in silico entre mais de mil sequências de genomas humanos. Entre essas oito variantes de DNA novas ou raras, quatro foram detectadas em pacientes para os quais uma mutação patogênica havia sido identificada e, por isso, foram reclassificadas como polimorfismos. Duas e uma variantes de DNA do mesmo paciente flanqueavam um sítio de ligação em potencial para um fator de transcrição específico, a 5\' do promotor basal de TSC1. Por fim, uma nova variante de DNA na região não codificadora do éxon 2 do gene TSC1 foi predita com potencial para alterar um elemento candidato a acentuador de splicing. Em resumo, como observado em estudos anteriores, descrevemos aqui 25% dos pacientes com TSC apresentando mutações patogênicas na sequência codificadora do gene TSC1. Nossos dados mostraram quatro novas variantes de DNA em regiões potencialmente reguladoras da expressão do gene TSC1, que podem revelar-se como mutações patogênicas e, portanto, necessitam ser testadas experimentalmente / Tuberous sclerosis complex (TSC) is a multisystem disorder, with variable expression and autosomal dominant inheritance. Clinically it is due to hamartia and hamartoma development in different tissues, notably in the brain, kidneys, heart, skin and lungs, causing organ dysfunction. Mutations in either tumor suppressor gene, TSC1 or TSC2, are responsible for TSC. TSC1 and TSC2 genes code for hamartin and tuberin, respectively. Both proteins physically interact forming a cytosolic complex that inhibits the mammalian target of rapamycin (mTOR). TSC1 and TSC2 molecular testing has been useful in diagnosing clinically challenging cases, in genetic counseling and genotype/phenotype association studies, besides evaluation of the molecular basis of hamartoma formation and functional analyses of both gene products. Although TSC diagnosis is basically clinical, since the 2012 specialist panel review the finding of a TSC1 or TSC2 mutation has been considered sufficient for the definite diagnosis of the disease. The results presented here are part of an ongoing project to establish conditions for TSC1 and TSC2 mutation studies. Our first aim is to evaluate by Sanger sequencing TSC1 coding sequence, and an average of 132 base pairs of intronic regions next to exon boundaries from TSC patients, in addition to the gene core promoter. We present preliminary results of a sample of 28 patients with definite TSC diagnosis, from São Paulo and Paraná states. Seven patients (25%) displayed TSC1 nonsense or frameshift mutations. Among 31 other DNA variants identified, 23 were known polymorphisms, and eight had frequencies below 1% as verified in silico among more than a thousand human genomes. Out of eight novel or rare DNA variants, four were detected in patients for whom a pathogenic mutation had been found. Two and one additional DNA point variants from the same patient flanked a putative transcription factor binding site. Finally, a novel DNA variant residing in the TSC1 noncoding exon 2 was predicted to change the sequence potential to behave as a splicing enhancer. In summary, similar to previous studies, we describe 25% of TSC patients with mutations in the TSC1 coding sequence. Differently from other reports, our data disclose four novel DNA variants in TSC1 potentially regulatory regions that are likely to unravel novel pathogenic mutations, and thus need to be experimentally tested

O complexo da esclerose tuberosa (TSC) é um transtorno genético, sistêmico, com expressividade variável e herança autossômica dominante. Clinicamente manifesta-se devido ao desenvolvimento de hamartomas e hamártias em diferentes tecidos, principalmente no cérebro, rins, coração, pele e pulmões, podendo causar disfunção do órgão. Mutação em um de dois genes supressores tumorais, TSC1 ou TSC2, são responsáveis pelo TSC. Os genes TSC1 e TSC2 codificam para hamartina e tuberina, respectivamente. Ambas as proteínas interagem fisicamente formando um complexo citosólico que inibe mTOR (mammalian target of rapamycin). Testes moleculares para TSC1 e TSC2 são úteis para auxiliar no diagnóstico de casos clínicos difíceis, em aconselhamento genético e estudos de associação genótipo-fenotípica, além de permitirem a caracterização molecular de mecanismos patogenéticos da formação dos hamartomas e análises funcionais de seus produtos gênicos. Apesar de o diagnóstico de TSC ser basicamente clínico, a partir da revisão de seus critérios em 2012 por um grupo de especialistas, o achado de uma mutação em TSC1 ou TSC2 passou a ser considerado suficiente para o diagnóstico definitivo da doença. O estudo apresentado aqui é parte de um projeto em andamento para estabelecer condições ao desenvolvimento de análise de mutações causadoras de TSC nos genes TSC1 e TSC2. Nosso objetivo neste trabalho foi avaliar por sequenciamento de Sanger o DNA genômico de 28 pacientes brasileiros com diagnóstico definitivo de TSC, procedentes dos estados de São Paulo ou Paraná, tendo como alvo a sequência codificadora do gene TSC1, parte de seus segmentos intrônicos, o promotor basal, bem como o segmento imediatamente a 5\' deste. Sete pacientes (25%) apresentaram mutações de sentido trocado (nonsense) ou com deslocamento da leitura à tradução (frameshift) no gene TSC1. Entre 31 outras variantes de DNA encontradas, 23 são polimorfismos conhecidos e oito apresentaram frequência inferior a 1%, como verificado in silico entre mais de mil sequências de genomas humanos. Entre essas oito variantes de DNA novas ou raras, quatro foram detectadas em pacientes para os quais uma mutação patogênica havia sido identificada e, por isso, foram reclassificadas como polimorfismos. Duas e uma variantes de DNA do mesmo paciente flanqueavam um sítio de ligação em potencial para um fator de transcrição específico, a 5\' do promotor basal de TSC1. Por fim, uma nova variante de DNA na região não codificadora do éxon 2 do gene TSC1 foi predita com potencial para alterar um elemento candidato a acentuador de splicing. Em resumo, como observado em estudos anteriores, descrevemos aqui 25% dos pacientes com TSC apresentando mutações patogênicas na sequência codificadora do gene TSC1. Nossos dados mostraram quatro novas variantes de DNA em regiões potencialmente reguladoras da expressão do gene TSC1, que podem revelar-se como mutações patogênicas e, portanto, necessitam ser testadas experimentalmente / Tuberous sclerosis complex (TSC) is a multisystem disorder, with variable expression and autosomal dominant inheritance. Clinically it is due to hamartia and hamartoma development in different tissues, notably in the brain, kidneys, heart, skin and lungs, causing organ dysfunction. Mutations in either tumor suppressor gene, TSC1 or TSC2, are responsible for TSC. TSC1 and TSC2 genes code for hamartin and tuberin, respectively. Both proteins physically interact forming a cytosolic complex that inhibits the mammalian target of rapamycin (mTOR). TSC1 and TSC2 molecular testing has been useful in diagnosing clinically challenging cases, in genetic counseling and genotype/phenotype association studies, besides evaluation of the molecular basis of hamartoma formation and functional analyses of both gene products. Although TSC diagnosis is basically clinical, since the 2012 specialist panel review the finding of a TSC1 or TSC2 mutation has been considered sufficient for the definite diagnosis of the disease. The results presented here are part of an ongoing project to establish conditions for TSC1 and TSC2 mutation studies. Our first aim is to evaluate by Sanger sequencing TSC1 coding sequence, and an average of 132 base pairs of intronic regions next to exon boundaries from TSC patients, in addition to the gene core promoter. We present preliminary results of a sample of 28 patients with definite TSC diagnosis, from São Paulo and Paraná states. Seven patients (25%) displayed TSC1 nonsense or frameshift mutations. Among 31 other DNA variants identified, 23 were known polymorphisms, and eight had frequencies below 1% as verified in silico among more than a thousand human genomes. Out of eight novel or rare DNA variants, four were detected in patients for whom a pathogenic mutation had been found. Two and one additional DNA point variants from the same patient flanked a putative transcription factor binding site. Finally, a novel DNA variant residing in the TSC1 noncoding exon 2 was predicted to change the sequence potential to behave as a splicing enhancer. In summary, similar to previous studies, we describe 25% of TSC patients with mutations in the TSC1 coding sequence. Differently from other reports, our data disclose four novel DNA variants in TSC1 potentially regulatory regions that are likely to unravel novel pathogenic mutations, and thus need to be experimentally tested