Durante a divisão celular as Aurora-quinases (AURKA e AURKB) participam da formação e controle das fibras do fuso mitótico enquanto as isoformas proteicas (DIDO1, DIDO2 e DIDO3), originadas do splicing alternativo do gene DIDO, auxiliam na junção dos microtúbulos aos cinetócoros. Portanto, ambas são relevantes na regulação do ciclo celular. Interessantemente, a superexpressão (ou o ganho de função) das AURKs ou a baixa expressão (ou perda de função) das isoformas de DIDO estão ambos associados com amplificação dos centrossomos e à instabilidade cromossômica (CIN), com consequente aneuploidia. Dentre as doenças hematológicas com registros de CIN, a leucemia linfoide crônica (LLC) pode apresentar amplificação dos centrossomos e alteração nos níveis de expressão das AURKs acarretando aneuplodias. Apesar disso, não existem estudos avaliando a potencial associação destes genes com CIN na LLC. Avaliando seus níveis de expressão gênica em amostras de LLC de pacientes com ou sem aberrações cromossômicas, mostramos que o aumento dos níveis de AURKA e AURKB e, inversamente, a redução dos níveis das variantes de DIDO, são significativamente associados com ganhos cromossômicos e com aumento da contagem de glóbulos brancos (WBC). Claramente, amostras de LLC sem qualquer anormalidade citogenética apresentam níveis de expressão semelhantes às amostras que contêm aberrações não-numéricas. O achado de que níveis de expressão de AURKs e variantes de DIDO são completamente opostos, mostrando um padrão discreto de inter-relação, levou-nos a investigar o potencial mecanismo regulatório por trás disso. Tendo em vista que outros, anteriormente, mostraram que o cluster oncogênico miR-17~92 é significativamente hiper-regulado em células de pacientes com LLC purificadas expressando genes IGHV não mutados (em comparação com células mutadas de pacientes) e, que o miR-17 é expresso em níveis significativamente mais elevados em células IGHV não mutadas ou ZAP-70 positivas (mau prognóstico geralmente associada à CIN), resolvemos investigar o potencial de regulação negativa dos microRNAs deste cluster sobre as variantes de DIDO. Além disso, com base no mecanismo regulatório já descrito pelo qual a superexpressão de AURKA induz a transcrição do cluster miR-17~92, mediada por E2F1 (com uma correlação entre as expressões de ambas as proteínas em diferentes tipos de câncer), decidimos investigar este eixo regulatório em LLC. Notavelmente, todas as variantes de DIDO apresentam-se preditas como fortes alvos de vários microRNAs deste cluster oncogênico. Mostramos, então, que amostras de LLC com baixa expressão de DIDO, além dos já mencionados níveis elevados de AURK, exibiram níveis significativamente mais elevados do fator de transcrição E2F1 e de seu alvo transcricional, o transcrito primário do miR-17~92 (MIR17HG). Além disso, por meio do uso da linhagem de celular NTERA-2, como modelo experimental, mostramos que o siRNA nocaute para AURKA (nos níveis transcricional e proteico, como confirmado por qPCR e western blot) é acompanhada por uma significativa redução de E2F1 e também de MIR17HG. Ainda, a transfecção de células NTERA-2 com sintéticos microRNAs miméticos do cluster miR-17~92 (ou seja, 19a-miR, miR-20a e miR-92a) resultou em uma clara e significativa redução dos níveis de transcrição de todas as variantes de DIDO. Por fim, a inibição do siRNA especifico para a variante DIDO3 (mas não às outras variantes) levou a uma redução significativa dos níveis de transcrição de todas as variantes de DIDO, indicando um mecanismo adicional contribuindo para a downregulação dos transcritos de DIDO. Ao todo, nossos resultados demonstram a existência de um potencial mecanismo regulatório interconectado entre AURK e DIDO, associado à CIN e maior contagem de WBC na LLC. Mais importante, os níveis de expressão elevada de AURKs e os baixos níveis associados das variantes de DIDO são especificamente relacionados com anormalidades citogenéticas apresentando ganhos cromossomais, com destaque para o mecanismo celular específico, subjacente à CIN, observado neste grupo distinto LLC. Dado o papel central da CIN na gênese e progressão do câncer, esses achados provavelmente terão um impacto importante no prognóstico ou tratamento da LLC. / During cell cycle division Aurora kinases (AURKA and AURKB) participate in the formation and control of mitotic spindle fibers, while, protein isoforms (DIDO1, DIDO2 and DIDO3), derived by alternative splicing of the DIDO gene, assist at the junction of microtubules to kinetochores. Thus, both are relevant to cell cycle maintenance. Interestingly, overexpression (or gain of function) of AURKs or low expression (or loss of function of DIDO) are both associated with centrosomal amplification and chromosomal instability (CIN), leading to aneuploidy. Among hematological diseases with CIN records, chronic lymphocytic leukemia (CLL) can display centrosome amplification and changes in AURKs expression levels leading to aneuploidy. Despite this, there are no studies evaluating the potential association of these genes with CIN in CLL. By evaluating their gene expression levels in CLL samples from patients with or without chromosomal aberrations, we show that increased levels of AURKA and AURKB and, conversely, reduced levels of DIDO variants, are both significantly associated with chromosomal gains and with increased white blood cell (WBC) counts. Clearly, CLL samples without any cytogenetic abnormality had expression levels similar to samples mostly harboring non-numerical aberrations. The finding that the expression levels of AURKs and DIDO variants are completely opposed, showing a discrete inter-related pattern, led us to investigate the potential regulatory mechanism behind this. Given that other have previously shown that the oncogenic miR-17~92 cluster is significantly upregulated in purified CLL patient cells expressing unmutated IGHV genes (as compared to mutated patient cells), and that miR-17 is expressed at significantly higher levels in unmutated or ZAP-70 high cases (bad prognostic cases generally associated with chromosomal instability), we investigated the potential negative regulation of DIDO variants by microRNAs from this cluster. In addition, based on the already described regulatory mechanism by which AURKA overexpression induces the E2F1-mediated transcription upregulation of the miR-17~92 cluster (with an observed expression correlation of both proteins in cancer specimens); we decided to investigate this regulatory axis in CLL. Notably, we found that all DIDO variants are predicted to be heavily targeted by several miRs of this oncogenic cluster. We show that CLL samples with low DIDO expression, in addition to the already mentioned AURK high levels, displayed significant higher levels of the transcription factor E2F1 and of its transcriptional target, the miR-17~92 primary transcript (MIR17HG). Moreover, by using the NTERA-2 cell line as a model, we show that siRNA knockdown of AURKA (at the transcript and protein level, as confirmed by qPCR and western blot) is accompanied by a striking significant reduction of E2F1 and also of MIR17HG. Furthermore, transfection of NTERA-2 cells with synthetic mimics of the miR-17~92 cluster (namely, miR-19a, miR-20a and miR-92a) results in a clear and significant reduction in the transcript levels of all DIDO variants. Finally, specific siRNA inhibition of the DIDO3 variant (but not the others) led to a significant reduction in the transcript levels of all DIDO variants, indicating an additional mechanism contributing to the downregulation of DIDO transcripts. Altogether, our results demonstrate the existence of a potential interconnected regulatory mechanism between AURK and DIDO, associated with CIN and higher WBC counts in CLL. More importantly, the high expression levels of AURKs and the associated low levels of DIDO variants are specifically associated with cytogenetic abnormalities presenting chromosomal gains, highlighting the specific cellular mechanism underlying the CIN observed in this distinct CLL group. Given the central role of CIN in cancer genesis and progression, these findings will likely have an important impact on prognosis or treatment of CLL.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-30032017-112908 |
| Date | 24 November 2016 |
| Creators | Felipe Canto de Souza |
| Contributors | Rodrigo Alexandre Panepucci, Antonio Roberto Lucena de Araújo, Carlos Alberto Scrideli |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Oncologia Clínica, Células Tronco e Terapia Celular, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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