Translatômica aplicada ao descobrimento de alterações moleculares em gliomas / Translatomic aplied to the discovery of molecular alterations in gliomas

RESUMO

O glioblastoma (GBM) está entre os tipos tumorais mais agressivos e de menor resposta a terapias, o que requer, portanto, uma melhor compreensão sobre o comportamento deste tipo tumoral, auxiliando no desenvolvimento de novos tipos de tratamento para a doença. Atualmente, dados de expressão gênica em tumores baseiam-se na população de mRNA total. No entanto, essa abordagem fornece pouca informação sobre os mediadores moleculares das alterações tumorais, pois o nível de expressão de mRNAs não necessariamente reflete os níveis de proteínas expressos. Por outro lado, a população de mRNAs ativamente traduzidos reflete, de maneira mais fidedigna, a expressão proteica, sendo, dessa forma, mais próxima à real medida da expressão gênica. Dito isso, tem-se como objetivo estabelecer a técnica de identificação de RNAs diferencialmente traduzidos (translatômica) e utilizá-la em glioblastomas humanos, contribuindo, assim, para um avanço no conhecimento sobre essa doença. Indica-se com sucesso, como resultado desse estudo, a técnica de translatômica, com o desenvolvimento de um novo gradiente de sacarose que permitiu maior rendimento às preparações e à padronização da identificação de RNAs diferencialmente traduzidos, utilizando tanto microarrays quanto sequenciamento de nova geração. A translatômica foi primeiramente utilizada para comparar a heterogeneidade intratumoral. Comparando áreas histologicamente de maior e menor graus provenientes de um mesmo tumor, observa-se a tradução diferencial de vias de TGF-b e de ciclo celular. Em um segundo momento, a translatômica foi realizada em um número maior de amostras, sendo capaz de classificar três subgrupos moleculares, com um impacto notável na sobrevida o grupo 1 foi caracterizado pelo aumento das vias associadas à mTORC2, às mitocôndrias à ciliogênese, com sobrevida média de 5 meses; o grupo 2 foi caracterizado por tradução dependente de mTORC1, baixa presença de mitocôndrias e aumento da angiogênese, com uma sobrevida média de 6,3 meses; e o grupo 3 teve uma sobrevida mediana de 21,1 meses e é caracterizado pela alta presença de mitocôndrias, baixa cíliogênese e baixas vias mTORC1 e 2 associadas. Esses grupos não podem ser definidos pela expressão gênica baseada no RNA total, pois não correspondem a classificações moleculares anteriores. Logo, este estudo foi capaz de desenvolver, com sucesso, a técnica de translatômica e aplicá-la ao descobrimento de vias moleculares biologicamente relevantes no processo de tumorigênese em glioblastomas

ABSTRACT

Glioblastoma (GBM) is among the most aggressive tumor types and the least response to therapy, so better understanding the behavior of this tumor type could help to develop new types of treatment for this disease. Currently, gene expression data on tumors are based on the total mRNA population. However, this approach provides little information on the molecular mediators of tumor changes, since the level of mRNA expression does not necessarily reflect expressed protein levels. Therefore, the population of actively translated mRNAs reflects more accurately the protein expression, being closer to the real measurement of the gene expression. Establish the technique of the identification of differentially translated RNAs (translatomics) and apply it in human glioblastomas, contributing to an advance in the knowledge about this disease. We successfully established the translatomic technique, with the development of a new sucrose gradient that allowed higher yields to the preparations and standardization of the identification of differentially translated RNAs using both microarrays and next generation sequencing. Translatomics was first used to compare intratumoral heterogeneity. Comparing histologically areas of higher and lower degrees from the same tumor, we observed the differential translation of the TGF-b and cell cycle pathways. Afterwards, translatomics were performed in a larger number of samples, being able to classify GBMs into three molecular subgroups, with a remarkable impact on survival. Group 1 was characterized by increased pathways associated with mTORC2, mitochondria and cilia, with an average survival of 5 months. Group 2 was characterized by mTORC1-dependent translation, low mitochondria and increased angiogenesis, with a mean survival of 6.3 months. Group 3 had a median survival of 21.1 months and is characterized by the high presence of mitochondria, low cilia and low associated mTORC1 and 2 pathways. These groups can not be defined using gene expression based on total RNA and thus do not correspond to prior molecular classifications. This study was able to successfully develop the translatomic technique and to apply it to the discovery of biologically relevant molecular pathways in the process of tumorigenesis in glioblastomas