Estudo da cromatina nos sítios de fixação à matriz nuclear no domínio do gene TP53 e das modificações epigenéticas e no modelo de progressão tumoral mamária 21T / MARs chromatin study on TP53 gene domain and epigenetic modifications in a breast cancer progression model

RESUMO

Dentre os diversos tipos de câncer agressivos, o câncer de mama é o mais comum em mulheres. Mutações hereditárias e adquiridas, assim como alterações epigenéticas atuam em sinergia na carcinogênese mamária e na progressão tumoral. A proteína P53 é uma supressora de tumor e possui uma atuação fundamental na integridade genômica. Apesar do vasto conhecimento sobre o controle da P53 a nível de proteína, ainda pouco se sabe sobre o controle transcricional do gene TP53. A série 21T, uma série de 4 linhagens celulares originadas da mama da mesma paciente, representando diferentes estágios de progressão tumoral mamária, é um eficiente modelo para investigação das alterações epigenéticas e suas influências na expressão gênica ao longo da progressão do câncer de mama. Nós analisamos a organização do domínio do gene TP53 através da técnica de arranjo de DNA, em diversas linhagens celulares de câncer de mama e linhagens controle, e realizamos uma tentativa de caracterizar estes elementos de DNA nas linhagens controle não-tumorais HB2 e MCF10A e nas tumorais MCF-7, MDA-MB-231, T47D, através dos marcadores epigenéticos de eucromatina, H4Ac, e heterocromatina, H3K9me3. Ainda analisamos a ligação de proteínas à região associada à matriz nuclear (MAR), denominada MAR 2, e a possível ligação da proteína ligante à matriz nuclear (MARBP), PARP-1, através de ensaios de gel shift (EMSA). Detectamos que na linhagem controle epitelial mamária, HB2, o gene TP53 está posicionado num domínio de DNA relativamente pequeno, aproximadamente 50 kb, delimitado por dois sítios de fixação à matriz nuclear. Interessantemente, esta estrutura de domínio se apresentou radicalmente diferente nas linhagens de câncer de mama estudadas, MCF7, T47D, MDA-MB-231 e BT474, nos quais o tamanho do domínio estudado estava aumentado e a transcrição do TP53 diminuída...

ABSTRACT

Breast cancer is the most common aggressive cancer type in women. Inherited and acquired mutations as well as epigenetic alterations act together in breast carcinogenesis and tumor progression. P53 is a tumor suppressor protein critical for genome integrity. Although its control at the protein level is well known, the transcriptional regulation of the TP53 gene is still unclear. The 21T series, a series of 4 breast cell lines originating from the same patient and representative of the breast tumor progression stages, is a suitable model to investigate epigenetic alterations and their influences upon gene expression during breast tumor progression. We have analyzed the organization of the TP53 gene domain using DNA arrays in several breast cancer and control cell lines and we made an attempt to characterize these DNA elements in breast non-cancerous cell lines HB2 and MCF-10, and cancerous MCF-7, MDA-MB-231 and T47D, through the determination of epigenetic markers of euchromatin, H4Ac, and heterochromatin, H3K9me3. We further analyzed the matrix attachment region (MAR), named MAR 2, protein binding, and possible MAR 2 binding of the important MAR binding protein (MARBP), PARP-1, by Electrophoretic mobility Shift Assay (EMSA). We have found that in the control breast epithelial cell line, HB2, the TP53 gene is positioned within a relatively small DNA domain, encompassing 50 kb, delimited by two nuclear matrix attachment sites. Interestingly, this domain structure was found to be radically different in the studied breast cancer cell lines, MCF7, T47D, MDA-MB-231 and BT474, in which the domain size was increased and TP53 transcription was decreased...