Análise do perfil de expressão gênica por cDNA MICRORRAY em amostras de mucosa normal, metaplasia intestinal e adenocarcicoma do esôfago e estomago / Analysis of gene expression profile by cDNA Microarray of esophagus and stomach samples representing normal mucosa, intestinal metaplasia and adenocarcinoma

RESUMO

Esse estudo comparou pela metodologia do cDNA microarray o perfil de expressão gênica de 71 amostras do esôfago e estômago~ representando mucosa normal~ metaplasia intestinal e carcinomas. A análise fatorial e a técnica dos componentes principais foram empregadas para gerar fatores que melhor representassem o conjunto inicial de 4600 genes. Quatro fatores foram selecionados e divididos para formarem oito escores. As amostras de esôfago normal~ esofagite~ esôfago de Barrett e adenocarcinomas do esôfago e junção esofagogástrica foram comparadas com base na média da somatória da intensidade de expressão dos genes que compõem cada escore. Dois perfis foram obtidos para alguns escores individuais ou determinadas combinações entre eles foi possível diferenciar apenas o conjunto de amostras de esôfago normal e esofagite do cotliunto de amostras de Barrett e adenocarcinomas~ já para outros escores e combinações entre eles foi possível diferenciar o conjunto de amostras de esôfago normal e esofagite das amostras de Barrett e adenocarcinoma separadamente, como também entre essas duas últimas amostras. Uma outra abordagem de análise foi empregada para comparar o perfil de expressão gênica entre amostras de esôfago e estômago. A ativação ou inibição de módulos funcionais que consistiam em conjuntos de genes relacionados a processos biológicos de acordo com o banco de dados KEGG (K yoto Encyclopeedia of Genes and Genomes) foram avaliadas nas diferentes amostras. Os módulos de interação ligante-receptor para citocinas e metabolismo de glicerolípídeos foram destacados pelo número e tipo de tecidos em que se mostraram ativos ou inibidos. A análise de agrupamento pelo algoritmo K-médias para esses módulos gerou três grupos. Um grupo foi constituído por amostras de tecido escamoso, outro por amostras de tecido co lunar maligno (carcinomas do esôfago e estômago) e um outro com todas as amostras de tecido colunar não maligno (mucosa gástrica normal e metaplasia intestinal do esôfago e estômago). Para esses módulos foram identificados os genes que contribuíram para o perfil de ativação ou inibição nas diferentes amostras. Esses genes foram os mesmos genes responsáveis pelos tipos de agrupamentos observados para as diferentes amostras. Os genes ILIR2, CCL20, CCL18, INHBA, IL4R e IFNA2 foram consistentes com o módulo de interação ligante-receptor para citocinas e os genes AKRIBIO, ALDH3A2, ADHIB e CDSI foram consistentes com o módulo de metabolismo de glicerolipídeos. Futuros estudos poderão melhor identificar o papel dos genes dos escores formados e das vias de metabolismo de glicerolipídeos e sinalização por citocinas na compreensão do desenvolvimento da metaplasia intestinal do esôfago e estômago e bem como, do seu risco de progressão para o adenocarcinoma (AU)

ABSTRACT

The expression profile of 71 samples of esophagus and stomach, representing normal mucosa, intestinal metaplasia and carcinoma tissues were determined using cDNA microarrays technology. The factor analysis and the principal component analysis (PCA) were used to extract factors or components that better represent the group of 4,600 initial genes. Four factors were extracted and partitioned forming eight scores. Samples of normal esophageal mucosa, esophagitis, Barrett' s mucosa and adenocarcinomas o f the esophagus and esophagogastric junction were compared by the mean of the sum of expression intensity of the genes representing each score. Two profiles were acquired. Some individual scores and some combinations among them permitted the differentiation of the group composed of normal esophageal and esophagitis samples from the group composed of Barrett' s and adenocarcinomas samples. Additionally, different individual scores and combinations among them permitted the differentiation of the group composed of normal esophageal and esophagitis samples from the Barrett and adenocarcinoma samples, independently. These two last tissues were also differentiated between them Another analysis was performed to compare the expression profile of esophagus and stomach samples. The activation and repression of functional modules related to biological processes according to the KEGG base data (Kyoto Encyclopdia o f Genes and Genomes) were assessed among the samples. The cytokine-cytokine receptor interaction and the glycerolipid metabolism modules showed interesting profile considering the number and kind of tissue that they were active or repressed. The cluster analysis by K-means algorithm was performed and the best result was obtained with K=3 and, for both modules, a clear separation between squamous tissue samples (normal esophagus mucosa and esophagitis mucosa); malignant columnar samples (gastric and esophagic carcinomas) and non-malignant columnar samples (intestinal metaplasia of the esophagus and stomach and normal gastric mucosa) was observed. The genes which contribute to the significant expression of the modules among samples were identified. The consistent genes found for the cytokine-cytokine receptor interaction module were ILIR2, CCL20, CCL18, INHB~ IL4R and IFNAR2, and for the glycerolipid metabolism module were AKRIBIO, ALDH3A2, ADHIB and CDSI. Futher investigation concerning the group of genes formed and a better understanding of the role o f glycerolipid metabolism and cytokine signaling could contribute to elucidate the development of intestinal metaplasia as well as the progression to adenocarcinoma (AU)