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Título: Identificação de alterações moleculares associadas à expressão de CD133, CXCR4, CD44 E OLIG2 e metilação em promotor de CDKN2A em tumores astrocíticos
Título em inglês: Identifying of molecular alterations associated to expression of CD133, CXCR4, CD44 and OLIG2 and CDKN2A methylation in promoter in astrocytic tumors
Autor(es): Alves, Markênia Kélia Santos
Orientador(es): Rabenhorst, Silvia Helena Barem
Palavras-chave: Cancerologia
Astrocitomas
Metilação
p16
Células-tronco
CD133, CXCR4
Data do documento: 2014
Citação: ALVES, M. K. S. (2014)
Resumo: Tumores são populações celulares heterogêneas hierarquicamente organizadas, cujas células-tronco possuem importância relevante desde que são células com a capacidade de se renovarem e de gerarem linhagens em fases diferentes. Dada a sua importância, a identificação de componentes de células-tronco é essencial para o entendimento da tumorigênese. Apesar de marcadores de linhagem neural terem sido identificados, a associação destes marcadores com os tumores cerebrais ainda é escassa e nos astrocitomas são relacionados principalmente aos glioblastomas. Entre esses marcadores de células-tronco,CD133, CXCR4 e CD44 são relacionados à formação do glioma, migração e crescimento; por outro lado, OLIG2 é envolvido no destino celular. Não existem estudos, até essa data, que avaliam todos esses marcadores juntos e sua relação com grau tumoral. Adicionalmente, alterações epigenéticas específicas, especialmente a metilação em promotor, tem sido identificadas nestes tumores, levando a inativação de genes, com destaque o CDKN2A (proteína p16INK4A), um supressor tumoral. Apesar de esse mecanismo ser apontado como o principal inativador desse gene, em astrocitomas ainda existem questões controversas. Para avaliar essas questões, este estudo objetivou determinar a expressão e padrão de metilação em promotor de CDKN2A e sua associação com parâmetros clinico-patológicos e se a presença de células-tronco/progenitoras, considerando a expressão de CD133, CXCR4, CD44 e OLIG2 poderia definir subpopulações de células que podem ser usadas como marcadores prognósticos. Para isso, em uma série de 93 astrocitomas de diferentes graus de malignidade, foram estudadas a expressão dos marcadores CD133, CXCR4, CD44, OLIG2 e p16INK4A, detectada pela técnica de imunohistoquímica, e o padrão de metilação em promotor de CDKN2A, por PCR específico para metilação (PCR-MS). Os dados foram então associados com grau tumoral, localização e outros parâmetros clinico-patológicos. As análises estatísticas foram realizadas usando o teste do X2, teste exato de Fisher, correlação de Spearman, agrupamento de k-means e análise de componentes principais, com diferenças consideradas significantes com p<0.05. A imunomarcação de OLIG2 mostrou a frequência maior de positividade (73,1%), seguido por CXCR4 (60,2%), CD44 (55,9%) e CD133 (45,2%). Análises de correlação e agrupamento definiram dois subtipos de população de acordo com os marcadores estudados, um subtipo CXCR4(+)CD133(+)CD44(+) e outro OLIG2(+). Tumores CD133, CXCR4 e CD44 positivos aumentaram de acordo com malignidade. No grau IV, este subtipo de tumores [CD133(+)CXCR4(+)CD44(+)] foi significantemente mais frequente (p=0,008) e também nos tumores difusos. Adicionalmente, tumores com CXCR4(+) e CD133(+) foram preferencialmente localizados nos hemisférios cerebrais e nos ventrículos, e a maioria nos pacientes com idade ≥ 30 anos. Por outro lado, tumores OLIG2(+) foram associados com o cerebelo, que é a localização preferencial do astrocitoma pilocítico. Uma forte correlação negativa entre imunomarcação nuclear e citoplasmática e metilação em promotor de CDKN2A foi encontrada. Além do mais, uma correlação negativa significante entre metilação em promotor de CDKN2A e idade foi observada e pacientes do sexo feminino tiveram uma maior frequência significante de CDKN2A metilado em promotor que o sexo masculino. Em conclusão, a presença de subpopulações de células-tronco em astrocitomas é indicativa de progressão tumoral, cujos marcadores CXCR4, CD133 e CD44 podem ser potencialmente usados em conjunto como marcadores prognósticos. A associação com localização do tumor e idade também corroboram esses achados. Adicionalmente, a inativação de CDKN2A por metilação em promotor é um evento frequente em astrocitomas e é relacionada à idade e sexo dos pacientes.
Abstract: Currently, the concept that tumors are cell populations organized in a hierarchically heterogenous way in which stem-cells are relevantly important as these cells have the capacity of self-renew and of generating cell lineages in different phases of differentiation. So that, the identification of stem-cell components is essential to tumorigenesis understanding. Althought neural cell lineage markers have been identified, the association among these markers and neurological tumors is still scarce, and taking in consideration the astrocytomas, the association assessements are verified mainly regarding the glioblastomas. Among these stem cell markers, CD133, CXCR4 and CD44 are related to the glioma formation, migration and growth; on the other hand, OLIG2 is involved in cell destination. So far there are no studies evaluating all these markers together and their relationship to tumor grades. Additionally, specific epigenetic alterations, specially promoter methylation, have been widelly identified in these tumors, leading to gene inativation, mostly involving CDKN2A (p16INK4A protein), a tumor suppressor. Althought this mechanism is pointed as this gene main inactivator, there are still controvertial questions regarding the astrocytomas. In order to evaluate these questions, the present study aimed to determine CDKN2A pattern of methylation and expression and their association to clinicalpathological parameters, and if the presence of progenitor/stem-cells, taking CD133, CXCR4, CD44 and OLIG2 expression in consideration, could define subpopulations of cells which might be used as prognostic markers. So, in a series of 93 astrocytomas of different malignity grades, the expression of CD133, CXCR4, CD44, OLIG2 and p16INK4A was analysed by the imunohistochemistry technique, and the CDKN2A methylation status was assessed by methylation specific PCR (MS-PCR). The data was then associated to tumor grades, localization and other clinicalpathological parameters. The statistic analyses were made using X 2 test, Fisher's exact test, Spearman's correlation, kmeans groupment and principal component analyses, using p<0.05 as statistically significance. The imunopositivity of OLIG2 was predominant (73.1%), followed by CXCR4 (60.2%), CD44 (55.9%) and CD133 (45.2%). The correlation and groupment analyses defined two different population subtypes, a CXCR4(+)CD133(+)CD44(+) subtype and a OLIG2(+) subtype. CXCR4(+)CD133(+)CD44(+) tumors became more frequent as malignity grew. In grade IV, this subtype was significantly more frequent (p=0.008), being also in diffuse tumors. Additionally, CXCR4(+) and CD133(+) tumors were preferentially located in brain hemisferes and in the ventricles, and mostly in aged >30 patients. On the other side, OLIG2(+) tumors were associated to the cerebellum, which is the pylocitic tumor preferential localization. A strong negative correlation between nuclear and cytoplasmatic imunopositivity and promoter methylation in CDKN2A was observed. Also, a negative significant correlation between methylated CDKN2A and patient's age was found; moreover, feminine patients presented a higher frequency of methylated CDKN2A. In conclusion, the presence of stemcell subpopulations in astrocytomas indicates tumoral progression, in which CXCR4, CD133 and CD44 may be potentially used together as prognostic markers. The association between tumor localization and patient's age also corroborates these findings. Additionally, the CDKN2A inactivation by promoter methylation is a frequent event in astrocytomas and it is associated to patient's age and gender.
Descrição: ALVES, Markênia Kélia Santos. Identificação de alterações moleculares associadas à expressão de CD133, CXCR4, CD44 E OLIG2 e metilação em promotor de CDKN2A em tumores astrocíticos. 2014. 89 f. Tese (Doutorado em biotecnologia)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2014.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/19790
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