Estudo do perfil de metilação do DNA dos granulomas esporádicos de células gigantes dos maxilares, do querubismo e de seus mimetizadores histológicos

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Main Author: Letícia Martins Guimarães
Publication Date: 2024
Format: Doctoral thesis
Language: por
Source: Repositório Institucional da UFMG
Download full: http://hdl.handle.net/1843/77275
https://orcid.org/0000-0002-1022-0336
Summary: Giant cell granulomas of the jaws often occur sporadically as single central or peripheral lesions. They are characterized by KRAS, FGFR1, or TRPV4 somatic mutations, being the latter exclusive of the central lesions. Less commonly, they may be multiple and associated with cherubism, an autosomal dominant bone disease. The diagnosis based on microscopy alone can be challenging. These jaw lesions share histopathological features with other giant cell-rich lesions: non-ossifying fibroma of bone, aneurysmal bone cyst, giant cell tumor of bone, and chondroblastoma. The epigenetic basis of these giant cell-rich tumors is unclear and recently DNA methylation profile has been shown to be clinically useful for the diagnosis of other tumor types, including pediatric brain tumors as well as sarcomas. Therefore, we aimed at assessing the DNA methylation profile of central and peripheral sporadic giant cell granulomas of the jaws and cherubism to test if DNA methylation patterns can help distinguish these entities. Additionally, we further compared their DNA methylation profile with those of their giant cell rich mimics to investigate if the microscopic similarities extend to the epigenetic level. DNA methylation analysis was performed for central (n = 10) and peripheral (n = 10) giant cell granulomas, cherubism (n = 6), non-ossifying fibroma (n = 10), aneurysmal bone cyst (n = 16), giant cell tumor of bone (n = 9), and chondroblastoma (n = 10) using the Infinium Human Methylation EPIC BeadChip. Furthermore, based on the DNA methylation data, copy number analysis was conducted. Central and peripheral sporadic giant cell granulomas and cherubism share a related DNA methylation pattern, with those of peripheral granulomas and cherubism appearing slightly distinct while central granuloma shows overlap with both of the former. The global and enhancer-associated DNA methylation values showed a similar distribution pattern among the groups, with cherubism showing the lowest median value of the mean methylation β-values and peripheral giant cell granuloma showing the highest value. In contrast, promoter regions showed a different methylation distribution pattern, with cherubism showing the highest median value compared to sporadic giant cell granulomas. None of the samples included in the study exhibited a consistent pattern regarding gains or losses of chromosomal arms or segments. In conclusion, DNA methylation profiling is currently not capable of clearly distinguishing sporadic and cherubism-associated giant cell granulomas of the jaws. Conversely, it could discriminate sporadic giant cell granulomas of the jaws from their giant cell-rich mimics.
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spelling Estudo do perfil de metilação do DNA dos granulomas esporádicos de células gigantes dos maxilares, do querubismo e de seus mimetizadores histológicosDNA methylation profiling of sporadic giant cell granulomas of the jaws, cherubism, and their histological mimicsEpigenéticaMetilação do DNAMetilomaGenéticaPatologia molecularCélulas gigantesGranuloma de células gigantesQuerubismoTumor de células gigantes dos ossos longosCondroblastomaPatologia MolecularEpigenômicaMetilação de DNAGenéticaGranuloma de Células GigantatesQuerubismoCondroblastomaGiant cell granulomas of the jaws often occur sporadically as single central or peripheral lesions. They are characterized by KRAS, FGFR1, or TRPV4 somatic mutations, being the latter exclusive of the central lesions. Less commonly, they may be multiple and associated with cherubism, an autosomal dominant bone disease. The diagnosis based on microscopy alone can be challenging. These jaw lesions share histopathological features with other giant cell-rich lesions: non-ossifying fibroma of bone, aneurysmal bone cyst, giant cell tumor of bone, and chondroblastoma. The epigenetic basis of these giant cell-rich tumors is unclear and recently DNA methylation profile has been shown to be clinically useful for the diagnosis of other tumor types, including pediatric brain tumors as well as sarcomas. Therefore, we aimed at assessing the DNA methylation profile of central and peripheral sporadic giant cell granulomas of the jaws and cherubism to test if DNA methylation patterns can help distinguish these entities. Additionally, we further compared their DNA methylation profile with those of their giant cell rich mimics to investigate if the microscopic similarities extend to the epigenetic level. DNA methylation analysis was performed for central (n = 10) and peripheral (n = 10) giant cell granulomas, cherubism (n = 6), non-ossifying fibroma (n = 10), aneurysmal bone cyst (n = 16), giant cell tumor of bone (n = 9), and chondroblastoma (n = 10) using the Infinium Human Methylation EPIC BeadChip. Furthermore, based on the DNA methylation data, copy number analysis was conducted. Central and peripheral sporadic giant cell granulomas and cherubism share a related DNA methylation pattern, with those of peripheral granulomas and cherubism appearing slightly distinct while central granuloma shows overlap with both of the former. The global and enhancer-associated DNA methylation values showed a similar distribution pattern among the groups, with cherubism showing the lowest median value of the mean methylation β-values and peripheral giant cell granuloma showing the highest value. In contrast, promoter regions showed a different methylation distribution pattern, with cherubism showing the highest median value compared to sporadic giant cell granulomas. None of the samples included in the study exhibited a consistent pattern regarding gains or losses of chromosomal arms or segments. In conclusion, DNA methylation profiling is currently not capable of clearly distinguishing sporadic and cherubism-associated giant cell granulomas of the jaws. Conversely, it could discriminate sporadic giant cell granulomas of the jaws from their giant cell-rich mimics.Os granulomas de células gigantes dos ossos maxilares mais comumente ocorrem como lesões esporádicas únicas, podendo ser centrais ou periféricas. Eles são caracterizados por mutações somáticas nos genes KRAS, FGFR1 ou TRPV4, sendo as últimas exclusivas da lesão central. Menos comumente, os granulomas de células gigantes podem ser múltiplos e estar associados ao querubismo, doença óssea de herança autossômica dominante. O diagnóstico diferencial entre eles baseado apenas na microscopia pode ser desafiador. Essas lesões dos ossos maxilares compartilham características histopatológicas com outras lesões ricas em células gigantes, como o fibroma não-ossificante, o cisto ósseo aneurismático, o tumor de células gigantes dos ossos longos e o condroblastoma. A análise do perfil de metilação do DNA é útil para o diagnóstico de outros tumores, incluindo tumores cerebrais pediátricos e sarcomas. No entanto, as bases epigenéticas dos tumores ricos em células gigantes permanecem incertas. Portanto, o objetivo do presente estudo foi avaliar o perfil de metilação do DNA de granulomas de células gigantes dos maxilares e das lesões do querubismo para testar se os padrões de metilação do DNA poderiam auxiliar na distinção entre essas entidades. Além disso, os seus perfis de metilação do DNA foram comparados aos dos seus mimetizadores histológicos ricos em células gigantes para investigar se as semelhanças microscópicas se estenderiam ao nível epigenético. A análise da metilação do DNA foi realizada para os granulomas esporádicos de células gigantes centrais (n=10) e periféricos (n=10), querubismo (n=6), fibroma não-ossificante (n=10), cisto ósseo aneurismático (n=16), tumor de células gigantes dos ossos longos (n=9) e condroblastoma (n=10) utilizando a plataforma Infinium Human Methylation EPIC BeadChip. Adicionalmente, a partir dos dados de metilação do DNA, análise de variação do número de cópias de segmentos cromossômicos foi realizada. Os granulomas centrais e periféricos e o querubismo compartilharam padrão de metilação do DNA semelhante, com os granulomas periféricos e o querubismo tendendo a uma discreta distinção, enquanto os granulomas centrais se sobrepuseram a ambos os grupos. Os valores de metilação global e associados a enhancer mostraram um padrão de distribuição similar entre os grupos, com o querubismo mostrando o valor mediano da média dos valores β de metilação mais baixo e o granuloma periférico de células gigantes apresentando o valor mais alto. Por outro lado, o padrão de distribuição da metilação nas regiões promotoras mostrou-se diferente, com o querubismo apresentando o valor mediano mais alto quando comparando aos granulomas esporádicos de células gigantes. Nenhuma das amostras incluídas no estudo exibiu um padrão consistente em relação a ganhos ou perdas de braços ou segmentos cromossômicos. Conclui-se que o perfil de metilação do DNA não é capaz de distinguir claramente os granulomas esporádicos de células gigantes dos maxilares e as lesões do querubismo. Por outro lado, a análise é capaz de discriminar os granulomas esporádicos dos seus mimetizadores histológicos.CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoFAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas GeraisCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorUniversidade Federal de Minas GeraisBrasilICB - DEPARTAMENTO DE PATOLOGIAPrograma de Pós-Graduação em PatologiaUFMGCarolina Cavaliéri Gomeshttp://lattes.cnpq.br/9793295296026544Ricardo Santiago GomezFelipe D’Almeida CostaFabrício Passador-SantosGeraldo Brasileiro FilhoMarina Gonçalves DinizLetícia Martins Guimarães2024-10-07T15:04:20Z2024-10-07T15:04:20Z2024-07-29info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/1843/77275https://orcid.org/0000-0002-1022-0336porPrograma Institucional de Internacionalização – CAPES - PrInthttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMG2024-10-07T15:04:23Zoai:repositorio.ufmg.br:1843/77275Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oairepositorio@ufmg.bropendoar:2024-10-07T15:04:23Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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