O papel de STMN1 e MELK em astrocitoma humano - Serachi, Fernanda de Oliveira (2019)
O glioblastoma (GBM) é o tumor cerebral maligno mais comum e agressivo em adultos e o tratamento padrão consiste em ressecção cirúrgica do tumor, seguida de radiação e quimioterapia com temozolomida. Nosso grupo realizou a análise de genes diferencialmente expressos entre GBM e astrocitoma pilocítico. Um dos genes com expressão aumentada em GBMs foi MELK (maternal embryonic leucine zipper kinase), que codifica uma proteína serina/treonina quinase que desempenha um papel importante na proliferação, ciclo celular, apoptose e oncogênese. Uma análise de células de GBM silenciadas para MELK por siRNA foi realizada para identificar possíveis genes associados à via de MELK. Um dos genes identificado foi STMN1, que codifica estatimina 1 (STMN1), uma proteína citosólica importante que desempenha um papel crítico na mitose regulando a dinâmica dos microtúbulos durante a progressão do ciclo celular e migração. Além disto, STMN1 está também envolvida em outros processos biológicos, como migração e diferenciação, através da fosforilação de quatro serinas. A fosforilação específica de quatro serinas (S16, S25, S38 e S63) provoca a ativação da proteína, enfraquecendo sua ligação às moléculas de tubulina, que se associam. FOXM1, importante fator de transcrição, apontado como regulador na expressão de diversos genes essenciais para a progressão do ciclo celular, inclusive STMN1, também foi alvo do presente estudo. Além disto, FOXM1 é fosforilado por MELK, regulando a mitose. MELK, STMN1 e FOXM ainda estão relacionados com resistência de células tumorais ao tratamento com quimioterapia. O objetivo deste estudo foi analisar os níveis de expressão e correlações de MELK, STMN1 e FOXM1 em nossa coorte astrocitomas de diferentes graus de malignidade. Além disso, esses dados foram validados in silico em coortes maiores do The Cancer Genome Atlas (TCGA). Análises funcionais com silenciamento de MELK e STMN1 foram realizadas com linhagens celulares de GBM. A expressão de MELK foi silenciada com siRNA e foi observada uma diminuição também da expressão de STMN1 e de FOXM1. Os níveis de expressão dos três genes aumentaram conforme a malignidade dos astrocitomas em nossa casuística e na do TCGA. Os níveis de expressão de MELK e STMN1, MELK e FOXM1 e STMN1 e FOXM1 estavam positivamente correlacionados em nossa série GBM, bem como na do TCGA Além disto, os três genes apresentaram maior expressão no subtipo proneural de GBM do que nos subtipos mesequimal e clássico na casuística do TCGA. Células U87MG e A172 silenciadas com siRNA de MELK apresentaram diminuição semelhante na expressão de MELK e de STMN1 (~90%), porém com menor nível de diminuição de FOXM1 (~50%). Foramanalisadas também as serinas fosforiladas de STMN1 após o silenciamento de MELK, e houve diminuição da fosforilação em relação ao controle. Por outro lado, quando a expressão de STMN1 foi silenciada com siRNA, a expressão de MELK não se alterou e a de FOXM1 diminuiu cerca de 40%. As células silenciadas apresentaram uma redução na viabilidade e migração celular. Adicionalmente, os casos de GBM foram divididos com base na expressão de STMN1 alta e baixa. Dos casos com expressão de STMN1 aumentado, 79% apresentaram expressão de FOXM1 aumentado, contra 25% no grupo de expressão de STMN1 baixo. Entretanto, estes grupos não apresentaram diferença de sobrevida dos pacientes. A relação entre os três genes e resistência a drogas foi analisada em linhagens U87MG e T98G resistentes a temozolamida e vincristina. Houve um aumento da expressão de STMN1, FOXM1 e MELK nas ambas linhagens quando comparados com o controle das células não resistentes. Os dados sugerem que estes genes estão relacionados a tumorigênese e malignidade dos astrocitomas, bem como a aquisição de resistência a drogas. Outros estudos são necessários para um melhor entendimento destas relações