Tese de DoutoradoDOIhttps:

//doi.org/10.11606/T.46.2019.tde-09032020-085211DocumentoTese de DoutoradoAutorPaixão, Vinicius Ferreira da (Catálogo USP)Nome completoVinicius Ferreira da PaixãoE-mailE-mailUnidade da USPInstituto de QuímicaÁrea do ConhecimentoBioquímicaData de Defesa2019-12-04ImprentaSão Paulo, 2019OrientadorReis, Eduardo Moraes (Catálogo USP) Banca examinadoraReis, Eduardo Moraes (Presidente) Hajj, Glaucia Noeli Maroso Malnic, Bettina Panepucci, Rodrigo Alexandre Título em portuguêsAnotação e caracterização de novos transcritos expressos no adenocarcinoma de pâncreas: RNAS não-codificadores longos associados a fenótipos tumorais e clínicos e formas alternativas de splicingPalavras-chave em portuguêsAlternative splicing lncRNA PDAC Transcriptoma UCA1 Xenotumor Resumo em portuguêsO câncer de pâncreas (PC) é uma das doenças mais devastadoras com o pior resultado de sobrevivência quando comparada com outros tipos de câncer. É apontado como o décimo câncer mais comum e a quarta causamortis por câncer, projetando-se para ser a segunda até 2030 nos Estados Unidos e na Alemanha. O PC constitui um conjunto heterogêneo de tumores, o adenocarcinoma ductal (PDAC) constitui o tipo mais frequente da neoplasia (80%). A prevenção, detecção precoce e tratamento enfrentam sérios problemas e é urgente a identificação de novos marcadores para diagnóstico, prognóstico e estratégias terapêuticas da doença. O objetivo desse trabalho foi realizar uma análise com alta-resolução do transcriptoma do PDAC) para identificar novos RNAs não codificadores, variantes de splicing e alterações transcricionais associados à malignidade. A metodologia empregada constituiu-se de gerar bibliotecas de RNA total a partir de 14 amostras cirúrgicas pareadas de tecido tumoral (PDAC) e tecido não-tumoral adjacente para sequenciamento NGS. A partir dos dados de RNAseq foi realizada a montagem do transcriptoma utilizando-se a referência do catálogo GENCODE para classificar os transcritos. Seguiram-se análises subsequentes de avaliação de características dos transcritos: estruturais, marcas regulatórias, potencial codificador, detecção em banco de dados independente (miTrascriptome, miT). Em segundo lugar foram realizadas análises de expressão diferencial, análise de sobrevida (utilizando banco de dados públicos) para seleção de transcritos potencialmente relevantes no PDAC. Foram geradas redes de co-expressão gênicas com enriquecimento de funções biológicas. Uma série de validações foram realizadas por RT-PCR de transcritos novos intergênicos e novas formas de splicing reconstruídas e selecionadas. RT-qPCR foi utilizada para validação da expressão aberrante de lncRNAs em PDAC, silenciamentos por siRNA e subsequentes ensaios de proliferação, migração e invasão. Foi avaliada in vivo o envolvimento com crescimento tumoral por ensaio xenográfico, e avaliação da implicação em funções biológicas mais específicas, como envolvimento em reparo de DNA por ensaio cometa alcalino e avaliação de enriquecimento em tumoresferas. A montagem reconstruiu 90.522 transcritos, dos quais 41.341 são anotados no GENCODE e 6.710 transcritos são novos não anotados no GENCODE (classificado como splicingvariant, intergenic RNA, antisense RNA). Desses foram validados 6 novos lincRNAs com expressão aumentada em PDAC, dois deles (TCONS00085964 e TCONS00036574) tem a expressão correlacionada com alterações na sobrevida. Foram validadas também novas formas de splicing de MMP14, CAPN8, LIF e OCT3 com expressão aumentada em PDAC. 7 lncRNAs, anotados no GENCODE, com expressão aumentada em PDAC, desses foram implicados com fenótipo tumoral de migração, invasão e proliferação: LINC01559; LINC01133, CCAT1 e UCA1. Desses LINC01559 e CCAT1 demonstraram regular a expressão de enzimas de O-glicosilação (GALNT3 e B3GNT3) envolvidas na manutenção de células tronco-tumorais em PDAC. O lncRNA UCA1 está envolvido com reparo de DNA e envolvido com a progressão tumoral invivo. Conclui-se que a abordagem por amostras pareadas a partir de RNAseq de bibliotecas de RNA total gerou um catálogo de transcritos mais completo no PDCA e revelou IncRNAs funcionalmente implicadas na doença como LINC01559 e UCA1, ampliando o conhecimento sobre os mecanismos moleculares que sustentam fenótipos malignos no câncer de pâncreas e revelando novos biomarcadores para prognóstico.

Título em inglêsDetermination of relevant transcripts in ductal adenocarcinoma of pancreas:

the transcriptional landscape of the long non-coding RNAs and protein-encoding RNAs revealed by the total RNAseq analysis of pancreatic adenocarcinomaPalavras-chave em inglêsAlternative splicing lncRNA PDAC Transcriptome UCA1 Xenotumor Resumo em inglêsPancreatic cancer (PC) is the deadliest malignancy, one of the most devastating diseases with the worst survival outcome compared to any cancer. It is touted as the tenth most common cancer and the fourth leading cause of cancer in the United States and Germany. It is projected to be the second leading cause of cancer death in a decade. PC is a heterogeneous set of tumors with high aggressiveness and mortality. Of these tumors, ductal adenocarcinoma (PDAC) is the most frequent type of cancer (80%). Prevention, early detection and treatment face serious problems, and the identification of new markers for diagnosis, prognosis and therapeutic strategies of the disease is urgent. The aim of this study was to perform a high-resolution analysis of pancreatic adenocarcinoma (PDAC) transcriptome to identify new noncoding RNAs, splicing variants, and transcriptional changes associated with malignancy in pancreatic ductal adenocarcinoma. The methodology employed consisted of generating total RNA libraries from 14 paired surgical samples of tumor tissue (PDAC) and adjacent non-tumor tissue for NGS sequencing. From the RNAseq data, the transcriptome assembly was performed using the GENCODE catalog reference to classify the transcripts.

Subsequent analyzes of evaluation of transcript characteristics were followed:

structural, regulatory markers, potential encoder, independent database detection (miTrascriptome, miT). Secondly, differential expression analysis, survival analysis (using public database) were performed to select potentially relevant transcripts in the PDAC. Genic co-expression networks with biological function enrichment were generated. A series of validations were performed by RT-PCR of new intergenic transcripts and new forms of reconstructed and selected splicing. RT-qPCR was used for validation of aberrant expression of lncRNAs in PDAC, siRNA silencing and subsequent proliferation, migration and invasion assays. Involvement with tumor growth was evaluated by in vivo xenograph assay. Biological function tests to determine an involvement in DNA repair was evaluated by alkaline comet assay and was performed an evaluation of tumorsphere expression enrichment. The assembly reconstructed a total of 90,522 transcripts, of which 41,341 are noted in GENCODE. 6,710 transcripts are new (splicing variant, intergenic RNA, antisense RNA) not noted in the GENCODE reference. Of these 6 new PDAC-enhanced lincRNAs were validated, two of them (TCONS00085964 and TCONS00036574) correlated with changes in survival. New forms of splicing of MMP14, CAPN8, LIF and OCT3 with increased expression in PDAC were also validated. 7 lncRNAs noted with increased expression in PDAC were implicated with tumor migration, invasion and proliferation phenotype: LINC01559; LINC01133, LINC01614; CCAT1; LINC02577; LINC00920 and UCA1. Of these LINC01559 has been shown to regulate the expression of O-glycosylation enzymes (GALNT3 and B3GNT3) involved in maintaining CSCs in PDAC. It has been identified that UCA1 is involved with DNA repair and involved with tumor progression in vivo. It is concluded that the approach of sampling RNAseq from total RNA libraries generated a more accurate transcript catalog of PDAC and revealed IncRNAs functionally implicated in the disease, such as LINC01559 and UCA1, expanding the knowledge about the molecular mechanisms that underlie malignant phenotypes in pancreatic cancer and revealing novel prognostic biomarke