Entendimento do papel de glutaminase 2 para a progressão tumoral

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Mafra, Ana Carolina Paschoalini, 1990-
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1250
Resumo: Orientadores: Sandra Martha Gomes Dias, Marilia Meira Dias
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spelling Entendimento do papel de glutaminase 2 para a progressão tumoralUnderstanding the role of glutaminase 2 for tumor progressionGlutaminaseMicroambiente tumoralTumores - Aspectos imunológicosMacrófagos associados a tumorMamas - CâncerGlutaminaseTumor microenvironmentTumors - Immunological aspectsTumor - associated macrophagesBreast - CancerOrientadores: Sandra Martha Gomes Dias, Marilia Meira DiasTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: Tumores consomem grandes quantidades de glicose e glutamina. O aumento do consumo de glutamina, além de contribuir para a formação de precursores biossintéticos, está relacionado à progressão tumoral. As glutaminases são codificadas por dois genes, GLS e GLS2. Ambas glutaminases são proteínas modulares, com domínios notoriamente envolvidos em interações proteína-proteína. GLS é oncogênico em diversos tipos tumorais, enquanto GLS2 desempenha um papel ambíguo, sendo anti- ou pró-tumoral em diferentes contextos. Em publicação recente do grupo, foi comprovado o papel pró-tumorigênico de GLS2 em um grupo de tumores de mama com expressão aumentada de GLS2, via eixo de interação ZEB/ERK/vimentina. O objetivo deste trabalho foi entender o papel de GLS2 no crosstalk com células do sistema imune infiltradas no microambiente, e o papel desta interação para a progressão tumoral em câncer de mama. Análise in silico utilizando o banco de dados doTCGA (The Cancer Genome Atlas) revelou que tumores com altos níveis de expressão de GLS2 são depletados de linfócitos e enriquecidos em macrófagos M2, um subtipo envolvido na progressão tumoral. Ensaios de co-cultura in vitro com a linhagem de câncer de mama humana MCF7 com expressão ectópica de GLS2 (GLS2+) com monócitos humanos revelaram secreção aumentada de citocinas anti-inflamatórias responsáveis pela polarização de macrófagos M2, comparado as células controle (Mock). Co-cultura com a linhagem tumoral de mama murina EO771 Mock e GLS2+ alterou o fenótipo de polarização de macrófagos primários murinos no sentido de favorecer o fenótipo M2, mas isto não dependeu da expressão de GLS2. Expressão de GLS2 diminuiu (e atrasou) a invasão de EO771; M2 não acelerou este processo tanto em Mock quanto em GLS2+. Implantes ortotópicos de EO771 GLS2+ em camundongos singênicos cresceram mais e ficaram mais pesados do que tumores Mock. Análise histológica dos cortes tumorais GLS2+ revelou extensas regiões de fibrose, necrose e hemorragia nestes tumores, comparados aos tumores Mock. Análise de infiltração de macrófagos nos cortes tumorais revelou maior presença de macrófagos M1 em tumores Mock do que em tumores GLS2+, enquanto que, qualitativamente, presença de M2 aparentou ser igual, sugerindo maior taxa M2/M1 em tumores GLS2+ comparado a Mock. Cortes tumorais GLS2+ também revelaram aumento na marcação de células endoteliais comparado aos tumores controle. Por fim, com o intuito de identificar parceiros de interação de GLS2, realizamos co-imunoprecipitação seguida de espectroscopia de massas na linhagem EO771 Mock/GLS2+ cultivada in vitro. As proteínas identificadas não nos apontaram nenhuma relação clara e necessitam de posterior comprovação. Concluímos que existe uma relação entre a isoenzima GLS2 e o conteúdo de macrófagos infiltrados em tumores com o aumento da resposta inflamatória e progressão tumoral em câncer de mama. Entretanto, esta reposta, no modelo estudado, não está relacionada com algum crosstalk específico entre a expressão de GLS2 nas células de câncer e o perfil de polarização de macrófagos, sendo, provavelmente, o produto de uma relação mais complexa entre o tumor e distintas células imunes (e/ou outros tipos celulares) no microambiente tumoralAbstract: Tumors consume large amounts of glucose and glutamine. The increase in glutamine consumption, in addition to contributing to the formation of biosynthetic precursors, is related to tumor progression. Glutaminases are encoded by two genes, GLS and GLS2. Both glutaminases are modular proteins, with domains notoriously involved in protein-protein interactions. GLS is oncogenic in several tumor types, while GLS2 plays an ambiguous role, being anti- or pro-tumor in different contexts. In a recent publication by the group, the protumorigenic role of GLS2 was proven in a group of breast tumors with increased expression of GLS2, via the ZEB/ERK/vimentin interaction axis. The aim of this work was to understand the role of GLS2 in crosstalk with immune system cells infiltrated in the microenvironment, and the role of this interaction for tumor progression in breast cancer. In silico analysis using the TCGA (The Cancer Genome Atlas) database revealed that tumors with high levels of GLS2 expression are depleted of lymphocytes and enriched in M2 macrophages, a subtype involved in tumor progression. In vitro co-culture assays with the human breast cancer line MCF7 with ectopic expression of GLS2 (GLS2+) with human monocytes revealed increased secretion of anti-inflammatory cytokines responsible for the polarization of M2 macrophages compared to control cells (Mock). Co-culture with murine breast tumor lineage EO771 Mock and GLS2+ altered the polarization phenotype of murine primary macrophages towards favoring the M2 phenotype, but this did not depend on GLS2 expression. GLS2 expression slowed down (and delayed) EO771 invasion; M2 didn't speed up this process in either Mock or GLS2+. EO771 GLS2+ orthotopic implants in syngeneic mice grew larger and heavier than Mock tumors. Histological analysis of the GLS2+ tumor sections revealed extensive regions of fibrosis, necrosis and hemorrhage in these tumors, compared to Mock tumors. Analysis of macrophage infiltration in tumor sections revealed a greater presence of M1 macrophages in Mock tumors than in GLS2+ tumors, while qualitatively, the presence of M2 appeared to be equal, suggesting a higher M2/M1 rate in GLS2+ tumors compared to Mock tumors. GLS2+ tumor sections also revealed increased endothelial cell labeling compared to control tumors. Finally, to identify GLS2 interaction partners, we performed co-immunoprecipitation followed by mass spectroscopy in the EO771 Mock strain /GLS2+ cultured in vitro. The identified proteins did not show any clear relationship and need further proof. We conclude that there is a relationship between the GLS2 isoenzyme and the content of macrophages infiltrating tumors with increased inflammatory response and tumor progression in breast cancer. However, this response, in the model studied, is not related to any specific crosstalk between the expression of GLS2 in cancer cells and the polarization profile of macrophages, being probably the product of a more complex relationship between the tumor and different cells (and/or other cell types) in the tumor microenvironmentDoutoradoGenética Animal e EvoluçãoDoutora em Genética e Biologia MolecularFAPESP2016/06625-0 ; 2016/23301-4[s.n.]Dias, Sandra Martha Gomes, 1975-Dias, Marília Meira, 1984-Cagnon, Valéria Helena AlvesChammas, RogerSantos, Tiago Goss dosCunha, Thiago MattarUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de BiologiaPrograma de Pós-Graduação em Genética e Biologia MolecularUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASMafra, Ana Carolina Paschoalini, 1990-20212021-09-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (103 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1250MAFRA, Ana Carolina Paschoalini. Entendimento do papel de glutaminase 2 para a progressão tumoral. 2021. 1 recurso online (103 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1250. 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