Ο ρόλος των μετα-μεταφραστικών τροποποιήσεων των ιστονών και της μεθυλίωσης του DNA στον καρκίνο της ωοθήκης
Authors: Παπακωνσταντίνου Ευθυμία 
Published: December 2024

Εισαγωγή: Παρά τις πρόσφατες προόδους στη θεραπεία του επιθηλιακού καρκίνου των ωοθηκών, τα ποσοστά υποτροπής και θνησιμότητας δεν έχουν βελτιωθεί σημαντικά. Τα τελευταία χρόνια η μεθυλίωση του DNA έχει ισχυρά συνδεθεί με την καρκινογένεση σε πειραματικά μοντέλα και σχεδόν σε όλους τους τύπους καρκίνου στον άνθρωπο. Πρόσφατα, η τεχνολογική πρόοδος οδήγησε επίσης στον εντοπισμό θέσεων μεθυλίωσης στα βασικά κατάλοιπα των ιστονών λυσίνη και αργινίνη. Η υπερμεθυλίωση του DNA στον καρκίνο της ωοθήκης έχει γενικά συσχετιστεί με δυσοίωνη πρόγνωση και ανθεκτικότητα στη χημειοθεραπεία, αλλά ο ακριβής ρόλος των DNA μεθυλοτρανσφερασών (DNMTs) δεν έχει πλήρως διερευνηθεί. Επίσης, ανώμαλη έκφραση ή δυσλειτουργία των μεθυλοτρανφερασών της λυσίνης (ΗΚΜΤs) και αργινίνης (PRMTs) έχει παρατηρηθεί στον καρκίνο των ωοθηκών, στα πλαίσια του οποίου, συγκεκριμένα ένζυμα ενδέχεται να διαδραματίζουν ρόλο στην προώθηση ή την καταστολή της εξέλιξης αυτού. Μέθοδοι: Στην παρούσα μελέτη, χρησιμοποιήσαμε πληροφορίες από διαδικτυακές βάσεις δεδομένων (ΤΝΜplot, Gepia2, Kaplan Meier plotter, cProsite) που αναφέρονταν στα επίπεδα γονιδιακής έκφρασης των μορίων των DNMTs, ΗΚΜΤs και PRMTs στον καρκίνο της ωοθήκης. Επίσης, μελετήσαμε την ανοσοϊστοχημική έκφραση των DNMTs (DNMT1, 2, 3A, 3B και 3L), της EZH2 και των PRMT1 και CARM1/PRMT4 σε 108 πρωτοπαθείς (ορώδεις και βλεννώδεις) όγκους και 26 υποτροπές. Αποτελέσματα: Τα δεδομένα RNA-seq κατέδειξαν ότι τα επίπεδα mRNA των DNMT1, DNMT3A, DNMT3B και DNMT3L ήταν υψηλότερα και της DNMT2 ήταν χαμηλότερα στους καρκίνους σε σύγκριση με το φυσιολογικό ιστό. Επίσης, η έκφραση των DNMT3A και DNMT2 μειώθηκε από το Στάδιο II έως το Στάδιο IV. Τα πρωτεομικά δεδομένα υποδήλωσαν επίσης ότι τα επίπεδα πρωτεΐνης των DNMT1 και DNMT3A ήταν αυξημένα στους όγκους. Στην ανοσοϊστοχημική ανάλυση η έκφραση των DNMT1, DNMT3A και DNMT3L παρατηρήθηκε αυξημένη ενώ η έκφραση της DNMT2 μειωμένη στα υψηλού βαθμού καρκινώματα σε σύγκριση με τον μη νεοπλασματικό ιστό και τα χαμηλού βαθμού καρκινώματα. Επιπλέον, οι DNMT1 και DNMT3L ήταν αυξημένες στις υποτροπές σε σύγκριση με τους πρωτοπαθείς όγκους. Στο ΚΜplotter τα επίπεδα mRNA των DNMT3A, και DNMT3B συσχετίστηκαν αρνητικά με τη συνολική επιβίωση. Όσον αφορά στις KMTs τα δεδομένα RNA-seq έδειξαν ότι οι περισσότερες ΚΜΤ της θέσης H3K9 (όπως οι HSUV39H1, SUV39H2,G 9A και SETDB1) καθώς και οι EZH2 (θέση H3K27) και NSD2 (θέση H3K36) είναι αυξημένες στο ορώδες καρκίνωμα ωοθήκης σε σύγκριση με το φυσιολογικό ωοθηκικό ιστό. Αντίθετα, η έκφραση των περισσότερων ΚΜΤs της θέσης H3K4 (MLL1/KMT2a,MLL4/KMT2D, SMYD1,SMYD3), της θέσης H3K36 (NSD3, ASH1, SETD2) και η DOT1L (H3K79), είναι μειωμένη στα καρκινικά κύτταρα. Οι ΚΜΤs SETD8 και SUV420H1 (H4K20) ήταν σημαντικά υπερέκφρασμένες στις μεταστάσεις σε σύγκριση με τους πρωτοπαθείς όγκους. Σύμφωνα με το cProsite, η πρωτεϊνική έκφραση της EHMT2/G9a (θέση H3K9) είναι αυξημένη στον καρκίνο, ενώ η έκφραση των KMT2A, KMT2B και SETD7 (θέση H3K4) είναι μειωμένη. Η ανοσοϊστοχημική ανάλυση του EZH2 ανέδειξε ότι οι όγκοι υψηλής κακοήθειας εμφάνισαν τα υψηλότερα επίπεδα έκφρασης EZH2 σε σύγκριση με άλλους ορώδεις υποτύπους. Σύμφωνα με το KMplotter, η έκφραση των ΚΜΤs H3K4, H3K36 και H3K79 συνδέεται με βραχύτερη επιβίωση. Όσον αφορά τις PRMTs, τα επίπεδα mRNA και πρωτεΐνης των PRMT1, PRMT4/CARM1, PRMT5 και PRMT6 είναι αυξημένα στους καρκίνους σε σύγκριση με τον φυσιολογικό ιστό, ενώ η έκφραση mRNA των PRMTs 2, 7, 8 και 9 είναι σαφώς ελαττωμένη. Η ανοσοϊστοχημική μελέτη έδειξε στατιστικά σημαντική κυτταροπλασματική υπερέκφραση των δεικτών PRMT1 και CARM1 στους καρκίνους υψηλού βαθμού κακοήθειας. Επίσης, η κυτταροπλασματική έκφραση PRMT1 ήταν αυξημένη στους όγκους σταδίου FIGO 3, καθώς και στις υποτροπές έναντι των πρωτοπαθών όγκων. Συμπεράσματα: Οι DNMT1 και DNMT3L υπερεκφράζονται στα πρωτοπαθή υψηλής κακοήθειας ορώδη καρκινώματα ωοθήκης και αυξάνονται περαιτέρω στις υποτροπές, ενώ η DNMT3A είναι υπερεκφρασμένη μόνο στα πρώιμα στάδια της εξέλιξης του καρκίνου. Η μείωση της έκφρασης της DNMT2 υπογραμμίζει την υποτιθέμενη ογκοκατασταλτική της δράση στον καρκίνο της ωοθήκης. Η αναζήτησή μας ανέδειξε ποικίλη δραστηριότητα των ΚΜΤs στο ορώδες καρκίνωμα ωοθήκης, επισημαίνοντας κατά κύριο λόγο την υπερέκφραση των ΚΜΤs που δρουν στις θέσεις H3K9 και Η3Κ79 (ΕΖΗ2) και τη μείωση των H3K4, H3K36, με τις τελευταίες να σχετίζονται με δυσμενή πρόγνωση. Οι PRMT1, PRMT3, PRMT4/CARM1, PRMT5 και PRMT6 υπερεκφράζονται στον καρκίνο της ωοθήκης ενώ η κυτταροπλασματική εντόπιση των ενζύμων PRMT1 και CARM1 διαμεσολαβεί στην ανάπτυξη των ορωδών καρκινωμάτων υψηλής κακοήθειας.