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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.17.2017.tde-05012017-095632
Document
Author
Full name
Gabriela Norma Solano Canchaya
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2016
Supervisor
Committee
Faça, Vitor Marcel (President)
Sebollela, Adriano Silva
Borges, Kleiton Silva
Natsui, Ana Patricia Yatsuda
Oliveira, Eduardo Brandt de
Title in Portuguese
Estudos proteômicos da transição epitélio-mensenquimal induzida por TGF-β e EGF em linhagens celulares de câncer de pâncreas
Keywords in Portuguese
Análise proteômica
Células epiteliais de câncer de pâncreas
Fatores de crescimento
SILAC
Transição epitelial-mesenquimal
Abstract in Portuguese
O câncer de pâncreas é considerado um dos adenocarcinomas mais agressivos, ocupando o quarto lugar de mortes devidas a câncer, isto é dado principalmente a seu desenvolvimento silencioso e a sua complexidade genética, tornando-o de difícil detecção. Consequentemente, o diagnóstico desta doença ocorre apenas em fase tardia, quando o tratamento é apenas para fins paliativos. As anomalias genéticas mais frequentes no câncer de pâncreas invasivo estão relacionadas à ativação por mutações do gene KRAS e à inativação dos genes supressores de tumor CDKN2A, TP53, SMAD4 e BRCA2. Além destas conhecidas vias de sinalização, fatores de crescimento como o TGF-? e EGF também apresentam papel fundamental na progressão e metástase do câncer de pâncreas. Interessantemente, TGF-? e EGF são também indutores do processo denominado transição epitelial-mesenquimal (EMT), onde células epiteliais normais, durante a embriogênese, ou células cancerosas durante a progressão tumoral e metástase, perdem seus contatos intracelulares e adquirem caráter migratório. Desta forma a EMT, induzida por altos níveis de TGF-? e/ou EGF, é considerada como um dos mecanismos de progressão tumoral em adenocarcinomas. No presente estudo, foram estudados os proteomas e o fosfoproteoma da EMT do PanCa. Assim, células de câncer de pâncreas PANC- 1 foram induzidas à EMT em cultura com os fatores de crescimento TGF-?1 ou TGF-?2 e EGF, e após a indução, marcadores moleculares e propriedades funcionais de migração e invasão foram confirmados. Duas condições de indução da EMT foram estabelecidas, para as quais foram desenvolvidas as análises proteômicas quantitativas. A abordagem foi baseada em marcação isotópica de células em cultura (SILAC), em conjunto com fracionamento celular e de proteínas intactas, e cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas para identificação de proteínas em larga escala. No total, aproximadamente 5.000 proteínas foram identificadas, e a maioria delas quantificadas com precisão nas duplicatas experimentais. Foram selecionadas 37 proteínas com expressão diferencial estatisticamente significativa nos experimentos proteômicos, as quais participam principalmente em processos de biogênese, adesão e apoptóticos. A análise de redes de interação revelou que as proteínas alteradas estavam principalmente localizadas em vias de sinalização que controlam processos de organização da matriz extracelular, splicing alternativo e regulação da apoptose. A análise do fosfoproteoma foi feita usando TGF-?1 como agente indutor da EMT nas células PANC-1, usando a estratégia ERLIC para o enriquecimento de fosfopeptídeos. No total, foram identificados 5.965 fosfopeptídeos não redundantes, correspondendo a um total de 2.250 fosfoproteínas analisadas, sendo quantificadas 2.053 ao menos em duas replicatas, e destas foram identificados 61 fosfopeptídeos regulados pertencentes a 55 fosfoproteínas, relacionados com processos de regulação do mRNA e vias de sinalização ligadas à adesão celular. Em conclusão, nosso estudo elucida potenciais novos alvos para inibição da EMT, controle da metástase, ou para auxiliar no diagnóstico da doença, quando devidamente validada.
Title in English
Proteomics studies of epithelial mesenchymal transition induzed By TGF-β and EGF in pancreatic cancer cell lines
Keywords in English
Cancer epithelial cells
Epithelial-Mesenchymal transition
Growth factors
Proteomic analysis
SILAC
Abstract in English
Pancreatic cancer kills more than 200 thousand people worldwide every year. Also, pancreatic cancer is considered one of the most aggressive adenocarcinomas and difficult to diagnose since it develops silently and presents a high genetic complexity. Consequently, the diagnostic is often late, when the pancreatic cancer has already metastasized and the treatment has only palliative purposes. The most frequent genetic alterations observed in pancreatic cancer are related to mutations in KRAS oncogene and CDKN2A, TP53, SMAD4 and BRCA2 tumor suppressor genes. In addition to these known frequent mutations, growth factors such as TGB- ? and EGF play important roles in pancreatic cancer progression and metastasis. Interestingly, TGB- ? and EGF are also inducers of the Epithelial to Mesenchymal Transition (EMT), in which epithelial cells lose their intracellular contacts and acquire migratory capacities. Therefore, EMT is considered one of the mechanisms responsible for tumor progression and metastasis in adenocarcinomas in addition of being correlated to the process of generating cancer stem cells. In our present study, pancreatic cancer cell line PANC-1 was induced to EMT by using growth factors TGF-?1 or TGF-?2 and EGF. Both molecular and functional properties, such as invasion and migration, were evaluated in PANC-1 cells undergoing EMT and confirm the induction. Two conditions of EMT induction were properly established and in-depth quantitative proteomic analysis based on stable isotope labeling in cell culture (SILAC) followed by cellular and protein fractionation were assessed. In total, 5.000 proteins were identified and most of them were accurately quantified in duplicate experiments. Thirty-seven proteins were selected as differentially expressed with statistical significance, and were related mainly with biogenesis, adhesion and apoptosis processes. Interaction network analysis showed that regulated proteins were predominantly participating in signaling pathways linked to extracellular matrix organization, alternative splicing and apoptosis regulation. Phosphoproteome analysis was done using TGF-?1 as EMT-inductor agent on PANC-1 cells and ERLIC strategy for phosphopeptides enrichment. In total, were identified 5.965 non-redundant phosphopeptides corresponding to approximately 2.250 analyzed phosphoproteins, thereof 2.053 were quantified in at least two replicates. At comparison, were identified 61 regulated phosphopeptides belonging to 55 phosphoproteins, which were related with mRNA regulation processes and signialing pathways linked to cellular adhesion. In conclusion, our study highlighted potential new targets for EMT inhibition, metastasis control or to help in pancreatic cancer diagnosis, when careful validated.
 
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Publishing Date
2017-03-28
 
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