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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.17.2020.tde-08022021-142008
Document
Author
Full name
Ilze Mari Olivi Gomes
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2020
Supervisor
Committee
Silveira, Vanessa da Silva (President)
Andrade, Augusto Faria
Squire, Jeremy Andrew
Wagatsuma, Virginia Mara de Deus
Title in Portuguese
Fosfatase de dupla especificidade 1 regula a fosforilação de YAP1 em células de adenocarcinoma ductal pancreático
Keywords in Portuguese
Adenocarcinoma ductal pancreático
DUSP1
Proteínas fosfatases de dupla especificidade
Via de sinalização Hippo
YAP1
Abstract in Portuguese
O adenocarcinoma ductal pancreático (ADP) é um tumor agressivo que representa 85% dos casos de câncer na região exócrina do pâncreas. A sobrevida livre de eventos em 5 anos é de aproximadamente 8%, sendo uma consequência do diagnóstico tardio causado pela ausência de sintomas específicos durante o desenvolvimento do ADP. A progressão tumoral do ADP é iniciada pela mutação do oncogene KRAS que resulta na proliferação celular desregulada e inibição da apoptose, entre outros processos tumorigênicos. Tais processos são mediados pela ativação de proteínas quinases ativadas por mitógenos (MAPKs), que são reguladas por fosforilação e participam do controle de inúmeras vias de transdução de sinais. Nesse contexto, as proteínas fosfatases de dupla especificidade (DUSPs) atuam no controle dessas vias por feedback negativo das MAPKs, por meio da desfosforilação de resíduos de tirosina e treonina/serina. Essas fosfatases são descritas no ADP tanto com função oncogênica quanto com função supressora de tumor, dependendo do contexto. Além das vias MAPKs, a via de sinalização Hippo desempenha papel essencial na iniciação, progressão e recorrência do ADP e também é controlada por fosforilação. A proteína YAP1 é a molécula efetora dessa via e sua atividade depende da presença ou ausência de moléculas de fosfato em resíduos de serina. Em vista do exposto, o presente estudo teve como objetivo investigar interação entre DUSPs e a via de sinalização Hippo em linhagem celular de ADP. Avanálise in silico de enriquecimento funcional (GSEA) primeiramente apontou a DUSP6 como potencial reguladora da via Hippo. A inibição farmacológica de DUSP6 com o composto BCI ocasionou o aumento nos níveis de P-YAP1 na linhagem MIA PaCa-2, mas não afetou significativamente os níveis de P-YAP1 na linhagem PANC-1. No entanto, a indução da expressão de DUSP6 não reduziu os níveis de P-YAP1 na linhagem MIA PaCa-2. Dado que o composto BCI é também um inibidor de DUSP1, foi realizado um knockout gênico específico de DUSP1 por CRISPR/Cas9 na linhagem MIA PaCa-2, no qual foi observado um aumento dos níveis de fosforilação de YAP1. A análise de Docking in silico demonstrou que a interação entre DUSP1 e YAP1 é viável e forma um complexo estável pelo resíduo de serina127 da molécula efetora da via Hippo. A análise de expressão gênica revelou uma redução na expressão do gene alvo de YAP1, o CTGF, na linhagem MIA PaCa-2 com knockout de DUSP1. Em suma, os dados obtidos nesse estudo apontam, pela primeira vez na literatura, para a interação entre DUSP1 e YAP1 em ADP. Esse resultado contribui com uma melhor compreensão dos processos de iniciação, progressão, resistência e recorrência do ADP, visto que YAP1 e DUSP1 são agentes essenciais desses fenótipos.
Title in English
Dual specificity Phosphatase 1 regulates YAP1 phosphorylation in pancreatic ductal adenocarcinoma
Keywords in English
Dual-specificity phosphatase
DUSP1
Hippo signaling pathway
Pancreatic ductal adenocarcinoma
YAP1
Abstract in English
The Pancreatic Ductal Adenocarcinoma is an aggressive tumor that represents 85% of the cancers in the pancreas' exocrine region. The 5-year overall survival is about 8%, which is a consequence of late diagnosis, which, in turn, is a result of the lack of specific symptoms. The PDAC's tumor progression is triggered by the KRAS oncogene mutation, which results in uncontrolled cell proliferation and apoptosis inhibition among other tumorigenic processes. These phenotypes are mediated by the activation of the Mitogen-Activated Protein Kinases (MAPKs), which in turn are regulated by phosphorylation and participate in the control of countless transduction pathways. The Dual Specificity Phosphatases control MAKPs through negative feedback by dephosphorylating tyrosine and threonine/serine residues. These phosphatases are described in PDAC with oncogenes or tumor suppressor roles, depending on the context. Besides MAPKs pathways, the Hippo signaling pathway plays an essential role in the PDAC initiation, progression, and recurrence, and it is also regulated by phosphorylation. The protein YAP1 is the effector molecule of this pathway and its activity is controlled by the presence or absence of a phosphate molecule at serine residues. Hence, this study aimed to investigate the interaction between DUSPs and the Hippo Signaling pathway in PDAC cell lines. In silico analysis of Gene Set Enrichment Analysis (GSEA) first pointed out DUSP6 as a possible regulator of the Hippo signaling pathway. Pharmacological inhibition of DUSP6 with BCI led to an increase in P-YAP1 levels in the MIA PaCa-2 cell line, although it did not affect P-YAP1 levels in PANC-1 cell line. Conversely, the induction of DUSP6 expression did not affect P-YAP1 levels in the MIA PaCa-2 cell line. The specific knockout of DUSP1 by CRISPR/Cas9 in the MIA PaCa-2 cell line increased the phosphorylation levels of YAP1. In silico docking demonstrated that DUSP1 and YAP1 interact at Ser127 of the Hippo's effector molecule and the complex of these two proteins is stable. Also, Real-Time qPCR revealed a reduction of CTGF expression in the DUSP1 knockout MIA PaCa-2 cell line. Taken together, our data point out for the first time in the literature, to a interaction between DUSP1 and YAP1 in the MIA PaCa-2 cell line. This result leads to a better understanding of PDAC initiation, progression, resistance and recurrence since YAP1 and DUSP1 are essentials agents of these phenotypes.
 
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Publishing Date
2021-03-24
 
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