Identificação de possíveis alvos terapêuticos para o tratamento de Leucemia Mielóide Aguda e Adenocarcinoma Pulmonar baseado em reversão gênica e reposicionamento de drogas - Silva, Isabeli Francischini [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024)
O câncer de pulmão é o segundo mais prevalente e mortal, sendo responsável por 18% de todas as mortes mundiais em 2020. O subtipo adenocarcinoma pulmonar (do inglês, lung adenocarcinoma; LUAD) origina-se a partir de células alveolares e acomete ~40% dos pacientes com câncer de pulmão de células não pequenas. No mesmo ano, a leucemia foi a décima principal causa de mortes relacionadas ao câncer, afetando mais de 300.000 indivíduos em todo o mundo. O subtipo mais comum é a Leucemia Mieloide Aguda (LMA), caracterizada pela proliferação abundante e diferenciação incomum de células precursoras mielóides na medula óssea.Um tipo de mutação encontrada na LMA é o oncogene MLL-AF9 (MA9). O tratamento de LUAD depende do estágio tumoral podendo ser cirúrgico, quimioterápico e/ou radioterápico. Apesar das opções atuais, as chances de sobrevivência são limitadas, motivando a busca por novos medicamentos. Já o tratamento da LMA envolve quimioterapia, com adição de medicamentos que se mantém inalterado há mais de três décadas. Assim, como a introdução de novas drogas necessita de aprovação rigorosa de agências federais, a qual aprova apenas 5%, o reposicionamento de drogas, aliado a análises computacionais, surge como alternativa ágil para identificação de novos tratamentos eficazes, usando medicamentos já aprovados para uso em terapias distintas. Nesse estudo, tivemos como objetivo encontrar novos alvos terapêuticos com potencial de reversão gênica no tratamento de LUAD e LMA. Para LUAD, foram analisados dados de scRNA-Seq de amostras tumorais LUAD (N = 7), disponíveis publicamente no banco de dados Curated Cancer Cell Atlas (3CA). Foram selecionadas células de tecido tumoral (n = 20.472) e células normais (n = 8.188) provenientes de amostras de tecido pulmonar sem câncer, para análise de expressão diferencial, utilizando o pacote Seurat v4.2.0. Para LMA, foram analisados o RNA-seq de 12.729 genes em peixes-zebra com mutação MA9, fornecidos pelo laboratório de Auckland/NZ. Os genes diferencialmente expressos (DEGs) de ambos os estudos foram selecionados considerando um valor de p ajustado < 0.05. As listas de DEGs foram utilizadas para análise de reversão de expressão gênica, com auxílio da ferramenta OCTAD e L1000FWD, que indicam as drogas aprovadas com maior potencial de reverter o perfil de expressão das células neoplásicas para o de células normais. A análise do enriquecimento funcional foi feita pela ferramenta Enrichr. Para LUAD a análise in silico foi realizada pela plataforma Câncer Dependency Map e shinyDepMap. E para LMA, foi feito análise in vivo, em que foi utilizada linhagem de embriões transgênicos de zebrafish (Danio rerio) para Lyz-EGFP como controle e Runx1+23:MA9/lyz-EGFP como amostra. Com 48 horas pós fertilização (hpf) foi feito o tratamento com as drogas de interesse. Para avaliação dos resultados foi realizado em 72hpf a Fluorescence Activated Cell Sorting (FACS), em nível celular, e qPCR para nível molecular. Para o tratemnto de LUAD foram identificadas 56 drogas em comum preditas pelas duas ferramentas. Quinze dessas drogas apresentaram como principal mecanismo de ação o antagonismo ao receptor de glicocorticóide, tendo como principal gene alvo o NR3C1 (em inglês, nuclear receptor subfamily 3 group C member 1). Nossos achados demonstram que medicamentos como Trichlormethiazide, Tosedostat e Homoharringtonine emergem como candidatos promissores, enquanto os glicocorticóides revelam relevância terapêutica. Essas descobertas requerem investigações adicionais para o desenvolvimento de estratégias terapêuticas eficazes contra o LUAD. Já para o tratamento de LMA, de 59 medicamentos encontrados, 11 prosseguiram para a análise in vivo. A nível celular apenas Mecamylamine hydrochloride apresentou redução de células Lyz nos mutantes, comparado ao controle, em duas de três verificações. Na análise a nível molecular, todos os mutantes apresentaram redução de células Lyz, com destaque Azlocilin com redução de 66% no primeiro qPCR e 123% no segundo). Esta colaboração aprimora a pesquisa e contribui para o avanço das terapias para LMA, resultando em melhorias significativas no tratamento da doença e no acúmulo de conhecimento benéfico para a pesquisa no laboratório brasileiro.
Identification of Potential Therapeutic Targets for the Treatment of Acute Myeloid Leukemia and Pulmonary Adenocarcinoma Based on Gene Reversal and Drug Repurposing
Keywords: Bioinformática; Leucemia Mileóide Aguda; Adenocarcinoma Pulmonar; Reposicionamento de Drogas