Análise do perfil global de expressão dos piRNAS na próstata ventral de ratos submetidos à restrição proteica materna: uma abordagem DOHaD - Baptista, Hecttor Sebastian [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024)
A Origem Desenvolvimentista da Saúde e Doença (DOHaD) visa estabelecer correlações entre a exposição a condições adversas em períodos críticos do desenvolvimento fetal e na primeira infância e o surgimento de doenças crônicas não-transmissíveis, incluindo alguns tipos de cânceres, como o câncer de próstata (CaP). Com isso, diversas alterações em marcadores epigenéticos têm sido apontados como potenciais agentes envolvidos na origem desenvolvimentista do CaP. Os RNAs que interagem com proteínas PIWI (piRNAs) atuam no controle de elementos transponíveis (ETs) mantendo a integridade do genoma. Sabe-se que a desregulação de ETs pode ser desencadeada por diferentes situações de estresse, corroborando para a investigação do possível papel dos piRNAs na glândula prostática sob a ótica do conceito DOHaD, no qual ainda não foi amplamente explorado. O objetivo desse trabalho foi detectar e caracterizar a expressão piRNAs na próstata ventral (PV) da prole de ratos Sprague Dawley com 21 dias pós-natal (DPN21) e ao DPN540, que foram submetidos à restrição proteica materna durante a gestação e lactação, visando compreender o impacto no final do desenvolvimento prostático e no envelhecimento. Para isso foram coletadas as PVs dos animais, sendo direcionadas para análises histológicas e extração de RNA para o sequenciamento de small non-coding RNAs (sncRNAs). Após a filtragem das bibliotecas, os clusteres de piRNAs foram preditos no genoma mRatBN7.2 juntamente com a anotação de elementos transponíveis. Para a investigação da expressão de piRNAs em próstata, os dados foram correlacionados com RNAseq obtidos publicamente de testículo, tecido onde essas moléculas são encontradas. Como resultado, nas análises morfológicas no início da vida, os animais do grupo RPGL apresentaram um atraso do desenvolvimento da glândula prostática, com aumento do compartimento estromal e epitelial, e diminuição do compartimento luminal. No envelhecimento, foi possível observar no grupo RPGL, uma diminuição no compartimento luminal e aumento estromal. Além disso, houve atrofia epitelial característica do envelhecimento em ambos os grupos experimentais, no entanto, foi observado aumento da incidência de carcinoma in situ, nos animais do grupo RPGL. Utilizando os dados de small RNA sequence obtidos da próstata nos grupos controle e restrito (no DPN 21 e 540) foram identificados nos animais jovens 66 clusters de piRNAs expressos no grupo CTR e 61 no grupo RPGL. Já nos animais envelhecidos foram identificados 58 clusters nos animais no grupo controle e 53 clusters no grupo RPGL. Dentre esses clusteres, 23 são comuns em todos os grupos. Foram encontrados 8 clusteres de piRNAs expressos tanto em próstata como em testículo. Por fim foi avaliada a expressão dos genes das proteínas PIWI nas amostras de próstata de ambos os grupos e idades (Riwi, Rili e Rili2). Nos animais jovens não há diferença de expressão para nenhum dos genes avaliados. Entretanto, nos animais envelhecidos, houve um aumento da expressão de Riwi e uma diminuição de Rili, ambos no grupo restrito. Portanto, conclui-se que houve variações no perfil de expressão de clusteres na glândula prostática frente a condição de desnutrição proteica materna, indicando a participação dos piRNAs no desenvolvimento da próstata em ambiente de restrição.

The Developmental Origins of Health and Disease (DOHaD) aims to establish correlations between exposure to adverse conditions in critical periods of fetal and early childhood development and the emergence of chronic non-communicable diseases, including some types of cancer, such as prostate cancer. (CaP). Therefore, several changes in epigenetic markers have been identified as potential agents involved in the developmental origin of PCa. RNAs that interact with PIWI proteins (piRNAs) act to control transposable elements (TEs), maintaining the integrity of the genome. It is known that the deregulation of ETs can be triggered by different stress situations, supporting the investigation of the possible role of piRNAs in the prostate gland from the perspective of the DOHaD concept, which has not yet been widely explored. The objective of this work was to detect and characterize piRNA expression in the ventral prostate (VP) of the offspring of Sprague Dawley rats at 21 postnatal days (DPN21) and at DPN540, which were subjected to maternal protein restriction during pregnancy and lactation, aiming to understand the impact on the end of prostate development and aging. For this purpose, the PVs of the animals were collected and sent for histological analysis and RNA extraction for the sequencing of small non-coding RNAs (sncRNAs). After filtering the libraries, piRNA clusters were predicted in the mRatBN7.2 genome along with the annotation of transposable elements. To investigate the expression of piRNAs in the prostate, the data were correlated with RNAseq publicly obtained from the testis, the tissue where these molecules are found. As a result, in morphological analyses at the beginning of life, animals in the RPGL group showed a delay in the development of the prostate gland, with an increase in the stromal and epithelial compartment, and a decrease in the luminal compartment. During aging, it was possible to observe in the RPGL group a decrease in the luminal compartment and stromal increase. Furthermore, there was epithelial atrophy characteristic of aging in both experimental groups, however, an increased incidence of carcinoma in situ was observed in animals in the RPGL group. Using small RNA sequence data obtained from the prostate in the control and restricted groups (at PND 21 and 540), 66 clusters of piRNAs expressed in the CTR group and 61 in the RPGL group were identified in young animals. In aged animals, 58 clusters were identified in animals in the control group and 53 clusters in the RPGL group. Among these clusters, 23 are common in all groups. 8 clusters of piRNAs were found expressed in both prostate and testis. Finally, the expression of PIWI protein genes was evaluated in prostate samples from both groups and ages (Riwi, Rili, and Rili2). In young animals, there is no difference in expression for any of the genes evaluated. However, in aged animals, there was an increase in Riwi expression and a decrease in Rili, both in the restricted group. Therefore, it is concluded that there were variations in the expression profile of clusters in the prostate gland in the context of maternal protein malnutrition, indicating
Analysis of the global expression profile of piRNAs in the ventral prostate of rats subjected to maternal protein restriction: a DOHaD approach
Keywords: DOHaD; Próstata ventral; piRNA