IDENTIFICATION AND VALIDATION OF GENES CANDIDATES AS TARGETS FOR TREATMENT AND DIAGNOSIS OF BREAST CANCER

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Details
  • Presentation type: DR - Doctoral Student
  • Track: 2. Cellular Biology
  • Keywords: Breast cancer; Target Therapy; Tumor Biomarker;
  • 1 Fundação Oswaldo Cruz

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Abstract

Breast cancer is one of the most common malignancies among women worldwide. The
main limitations of the efficacy of currently used drugs for the treatment of cancer
include systemic toxicity, drug resistance and debilitating side effects. Possible
effective solutions to overcome these limitations are the use of (i) overexpressed
membrane proteins as targets to address the delivery system of drugs encapsulated
in second generation nanoparticles, and (ii) monoclonal antibodies or aptamers against
specific targets on the membrane of tumor cells. In this context, this project outlines a
strategy for the optimal selection of membrane proteins in tumors focusing on the
development of specific therapy and diagnosis for breast cancer. Our strategy involves
the use of the TCGA data bank (The Cancer Genome Atlas) exploring transcriptome
data from both tumor and non-tumor breast human tissues; and other healthy tissues.
By this strategy, it was possible to identify membrane proteins with increased
expression in tumor tissue as compared to healthy tissue. A list of four target proteins
(patent pending) was proposed from this inference for 111 breast tumor patients that
included the different molecular subtypes; Luminal A, Luminal B, HER2 + and Triple
Negative. The validation process was performed using a cohort of 991 breast cancer
patients and 111 non-tumor samples; and patients were separated into clusters
according to their molecular subtype classification. The overexpression of these four
proteins was validated remaining high in all molecular subtypes. Furthermore,
immunofluorescence analysis also confirmed this data in breast tumor cell lines from
the different molecular subtypes, such as MDA-MB-231 (Triple Negative), T47D
(Luminal A), HCC1954 (HER2+) in comparison with a non-tumor breast line MCF10A.
In addition, the identified proteins demonstrated specificity and sensitivity, around 80%,
according to data from the area under the curve (AUC) of the ROC curve. To
understand which intracellular pathways could be involved with these proteins,
analysis from the human interactome data was performed. We observed that the
proteins downstream the intracellular signaling pathway present important roles in
many processes of tumor progression. Consequently, we expect that these proteins
could be considered as suitable targets for therapy with a lower rate of undesirable
side effects and greater therapeutic efficacy.

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Julia Mendonça

Bom dia André, os quatro transcritos são diferencialmente expressos em relação às amostras controle. Consideramos uma alta expressão quando o alvo foi 2x ou mais. No final, esses 4 transcritos foram selecionados por ter expressão diferencial em relação a outros amostras controle também. 

André Christianes

Entendi. Então somente esses quatro tiveram uma expressão 2x maior nas amostras tumorais?

Author

Julia Mendonça

Outros genes também tiveram maior expressão no tumor em comparação com o controle. Foi feita uma filtragem e nessa filtragem selecionamos esses 4 transcritos por apresentarem baixa expressão em outros tecidos "sadios" como bexiga, pulmão, rim, esôfago, intestino, entre outros. Pq gostaríamos que esses alvos fossem mais específicos pra tumor de mama, para melhorar tanto o tratamento quanto o diagnóstico. 

O gene A por exemplo é 18x mais expresso no tumor em comparação com o controle. E os demais 4x. 

Author

Julia Mendonça

Olá Fábio! Muito obrigada. 

Sim, concordo com você. Nos estamos realizando no momento ensaio com microarranjo de tecido para validar a expressão proteica desses transcritos. No TMA temos amostras de tecido normal e tumoral, então acredito que vamos responder essa pergunta em breve. Mas também já analisamos em dados de proteomica onde observamos que a expressão diferencial entre tumor e controle se mantem.

2. As proteínas não são glicosiladas

3. Com certeza. Fizemos uma análise prévia do transcrito A com os outros e a especificidade e sensibilidade chegou perto dos 100%, um dado super interessante de fato. 

 

Muito obrigada novamente. Abraço 

Fábio César Sousa Nogueira

Grato pelas respostas e parabéns pelo trabalho.

Author

Julia Mendonça

Olá! Boa tarde, Bruno!
Muito obrigada pelos comentários e sugestões!

1) Acreditamos que proteínas de membrana identificadas nesse projeto, por serem diferencialmente expressas, poderiam ter algumas aplicabilidades clínicas, como por exemplo: podem ser utilizadas para endereçar o sistema de delivery de medicamentos encapsulados em nanopartículas funcionalizadas, ou seja, usar a proteína como isca. Outra abordagem de tratamento seriam os anticorpos monoclonais e/ou aptâmeros, que se ligariam ao alvo específico e além disso, poderiam ser usadas como biomarcadores tumorais específicos para os tumores da mama, já que possuem alta sensibilidade e especificidade e tambem estão expressas em estágios iniciais da doença.

2) é uma ótima ideia! nós ainda não observamos se há aumento da expressão em outras patologias da mama, mas certamente vamos avaliar. Obrigada pela sugestão!

3) Na análise com outras amostras de tecido, na verdade, são amostras controle, em que para alguns dos alvos, observamos expressão aumentada em tecido sadio, mas na maioria dos casos, há baixa expressão no tecido sábio vs tecido tumoral. Nós também realizamos uma análise PAN câncer, onde apenas o transcrito A é expresso somente no tumor de mama, os demais apresentam expressão em outros tipos tumorais.

4) Nós utilizamos dois bancos de dados para analisar as vias de sinalização em que os alvos estão interagindo, o INTACT e o STRING. A partir desse dado observamos que algumas proteínas envolvidas na via de sinalização são bem descritas e importantes em diversos processos da tumorigenese.

5) Acreditamos que nossos alvos por serem majoritariamente expressos apenas no câncer de mama, poderia minimizar os efeitos colaterais que são causados pelos medicamentos usados na rotina clínica. Acho que um sistema de delivery seria uma proposta interessante nesse caso.

 

Agradeço imensamente suas colocações e estou a disposição para tirar mais dúvidas

Bruno Ricardo Barreto Pires

Perfeito. Agradeco pelas respostas.