The PTEN tumor suppressor gene is a promising biomarker for prostate cancer with strong biological evidence that its loss of function will be associated with aggressive disease. This thesis was designed to identify the association between PTEN loss and the clinical outcome in homogeneous Gleason score 7 prostate cancer cohorts from Brazil and the USA for improved stratification of the use of loss of PTEN as an indicator of poor prognosis. In addition, ongoing correlative studies are showing an association between PTEN loss and altered T-cell infiltration in the tumor-tissue microenvironment (TME). From the Brazilian cohort, we performed a correlative evaluation of PTEN loss from 43 patients undergoing radical prostatectomy through Fluorescence in situ hybridization (FISH) and immunohistochemistry (IHC). From the USA, we evaluated two cohorts: an in silico analysis of 244 radical prostatectomy tumors obtained from The Cancer Genome Atlas (TCGA), and a case control cohort of 111 needle biopsies from the Johns Hopkins Medical School. The analysis of the case controls showed that PTEN loss by FISH and IHC was predictive of the upgrade to in radical prostatectomy. Collectively, these studies sindicate that the frequency of PTEN loss the cohort studies, using FISH, IHC and in an in silico analysis of array-CGH were similar (~20%). By FISH and IHC in the Brazilian cohort, we observed a significant association between PTEN loss and worse prognosis and a trend for the occurrence of earlier biochemical recurrence. In the copy number landscape of the Gleason 7 patients from the TCGA cohort, we observed concomitant alterations in the genome of patients that harbored PTEN homozygous or hemizygous deletions. For this in silico analysis, we found that PTEN gene deletion is associated with the extraprostatic extension (P-value = 0.05) and with disease recurrence (P-value = 0.03). We also observed that PTEN deletion events may occur with more frequency in white men (P-value = 0.01) when compared to Asians and African American men. By IHC, we evaluated the rate of CD8+ T-cell infiltration in the TME of the prostate cancer samples from the Brazil cohort. CD8+ T-cell showed a trend to a significant increased CD8+ TIL infiltration in samples that harbored PTEN homozygous deletions. In this thesis, PTEN gene has been characterized as an informative biomarker for prostate cancer stratification and outcome prediction due to its functionality and impact in cell proliferation and also appearing to have an emerging role as a biomarker of immune response in the tumortissue microenvironment.

O gene supressor tumoral PTEN é um biomarcador promissor no câncer de próstata. Importantes evidências biológicas indicam que a sua perda de função está associada a agressividade da doença. Esse estudo tem como objetivo identificar o efeito da perda de PTEN em características clínicas em coortes distintas de câncer de próstata Gleason 7 do Brasil e dos Estados Unidos. Com isso, será possível melhorar a estratificação de risco utilizando a perda de PTEN como indicador de mau prognóstico. Além disso, estudos do nosso grupo têm identificado que a perda de PTEN está associada à alteração no perfil de infiltração de células T no microambiente tumoral. Nos pacientes brasileiros, a frequência de perda de PTEN foi avaliada em 43 indivíduos submetidos à prostatectomia radical através das técnicas de hibridação in situ por fluorescência (FISH) e imunohistoquímica (IHC). Na amostra americana, tivemos duas cortes distintas: uma composta por 244 casos de prostatectomia radical derivadas de uma análise in silico obtida do The Cancer Genome Atlas (TCGA) e outra amostra de um estudo de caso controle derivada de 111 biópsias do Johns Hopkins Medical School. Esta última análise evidenciou que a perda do PTEN por FISH e IHC foi preditivo para upgrade após prostatectomia radical. Nossos resultados indicaram que a frequência da perda de PTEN foi similar entre todas as coortes analisadas (~20%). Na amostra brasileira, utilizando FISH e IHC, observamos uma associação significativa entre a perda de PTEN e fatores de pior prognóstico, assim como uma tendência para recorrência bioquímica mais precoce. Na análise de variação de número de cópias das amostras Gleason 7 do TCGA, observamos alterações concomitantes no genoma em pacientes que apresentavam deleção em homozigose ou hemizigose. Além disso, na análise in silico, observamos uma associação entre deleção do PTEN e extensão extraprostática (P = 0.05) assim como recorrência de doença (P = 0.03). Também observamos uma maior frequência de deleção de PTEN em homens brancos quando comparados à negros e asiáticos (P = 0.01). Através de IHC, avaliamos a taxa de infiltração de células T CD8+ no microambiente tumoral da amostra brasileira. Observamos uma tendência para uma maior taxa de infiltração de células T CD8+ nos casos que apresentam deleção de PTEN em homozigose. Nesta tese, o gene PTEN foi caracterizado como um biomarcador informativo para estratificação de risco do câncer de próstata devido as suas diversas funções e seu alto impacto na proliferação e sobrevivência celular. Além disso, PTEN apresenta um papel emergente como biomarcador da resposta imune no microambiente tumoral.