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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.5.2010.tde-20122010-103438
Document
Author
Full name
Carolina Maria Gomes Cani
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2010
Supervisor
Committee
Jorge, Alexander Augusto de Lima (President)
Lerario, Antonio Marcondes
Bronstein, Marcello Delano
Kochi, Cristiane
Longui, Carlos Alberto
Title in Portuguese
Análise da expressão dos genes PROP1 e CTNNB1 em craniofaringiomas adamantinomatosos com e sem mutação somática no CTNNB1
Keywords in Portuguese
Beta catenina
Craniofaringioma adamantinomatoso
Expressão gênica
Fator de transcrição PIT-1/genética
Mutação de sentido incorreto
Proteínas de homeodomínio/genética
Sela túrcica/patologia
Abstract in Portuguese
Os craniofaringiomas são os tumores mais frequentes da região hipotálamohipofisária na faixa etária pediátrica. Apesar de serem histologicamente benignos, sua tendência infiltrativa e seu comportamento agressivo resultam em significante morbimortalidade. Histologicamente podem ser divididos em dois subtipos: adamantinomatosos e papilíferos. A patogênese dos craniofaringiomas é pouco compreendida. Mutações no gene CTNNB1, que codifica a proteína beta-catenina, são a única alteração molecular conhecida até o momento implicada na tumorigênese dos craniofaringiomas adamantinomatosos. Tais mutações afetam o sítio de degradação da beta-catenina, que passa a se acumular no citoplasma e no núcleo, ativando excessivamente a via de sinalização WNT, através da ligação aos fatores de transcrição da família LEF/TCF, levando a tumorigênese. Recentemente foi descoberto um novo mecanismo de determinação da linhagem celular hipofisária regulado pela beta-catenina, através do qual ela interage diretamente com o PROP1 para determinar a diferenciação celular hipofisária. De acordo com esse modelo, o complexo protéico PROP1/beta- catenina atua simultaneamente como repressor do HESX1 e ativador do PIT1, dependendo dos co-fatores associados. Pacientes com mutações germinativas inativadoras no PROP1 desenvolvem hipopituitarismo e podem apresentar aumento hipofisário com imagens de ressonância nuclear magnética (RNM) da região selar muitas vezes semelhantes àquelas dos craniofaringiomas, com hiperssinal em T1. Por outro lado, camundongos com expressão persistente do Prop1 exibem defeitos na regulação da proliferação celular hipofisária, incluindo cistos da bolsa de Rathke, hiperplasia adenomatosa e tumores, sugerindo que mutações com ganho de função no PROP1 também poderiam contribuir para a patogênese de tumores hipofisários em seres humanos. A semelhança entre as imagens de RNM dos pacientes com craniofaringiomas e daqueles com aumento hipofisário devido a mutações inativadoras no PROP1, e o fato de que camundongos transgênicos com expressão persistente do Prop1 apresentam aumento da susceptibilidade a tumores hipofisários, deram base a nossa hipótese de que uma desregulação na expressão do PROP1 em humanos poderia estar envolvida na patogênese dos craniofaringiomas adamantinomatosos. Esse trabalho teve como objetivo avaliar a presença de mutação somática no exon 3 do CTNNB1 e avaliar a expressão desse gene e do gene PROP1 em craniofaringiomas adamantinomatosos. Foram obtidas 14 amostras desse tipo de tumor por meio da ressecção terapêutica. As amostras foram submetidas à extração do RNA e posterior transcrição reversa para obtenção de cDNA. A partir do cDNA foi realizada PCR e sequenciamento do exon 3 do CTNNB1 em todas as amostras. Porém, a avaliação por PCR em tempo real foi realizada apenas em 12 amostras, devido à qualidade inadequada de 2 amostras para submissão a essa metodologia. Foram encontradas mutações missense, em heterozigose em 9 das 14 amostras, sendo 5 previamente descritas e 2 ainda não descritas em craniofaringiomas adamantinomatosos. Hiperexpressão do CTNNB1 foi encontrada em 7 amostras, sendo 5 com mutação e 2 sem mutação no CTNNB1.A hiperexpressão variou de 2,5 a 6,2 vezes maior que o pool de hipófise normal. Contudo, a expressão do PROP1 foi indetectável em todas as amostras. Concluímos que o aumento da expressão do CTNNB1 presente em 58% das amostras sugere o envolvimento também da hiperexpressão desse gene na etiopatogenia do craniofaringioma adamantinomatoso, enquanto a ausência de expressão do PROP1 afasta a participação desse gene na etiopatogenia do craniofaringioma adamantinomatoso
Title in English
Analysis of PROP1 and CTNNB1 expression genes in adamantinomatous craniopharyngiomas with and without CTNNB1 somatic mutation
Keywords in English
Adamantinomatous craniopharyngioma
Beta catenin
Gene expression
Homeodomain proteins/genetics
Mutation missense
Sella turcica/pathology
Transcription factor PIT-1/genetics
Abstract in English
Craniopharyngiomas are the the commonest tumors to involve the hypothalamo-pituitary regions in childhood population. Histologically they are benign, and can be divided in two primary subtypes: the adamantinomatous and the papillary. Although histologically benign, their infiltrative tendency and aggressive behavior can result in great morbidity. The pathogenesis of craniopharyngiomas is poorly understood. To date, beta-catenin gene (CTNNB1) mutations have been identified only in the adamantinomatous subtype. These mutations affect the degradation target box of beta-catenin that accumulates in the cytoplasm and the nucleus increasing the transcriptional activity of WNT pathway through interaction with the transcription factors of LEF/TCF family, leading to tumorigenesis. Recently, an interaction between beta-catenin and PROP1 was described as a new mecanism for beta-catenindependent regulation of pituitary cell-lineage determination. According to this novel model, the PROP1/beta-catenin proteic complex would act as a binary switch to simultaneously repress the transcription factor HESX1 and to activate expression of transcription factor PIT1, depending on the associated cofactors. Patients with loss-of-function mutations in PROP1 present combined pituitary hormonal deficiency generally associated with pituitary enlargement and the magnetic resonance imaging (MRI) of the sellar region in these patients sometimes resembles that of the craniopharyngiomas, with T1 hyperintense signal. On the other hand, transgenic mice with persistent Prop1 expression exhibit defects consistent with misregulation of pituitary cell proliferation, including adenomatous hyperplasia with formation of Rathke's cleft cysts and tumors suggesting that misregulation of PROP1 expression in human could contribute to pathogenesis of pituitary tumors. The similarity between the MRI images of craniopharyngiomas patients and that of patients with loss-of-function mutations in PROP1, associated with the fact that transgenic mice with persistent Prop1 expression exhibit increased susceptibility to pituitary tumors gave rise to our hypothesis that a misregulation of PROP1 expression could be involved in the pathogenesis of adamantinomatous craniopharyngiomas. The aim of this study was to analyze the presence of somatic mutations in exon 3 of CTNNB1 and the expression pattern of this gene and the PROP1 gene in adamantinomatous craniopharyngiomas. Fourteen samples were obtained from therapeutic surgery and submitted to RNA extraction and reverse transcription in order to produce the cDNA. The cDNA was used as a template to CTNNB1 exon 3 PCR reaction followed by direct sequencing of all samples. However, the real-time RT-PCR analysis was realized only in 12 samples, since 2 of them had an insufficient quality for this method. Missence, heterozygous mutations were found in 9 out of 14 samples; five were previously described and 2 not yet described in adamantinomatous craniopharyngiomas. Overexpression of CTNNB1 was found in 7 samples, which them 5 with CTNNB1 mutation 2 whitout. The overexpression ranged from 2.5 to 6.2 fold more than pituitary normal pool. However, the PROP1 expression was undetectable in all the samples. We could conclude that the amount of 58% CTNNB1 overexpressed samples suggest also a role of this overexpression in the pathogenesis of adamantinomatous craniopharingiomas, while the undetectable levels of PROP1 exclude a role of this gene in the pathogenesis of adamantinomatous craniopharingiomas
 
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Publishing Date
2010-12-20
 
WARNING: The material described below relates to works resulting from this thesis or dissertation. The contents of these works are the author's responsibility.
  • CANI, C. M. G., et al. PROP1 and CTNNB1 expression in adamantinomatous craniopharyngiomas with or without β-catenin mutations. Clinics (USP. Impresso), 2011, vol. 66, p. 1849-1854.
  • ARAUJO, R.V, et al. Stem/progenitor cell gene expression in craniopharyngiomas and pituitary adenomas. In IV Congresso Brasileiro de Atualização em Endocrinologia e Metabologia IX Congresso Paulista de Endocrinologia e Metabologia, São Paulo, 2011. Arq Bras Endocrinol Metab., 2011. Resumo.
  • ARAUJO, R.V, et al. Stem/progenitor cell gene expression in craniopharyngiomas and pituitary adenomas. In The Endocrine Society, Boston, 2011. Program & Abstracts., 2011. Abstract.
  • CANI, C. M. G., et al. Absence of mutation in the armadilo repeat region of beta-catenin gene in patients with combined pituitary hormone deficiency. In The Endocrine Society´s 90th Annual Meeting, San Francisco, 2008. Program & Abstracts., 2008. Abstract.
  • CANI, C. M. G., et al. O gene PROP1 não está envolvido na tumorigênese do craniofaringioma adamantinomatoso. In Congresso Brasileiro de Endocrinologia e Metabolismo, São Paulo, 2007. Arquivos Brasileiros de Endocrinologia e Metabologia., 2007. Resumo.
  • CANI, C. M. G., et al. PROP1 gene expression in adamantinomatous craniopharyngiomas. In The Endocrine Society´s 89TH Annual Meeting - ENDO2007, Toronto, 2007. Program & Abstracts., 2007. Abstract.
  • CANI, C. M. G., et al. PROP1 is not directly involved in tumorigenesis of adamantinomatous craniopharyngiomas. In 3º Simpósio Avanços em Pesquisas Médicas LIM - Laboratórios de Investigação Médica HC-FMUSP, São Paulo, 2007. Clinics., 2007. Abstract.
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