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ANÁLISE DE VARIAÇÃO DO NÚMERO DE CÓPIAS DE GENES EM CÂNCER DE BEXIGA
Wanjberg, Gabriel | Fecha del documento:
2013
Autor
Coordinador(es)
Director
Miembros de la junta
Afiliación
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Vice Direção de Ensino, Informação e Comunicação. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Resumen en portugues
Variação no número de cópia (CNV) é definida como uma classe de alteração
estrutural genômica que inclui amplificações e perdas de uma região específica, esta
podendo ser um gene completo. O câncer de bexiga é conhecido por estar associado a
variações estruturais no cromossomo 9 e muitos estudos têm utilizado técnicas de baixa
resolução para definir quais regiões são frequentemente perdidas ou amplificadas.
Embora já tenham sido identificados diferentes tipos e localizações de CNVs em câncer
de bexiga, a informação de alta resolução descrevendo genes e vias específicas
associadas com à progressão tumoral é escassa.
A fim de realizar uma análise de alta resolução de CNVs em câncer de bexiga, foi
utilizada a plataforma Affymetrix GeneChip Human Mapping 250k Nsp em 49 amostras
de tumor de pacientes com câncer de bexiga em diferentes estágios clínicos, porém
apenas 41 delas foram analisadas [15 em estágio clínico 1 (Ta), 11 em estágio clínico 2
(T1) e 15 em estágio clínico 3 a 4 (T2-T4)] e amostras de tecido normal
correspondentes (linfócitos do mesmo paciente). Usamos o ambiente R e pacotes de
processamento e anotação disponibilizados pelo projeto Bioconductor para realizar
nossa análise. Testamos duas metodologias para identificar quais segmentos foram
perdidos e amplificados, sendo eles: DNAcopy e CGHcall. O DNAcopy foi utilizado com
os limiares de 0,5 para amplificações e -0,5 para perda. O pacote CGHcall foi utilizado
para realizar chamadas e identificar os segmentos que tiveram suas cópias perdidas ou
amplificadas com significância estatística de 80%. Como forma de validar os programas
desenvolvidos pelo nosso grupo, analisamos dois conjuntos de dados de trabalhos
publicados utilizando programas escritos pelo nosso grupo que continham estes dois
pacotes. Identificamos perdas significativas no cromossomo 9, como já descrito na
literatura, em pacientes nos 3 estágios (40% em Ta, 45% em T1 e 33% em T2,T3,T4).
Amplificações significativas foram detectadas nos cromossomos 8q (54% dos pacientes
em T1) e 13q (45% dos pacientes em T1). Como previamente descrito em outros tipos
de câncer, encontramos genes que apareceram frequentemente amplificados ou
perdidos em nossas análises. Dentre eles temos: as amplificações dos genes YWHAZ
(em câncer de mama), SPAG1 (em câncer de pâncreas) e CTNND2 (câncer de
estômago); e perdas dos genes P16 (câncer de pâncreas e do timo), WWOX
(Osteosarcoma) e MTAP (câncer de estômago). O pacote GOseq foi utilizado para
realizar análise de enriquecimento de genes (do inglês Gene Set Enrichment Analysis).
Como resultado, identificamos as seguintes vias metabólicas relacionadas aos genes
que sofreram amplificação: envolvidas com transcrição (q-valor 8x10-7, no estágio Ta),
com a diferenciação de epitélio (q-valor 5x10-20, no estágio T1). As vias metabólicas
associadas aos genes perdidos foram: ligação ao receptor de interferon / (q-valor
3x10-9, no estágio Ta) e adesão celular (q-valor 2x10-3, nos estágios T2, T3 e T4).
Concluindo, nossos resultados mostram que há desequilíbrio entre genes perdidos
e com amplificações que estão relacionadas à adesão celular, transcrição e
queratinização, o que pode auxiliar no entendimento da evolução do tumor e
proporcionar novas perspectivas para compreensão da biologia do câncer de bexiga.
Resumen en ingles
Copy number variation (CNV) is defined as a class of structural genomic
modification that includes gains and losses of a specific genomic region, which can be a
complete gene. Bladder cancer is known to be associated with structural variations on
chromosome 9. Many studies have used low resolution techniques to define which
regions are frequently lost or gained. Although different types and locations of CNVs
have been described in bladder cancer, there is few high resolution information
describing specific genes and pathways associated with tumor progression.
In order to perform a high resolution analysis of CNVs in bladder cancer, we used
the Affymetrix GeneChip Human Mapping platform Nsp 250k in 49 tumor samples from
patients with bladder cancer at different clinical stages, although only 41 were analyzed
[15 in clinical stage 1 (Ta), 11 clinical stage 2 (T1) and 15 clinical stage 3 to 4 (T2-T4)]
and corresponding to normal tissue samples (lymphocytes from the same patient). We
use the R environment and processing and annotation packages provided by the
Bioconductor project to conduct our analysis. We tested two different methodologies to
identify which segments were lost and amplified: DNAcopy and CGHcall. For DNAcopy
we assigned the following thresholds: 0.5 for gains and -0.5 for loss. The CGHcall
package was used to call and identify the segments that had their copies lost or
amplified with a 80% significance. In order to validate the programs developed by us
using these two packages, two sets of already published data were used to compare
their results with data found by us. As in the literature, we found significant losses on
chromosome 9 in patients in 3 stages (40% in Ta, T1 in 45% and 33% in T2, T3, T4).
Significant gains were detected on chromosomes 8q (54% of patients in T1) and 13q
(45% of patients in T1). We found genes frequently amplified and lost already described
in other cancers, as follows: YWHAZ (breast cancer), SPAG1 (pancreatic cancer) and
CTNND2 (stomach cancer), and loss of genes: P16 (pancreas and thymus cancer),
WWOX (Osteosarcoma) and MTAP (stomach cancer). The package GOseq was used
for gene set enrichment analysis. As a result, there are metabolic pathways associated
with amplified genes: involved in transcription (q-value 8e-7 in stage Ta) and
keratinization (q-value 5e-20 at stage T1). Metabolic pathways associated with lost were
receptor binding of interferon / (q-value 3e-9 in stage Ta) and cell adhesion (q-value
2e-3 at stages T2, T3 and T4).
In conclusion, our results show that there is an imbalance between genes lost and
amplifications that are related to cell adhesion, transcription and keratinization, which
can assist in the understanding of tumor progression and provide new perspectives for
understanding the biology of bladder cancer.
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