Μελέτη της έκφρασης του γονιδίου PRMT1 (Protein Arginine Methyltransferase 1) (πρωτεϊνική μεθυλοτρανσφεράση αργινίνης 1) στον καρκίνο του παχέος εντέρου

Abstract

Cancer is a multidimensional disease with high mortality rates. Especially colon cancer is the third most common type of cancer in both males and females. Cancer is considered a disease of the Western civilization since, beyond the genetic alterations responsible for its occurrence; life style also plays an important role (bad nutrition, smoking, lack of exercise). It is now evident the necessity of discovering new biological markers and great efforts are being made towards this direction. The discovery of such molecules could significantly assist on prompt diagnosis and provide a clear picture of disease progression. Additionally, it could contribute on the application of new therapeutic approaches. This has been the main aspect during the course of the present thesis. Besides the main biological processes directly connected to colon cancer, there are many genes that could offer a great deal of information on the disease progression. We thought that Protein Arginine Methyltransferase 1 gene (PRMT1) is one of them. This gene encodes an enzyme implicating in many important aspects of cell metabolism via arginine methylation of certain protein molecules. PRMT1’s participation in metabolism made us consider studying this molecule and correlating its expression to colon cancer. In the present study, the expression levels of PRMT1 splice variants were calculated in a variety of colon tissues (normal, cancerous, adenomas, inflamed tissue) using mainly RT-PCR. In the course of our study, we discovered an additional splice variant (PRMTl-v4) and we were also able to correlate the expression levels of PRMT1-v1 with clinical and pathological parameters. Moreover the experiments of immunohistochemical localisation of the PRMT1 protein, using an in-house produced anti-PRMT1 antibody, indicated a mainly cytoplasmic presence. The results of this study converge to the characterisation of the high expression of PRMT1-v1 as a marker of unfavourable prognosis for colon cancer patients.

Ο καρκίνος είναι μια πολυπαραγοντική ασθένεια, με σημαντικά υψηλά ποσοστά θνησιμότητας. Ιδιαίτερα ο καρκίνος του παχέος εντέρου αποτελεί την τρίτη συχνότερα εμφανιζόμενη μορφή καρκίνου σε γυναίκες και άνδρες. Θεωρείται η ασθένεια του Δυτικού πολιτισμού, εφόσον πέραν των γενετικών αλλαγών που είναι υπεύθυνες για την εμφάνισή της, πολύ σημαντικό ρόλο παίζει ο τρόπος ζωής (κακή διατροφή, κάπνισμα, έλλειψη άσκησης). Η αναγκαιότητα ανακάλυψης νέων βιολογικών δεικτών έχει γίνει πλέον προφανής και γίνονται μεγάλες προσπάθειες προς αυτή την κατεύθυνση. Η ανακάλυψη τέτοιων μορίων θα μπορούσε να προσφέρει όχι μόνο έγκαιρη διάγνωση, αλλά και καθαρότερη εικόνα όσον αφορά την εξέλιξη της νόσου. Επιπρόσθετα, θα μπορούσε να συνεισφέρει στην εφαρμογή νέων θεραπευτικών προσεγγίσεων. Προς αυτή την κατεύθυνση κινήθηκε και η παρούσα διδακτορική διατριβή. Εκτός από τα γνωστά βιολογικά μονοπάτια που συνδέονται άμεσα με την εμφάνιση του καρκίνου του παχέος εντέρου, υπάρχουν γονίδια τα οποία ναι μεν δεν έχουν τόσο εμφανή σχέση με τον καρκίνο, αλλά μπορεί να δώσουν πληροφορίες για την πρόοδο της νόσου. Ένα τέτοιο γονίδιο θεωρήσαμε ότι είναι κι αυτό της πρωτεϊνικής μεθυλοτρανσφεράσης αργινίνης 1 (PRMT1). Το γονίδιο αυτό κωδικοποιεί μια πρωτεΐνη που εμπλέκεται σε ποικίλα και σημαντικά σημεία του κυτταρικού μεταβολισμού, μέσω της μεθυλίωσης καταλοίπων αργινίνης συγκεκριμένων μορίων. Η συμμετοχή του πρωτεϊνικού προϊόντος του PRMT1 στον μεταβολισμό έδωσε την ώθηση στο να μελετηθεί και να συσχετιστεί με τον καρκίνο του παχέος εντέρου. Η παρούσα μελέτη αφορά τα επίπεδα έκφρασης του mRNA του PRMT1 σε ιστούς ασθενών που πάσχουν από καρκίνο του παχέος εντέρου, ιστούς προερχόμενους από αδενώματα και φλεγμονές του παχέος εντέρου, καθώς και φυσιολογικούς ιστούς του παχέος εντέρου. Κατά τη διάρκεια της μελέτης ανακαλύφθηκε ένα επιπλέον μετάγραφο που προκύπτει από το εναλλακτικό μάτισμα του πρόδρομου mRNA του γονιδίου. Επίσης, κατά τη συσχέτιση της έκφρασης με κλινικοπαθολογικές παραμέτρους προέκυψε στατιστικά σημαντική σχέση μεταξύ των παραμέτρων και της έκφρασης ενός εκ των τεσσάρων εναλλακτικών μεταγράφων, του v1. Τέλος, πραγματοποιήθηκαν πειράματα ανοσοϊστοχημικού εντοπισμού της πρωτεΐνης, με αντίσωμα που φτιάχτηκε στο εργαστήριό μας, και υπέδειξαν την κατά κύριο λόγο κυτταροπλασματική παρουσία της πρωτεΐνης. Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης συγκλίνουν προς τον χαρακτηρισμό της υψηλής έκφρασης του μεταγράψου v1 ως δείκτη κακής πρόγνωσης όσον αφορά τους ασθενείς με καρκίνο του παχέος εντέρου.