Modulação do microambiente tumoral no glioblastoma : o papel do miR-27a-3p e do miR-155-5p na reprogramação metabólica, imunomodulação e progressão tumoral

Abstract

O glioblastoma (GBM) é um subtipo de glioma considerado o mais comum e agressivo entre os tumores do sistema nervoso central. Os aspectos que conferem características malignas são o alto grau de heterogeneidade intra e inter tumoral, associado à recidiva e falha terapêutica. O GBM possui um microambiente tumoral (TME) complexo que promove o crescimento e invasão tumoral, bem como a evasão imune, contribuindo para um mau prognóstico. Vários microRNAs (miRNAs) são importantes por influenciar a plasticidade e função das células no TME e, assim, regular a progressão tumoral. A presente tese buscou explorar o perfil de expressão de miRNAs em GBM e avaliar os impactos do silenciamento dos miRNAs altamente expressos em células de GBM e nas alterações celulares e moleculares, no metabolismo e na imunomodulação. O uso de análises in silico, seguido de validação in vitro/ex vivo, proporcionou a seleção de miRNAs diferencialmente expressos (DEmiRNAs), dos quais encontramos uma maior expressão do miR-27a-3p e do miR-155-5p tanto em linhagens celulares quanto em tecido tumoral. Visto sua importância na tumorigênese de GBM, no sistema imune e nas rotas metabólicas, a inibição dos alvos conduziram a uma redução da viabilidade celular e indução de morte por apoptose. Ainda, a supressão desses microRNAs conduziu a diferenciação de subconjuntos distintos de células imunes, favorecendo um cenário antitumoral, pró inflamatório e aumentou a expressão de genes apoptóticos nas células tumorais após a cocultura com células imunes. A inibição de expressão dos miRNAs também contribuiu para a manutenção da vias de sinalização de TGF-β, que parece ser bastante modulada pela ação dos miRNAs selecionados. A inibição conduz a uma redução da via afetando as principais enzimas metabólicas, e a captação de glicose e ainda conduz a uma modulação no sistema imune. Logo, a via em questão aparece como um grande alvo para intervenções terapêuticas já que contribui para um microambiente imunossupressor e desempenha papel na reprogramação metabólica das células tumorais. Diante das análises dos alvos gênicos e das vias enriquecidas por estes miRNAs podemos propor que há uma estrita relação com a modulação do sistema imune e no metabolismo e suas implicações na tumorigênese, podendo atuar como novas abordagens terapêuticas para o GBM.

Glioblastoma (GBM) is a subtype of glioma considered the most common and aggressive among central nervous system tumors. The features that confer malignant characteristics are the high degree of intra- and inter-tumor heterogeneity, associated with recurrence and therapeutic failure. GBM has a complex tumor microenvironment (TME) that promotes tumor growth and invasion, as well as immune evasion, contributing to a poor prognosis. Several microRNAs (miRNAs) are important for influencing the plasticity and function of cells in the TME and, thus, regulating tumor progression. This thesis sought to explore the miRNA expression profile in GBM and evaluate the impacts of silencing highly expressed miRNAs in GBM cells and on cellular and molecular alterations, metabolism and immunomodulation. The use of in silico analyses, followed by in vitro/ex vivo validation, allowed the selection of differentially expressed miRNAs (DEmiRNAs), of which we found a higher expression of miR-27a-3p and miR-155-5p in both cell lines and tumor tissue. Given their importance in GBM tumorigenesis, the immune system and metabolic pathways, the inhibition of these targets led to a reduction in cell viability and induction of death by apoptosis. Furthermore, the suppression of these microRNAs led to the differentiation of distinct subsets of immune cells, favoring an antitumor, pro-inflammatory scenario and increased the expression of apoptotic genes in tumor cells after coculture with immune cells. The inhibition of miRNA expression also contributed to the maintenance of the TGF-β signaling pathway, which appears to be significantly modulated by the action of the selected miRNAs. Inhibition leads to a reduction in the pathway affecting the main metabolic enzymes and glucose uptake, and also leads to modulation of the immune system. Therefore, the pathway in question appears as a major target for therapeutic interventions since it contributes to an immunosuppressive microenvironment and plays a role in the metabolic reprogramming of tumor cells. Given the analysis of gene targets and pathways enriched by these miRNAs, we can propose that there is a close relationship with the modulation of the immune system and metabolism and its implications in tumorigenesis, and may act as new therapeutic approaches for GBM.