The importance of H-RAS 81T-C polymorphism in cellular behaviour

Abstract

A aneuploidia é um dos fenótipos mais comuns do cancro, estando presente na maioria dos tumores sólidos e cancros hematológicos (revisto em Cahill et al., 1999, e em Weaver e Cleveland 2006). A aneuploidia tem sido associada a invasividade e a estádios avançados (Rabinovitch et al., 1989; Mendelin et al., 1999; Veltman et al., 2000), podendo ser utilizada como ferramenta no prognóstico (Friedlander et al., 1984; Alcaraz et al., 1994; Risques et al., 2003) e na resposta à terapia (Watanabe et al., 2001), em várias neoplasias. O oncogene RAS tem sido associado à instabilidade genómica, através da indução da amplificação génica (Wani et al., 1994), de conteúdo cromossómico anormal (Denko et al., 1994; Saavedra et al., 1999) e da segregação incorrecta dos cromossomas em linhas celulares (Hagag et al., 1990; Saavedra et al., 1999), através da via MAPK (Saavedra et al., 1999) e da indução da amplificação dos centrossomas (Saavedra et al., 2000; Zeng et al., 2010). Recentemente foi demonstrado que o polimorfismo 81T-C do H-RAS está associado a alterações na ploidia em neoplasias foliculares da tiróide e em bócios nodulares, resultando num aumento da aneuploidia em lesões tumorais de pacientes que possuem o alelo C (Castro et al., 2006). O principal objectivo deste trabalho foi esclarecer a importância do polimorfismo 81T-C do oncogene H-RAS no fenótipo tumorigénico no que se refere à ocorrência de aneuploidia. Para alcançar este objectivo estudámos: o(s) efeito(s) do polimorfismo 81T-C do H-RAS na expressão das isoformas (p21 e p19); o(s) efeito(s) deste polimorfismo no conteúdo cromossómico das células; e o efeito do polimorfismo no fenótipo tumoral. Um dos resultados mais interessantes consistiu na demonstração da existência de uma associação do polimorfismo 81T-C do H-RAS com a modificação do splicing alternativo e, consequentemente, a alteração da expressão das isoformas p21H-RAS e p19H-RAS. Verificamos ainda que as células que sobre-expressam o H-RAScontendo o alelo C na posição 81 apresentam um aumento do seu potencial tumorigénico, com aumento do crescimento celular, diminuição da apoptose e aumento da migração celular, em comparação com as células que sobre-expressam o H-RAS contendo o alelo T nessa posição. As células que sobre-expressam o H-RAS contendo o alelo C na posição 81 mostram, também, um aumento do número de cromossomas, bem como uma maior instabilidade cromossómica.

Aneuploidy is one of the hallmarks of cancer, being present in most solid tumours and hematological cancers (reviewed in Cahill et al., 1999, and in Weaver and Cleveland 2006). Aneuploidy is associated with high-grade and invasive tumours (Rabinovitch et al., 1989; Mendelin et al., 1999; Veltman et al., 2000), and it can be used as a tool for the prediction of patient prognosis (Friedlander et al., 1984; Alcaraz et al., 1994; Risques et al., 2003) and therapy responses for several neoplasias (Watanabe et al., 2001). The RAS oncogene has been associated, in cancer cell lines, with genomic instability by inducing gene amplification (Wani et al., 1994), generating aberrant chromosomal content (Denko et al., 1994; Saavedra et al., 1999) and inducing chromosome missegregation (Hagag et al., 1990; Saavedra et al., 1999), through the MAPK pathway (Saavedra et al., 1999), and through induction of centrosome amplification (Saavedra et al., 2000; Zeng et al., 2010). Recently, our group showed that the H-RAS 81T-C polymorphism is associated with alterations in the ploidy status in follicular thyroid tumours and in nodules of goitres, resulting in the increase of the aneuploidization of these tumours (Castro et al., 2006). The main goal of this work was to further clarify the importance of the H-RAS 81T-C polymorphism in the H-RAS role on aneuploidy and tumourigenesis. In order to achieve this we decided: to study the effect(s) of the H-RAS 81T-C polymorphism in the expression of the H-RAS p19 and p21 isoforms; to assess the effect of this polymorphism, in cells aneuploidy; and to study the role of this process in the tumourigenesis. We found the H-RAS 81T-C polymorphism to be associated with modifications in the alternative splicing and, consequently, with an alteration in the p21H-RAS and p19H-RAS isoform expression and their ratio. We demonstrated that the H-RAS C allele, in comparison with the T allele, is associated with an increase of the tumourigenic features, such as increased chromosomal instability, increased cellgrowth, decreased apoptosis and increased cell migration.