ANÁLISE IN SÍLICO DE POLIMORFISMOS DO GENE EP300

REGISTRO DOI: 10.5281/zenodo.10407032

Giovanna Scarso Morelli¹
Tereza Raquel Xavier Viana²
Regiane Priscila Ratti³
Larissa Teodoro Rabi⁴

RESUMO
O gene EP300 codifica a proteína p300 que desempenha papel essencial na regulação da expressão genica e na modulação de processos fundamentais para sobrevivência celular. Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi identificar as principais alterações morfofuncionais e de estabilidade proteica de p300 decorrentes da presença de polimorfismos no gene EP300. A análise in sílico utiliza métodos de bioinformática para examinar dados genômicos, identificar padrões e prever interações moleculares. A análise das consequências proteicas pode fornecer insights sobre possíveis associações com desenvolvimento de doenças ou condições especificas, contribuindo para abordagem individualizada e diagnóstico precoce. A abordagem in sílico permite a triagem eficiente de polimorfismos relevantes, acelerando a descoberta e facilitando os experimentos laboratoriais subsequentes. A compreensão dos impactos das alterações em p300 são relevantes para a pesquisa biomédica, fornecendo informações valiosas para o desenvolvimento de terapias direcionadas e estratégicas de tratamento personalizado em condições associadas a disfunções de gene.
Palavras-chave: Análise in sílico. Gene EP300. P300. Bioinformática.

INTRODUÇÃO

A Histona Acetiltranferase (GAYTHER, et al., 2000) (EP300) também conhecida como p300, regula a transcrição por meio do remodelamento da cromatina, desempenhando um papel crucial nos processos de proliferação e diferenciação celular (YAO, et al., 1998). Mutações somáticas em EP300 foram identificadas em diversos tipos de câncer, sugerindo seu potencial como gene supressor de tumor (TSG) (GAYTHER, et al., 2000). Em particular, foram relatadas mutações em carcinoma gástrico, carcinoma colorretal, câncer de mama e bexiga, principalmente envolvendo alterações de sentido framshit (CUTAIT, GARICOCHEA & COTTI, 2001).

O gene EP300, localizado no braço curto do cromossomo 22, codifica a proteína p300, uma coativadora de transcrição multifuncional (RIVADENEIRA-DUEÑAS & VACA-SALAZAR, 2021). Essa proteína desempenha um papel crucial na regulação de expressão genica, influenciando processos celulares fundamentais, como a modulação do ciclo celular, diferenciação celular e apoptose (YAO, et al., 1998). Além disso, mutações em EP300 foram associadas a condições médicas, incluindo a síndrome de Rubstein-Taybi, destacando sua relevância clinica (RIVADENEIRA0DUEÑAS & VACA-SALAZAR, 2021). No entanto, há evidencias contraditórias, sugerindo que a p300 pode também atuar como um regulador na progressão do câncer, estando implicado na tumorogênese (MIRANDA, et al., 2012).

A literatura demonstra associação entre a superexpresão da p300 ao carcinoma hepatocelular, indicando uma correlação com características agressivas e prognóstico desfavorável. Além disso, a p300 demonstrou ser um potencial biomarcador para prever a recorrência do câncer de próstata, estando associada a alterações no tamanho e forma dos núcleos das células epiteliais (MACHADO, CARVALHO & SILVA, 2009). A elevada expressão da p300 no câncer de mama também foi correlacionada com a recorrência do tumor e prognóstico desfavorável (TIEZZI, et al., 2008). Apesar de relatos disseminados, o valor prognóstico da p300 em diversos subtipos de câncer humano permanece controverso, destacando a necessidade continua de pesquisa para esclarecer seu papel multifacetado em contextos biológicos.

Dessa forma, o objetivo desse estudo foi compreender como alterações morfofuncionais proteicas decorrentes da presença de polimorfismos impactam na estabilidade, estrutura e/ou função da proteína, bem como, elucidar sua importância para o diagnóstico precoce e a escolha terapêutica individualizada.

METODOLOGIA

Trata-se de um estudo in sílico com aplicações de metodologias para análise da alteração morfofuncional e estabilidade proteica decorrente da presença de polimorfismos no gene EP300. Informações sobre o polimorfismo coletado no banco de dados de polimorfismos (dbSNP) do National Institutes of Health (NIH) e sua respectiva sequencia FASTA da proteína p300 foi coletada no Uniprot Consortium (UniProt) sob código de identificação: Q09472.

A presença de polimorfismos genéticos pode resultar em alterações de aminoácidos na estrutura proteica, sendo assim, essas alterações podem promover impactos estruturais, funcionais ou de estabilidade. O PredictSNP1.0 contém oito ferramentas de análise: PolyPhen-1 e PolyPhen-2 que são ferramentas capazes de avaliar os impactos na estrutura e função proteica por método empíricos de análise e também por comparação de propriedades físicas das moléculas. PhdSNP para análise de estrutura e sequencia proteica que utiliza metodologia Suport Vector Machine (SVM); nsSNPAnalyzer que utiliza Random Forest com alinhamento de sequencia e estrutura 3D para avaliar impactos fenotípicos; SIFT realiza a estimativa dos efeitos da substituição de aminoácidos na função proteica baseada em homologia e nas características químicas dos aminoácidos; SNAP que avalia alterações na estrutura secundária da proteína, bem como, compara a cessibilidade do solvente em caso de alteração de aminoácido por metodologia Neural Network; PANTHER avalia a função proteica e MAPP que avalia as variações físico-químicas da proteína.

RESULTADOS E DISCUSSÕES

Foram encontrados 46.060 SNPs cadastrados no dbSNP, destes 4 (quatro) eram missenses com MAF>0.1. Após a exclusão de repetições um polimorfismo do gene EP300 se destacou, o rs20551 com troca de uma isoleucina (I) na posição 199 para uma valina (V). Entretanto, após análise no pacote PredictSNP1.0 observou-se que a alteração I199V foi considerada neutra por todas as ferramentas utilizadas indicando ausência de alterações estruturais ou funcionais. De forma complementar, observou-se diminuição da estabilidade proteica sugerindo modificações na durabilidade das interações com a proteína p300.

A proteína p300 pode exercer efeitos de supressão tumoral decorrentes das funções de outros supressores de tumor, como p53, RB1, BRCA1 ou por meio da indução de genes responsivos ao fator de crescimento transformante β (TGF-β) (LHEUREUX, et al., 2018), sugerindo que essa proteína atue apenas em cascatas de sinalização e/ou exerça papel modulador nesse contexto. Em reposta ao dano do DNA, p300 aumenta a ativação transcricional dependente de p53 de genes necessários para interromper o ciclo celular e reparar o DNA (PAO et al., 2000).

Além disso, a p300 promove acumulo nuclear e auxilia no aumento da estabilidade de p53 em resposta ao estresse genotoxico. Curiosamente, em condições sem estresse e durante a recuperação de danos no DNA, acredita-se que a p300 assegura a degradação de p53 para a retomada do ciclo celular após o reparo do DNA (PAO et al., 2000).

Estudos demonstraram por meio de sequenciamento de nova geração (NGS - do inglês, Next Generation Sequence) abundância de mutações genéticas somáticas com frequências de até 30% em EP300 associadas a diversos tipos de tumores humanos. Ainda, embora estudos anteriores sinalizem deleções genéticas brutas ou parciais, apenas uma fração relativamente pequena de todas as modificações genéticas de EP300 conhecidas e associadas ao desenvolvimento tumoral são dessa natureza. A maioria das alterações são, de fato, polimorfismos pontuais missense que podem alterar a composição dos aminoácidos na estrutura de p300 e ocorrem maior frequência nos domínios KAT, sugerindo uma pressão seletiva em canceres para alteração dessa atividade.

A literatura também demonstra que tumores primários de origens variadas revelaram alterações nos níveis de proteína p300 (DEBES et al., 2003). Além disso, já foi reportado que o aumento da expressão de p300 se correlaciona com a baixa sobrevida e fenótipos agressivos em carcinoma de células escamosas de mama, hepatocelular, esofágico e cutâneo (CHEN et al., 2014).

CONCLUSÃO/CONSIDERAÇÕES FINAIS

Apesar de nossos achados não demonstrarem modificações significativas na estrutura ou função da p300 decorrentes da presença do polimorfismo rs20551, sabe-se que devido a sua função de modulação de expressão gênica e participação em diversas cascatas de sinalização intracelular, esta é uma proteína que deve ser considerada para estudos in vivo, especialmente, em pacientes com câncer.

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¹ Departamento de Biomedicina, Centro Universitário Nossa Senhora do Patrocínio (CEUNSP), Itu, SP, Brasil. E-mail: [email protected]

² Departamento de Biomedicina, Centro Universitário Nossa Senhora do Patrocínio (CEUNSP), Itu, SP, Brasil. E-mail: [email protected]

³ Departamento de Biomedicina, Centro Universitário Nossa Senhora do Patrocínio (CEUNSP), Itu, SP, Brasil. Doutora em Biotecnologia. E-mail: [email protected]

⁴ Departamento de Biomedicina, Centro Universitário Nossa Senhora do Patrocínio (CEUNSP), Itu, SP, Brasil. Mestre em Ciências. E-mail: [email protected]