Identificación y caracterización funcional de microRNAs en cáncer de mama

Abstract

Los MicroRNAs (miRNAs) juegan un papel importante en diversos procesos biológicos y están emergiendo gradualmente como reguladores clave de la tumorigénesis y la progresión del tumor. Para explorar la desregulación de miRNAs en cáncer de mama, se analizó el perfil de expresión de 939 miRNAs en 50 pacientes con cáncer de mama. Un total de 35 miRNAs se expresaron diferencialmente entre el tejido tumoral y el tejido mamario normal adyacente, y se identificaron nuevos miRNAs como potenciales oncogenes o miRNAs supresores de tumores en tumorigénesis de mama. miR-125b exhibió la mayor disminución de la expresión en tumores de mama. La sobreexpresión de miR-125b en células mamarias disminuyó la proliferación celular a través de la inducción de una parada del ciclo celular en la fase G2 / M, y redujo el crecimiento celular independiente de anclaje de células de origen mamario. miR-125b ejerce su función supresora de tumores a través de la interacción directa con las regiones 3'-UTRs de los mRNA de ENPEP, CK2-α, CCNJ, y MEGF9. El silenciamiento de las proteínas diana de miR-125b imitó los efectos biológicos de la sobreexpresión de miR-125b, confirmando que están modulados por miR-125b. El análisis de la expresión de la proteínas ENPEP, CK2-α, CCNJ y MEGF9 en pacientes con cáncer de mama reveló que fueron sobreexpresados ​​en el 56%, 40-56%, 20% y 32% de los tumores, respectivamente. La expresión de ENPEP y CK2-α se correlacionó inversamente con la expresión de miR-125b en tumores de mama, lo que indica la relevancia de estas posibles proteínas oncogénicas en pacientes con cáncer de mama. Nuestros resultados sugieren un papel pronóstico para CK2-α, cuya expresión puede ayudar a los clínicos a predecir la agresividad de los tumores de mama. En particular, nuestros resultados muestran que la restauración de la expresión de miR-125b o la inhibición de la expresión de ENPEP, CK2-α, CCNJ o MEGF9 puede proporcionar nuevos enfoques para el tratamiento del cáncer de mama. Por otro lado, miR-1274a, miR-1274b y miR-1260a fueron identificados como miRNAs potencialmente oncogénicos en cáncer de mama, por el hecho de que 1) los tres microRNAs están sobreexpresados en tumores de pacientes con cáncer de mama, y 2) la sobreexpresión de cada uno de ellos aumentó la proliferación celular y clonogenicidad de líneas celulares de mama. Además, la sobreexpresión de miR-1274a, miR-1274b y miR-1260a causó un aumento de la invasión en células mamarias sugiriendo que estos miRNAs podrían jugar un papel en el proceso metastático. En este sentido, la expresión de miR-1260a se asoció a la presencia y número de ganglios linfáticos metastáticos. A pesar de falta de validación de potenciales dianas de miR-1274a, miR-1274b y miR-1260a, es probable que estos microRNA funcionan como oncogenes a través de la regulación de FOXO4, cuyo papel en tumorigénesis de mama será desvelado.

MicroRNAs (miRNAs) play important roles in diverse biological processes and are emerging as key regulators of tumorigenesis and tumor progression. To explore the dysregulation of miRNAs in breast cancer, a genome-wide expression profiling of 939 miRNAs was performed in 50 breast cancer patients. A total of 35 miRNAs were aberrantly expressed between breast cancer tissue and adjacent normal breast tissue and several novel miRNAs were identified as potential oncogenes or tumor suppressor miRNAs in breast tumorigenesis. miR-125b exhibited the largest decrease in expression. Enforced miR-125b expression in mammary cells decreased cell proliferation by inducing G2/M cell cycle arrest and reduced anchorage-independent cell growth of cells of mammary origin. miR-125b was found to perform its tumor suppressor function via the direct targeting of the 3’-UTRs of ENPEP, CK2-α, CCNJ, and MEGF9 mRNAs. Silencing these miR-125b targets mimicked the biological effects of miR-125b overexpression, confirming that they are modulated by miR-125b. Analysis of ENPEP, CK2-α, CCNJ, and MEGF9 protein expression in breast cancer patients revealed that they were overexpressed in 56%, 40–56%, 20%, and 32% of the tumors, respectively. The expression of ENPEP and CK2-α was inversely correlated with miR-125b expression in breast tumors, indicating the relevance of these potential oncogenic proteins in breast cancer patients. Our results support a prognostic role for CK2-α, whose expression may help clinicians predict breast tumor aggressiveness. In particular, our results show that restoration of miR-125b expression or knockdown of ENPEP, CK2-α, CCNJ, or MEGF9 may provide novel approaches for the treatment of breast cancer.On the other hand, miR-1274a, miR-1274b and miR-1260a were identified as oncogenic miRNAs in breast tumorigenesis because 1) all three microRNAs were overexpressed in tumors of breast cancer patients, and 2) overexpression of miR-1274a, miR-1274b and miR-1260a increased cell proliferation and clonogenicity of breast cell lines. In addition, overexpression of miR-1274a, miR-1274b and miR-1260a caused increased invasion in mammary cells suggesting that these miRNAs may play a role in the breast metastasis- In fact, the expression of miR-1260a was associated with the presence and number of metastatic lymph nodes. Despite lack of validation of potential targets of miR-1274a, miR-1274b and miR-1260a, it is likely that these microRNAs function as oncogenes via the regulation of FOXO4, whose role in breast tumorigenesis will be unveiled.