Câncer em mamíferos marinhos: investigando genes relacionados ao linfoma em lobos-marinhos-sul-americanos (Arctocephalus australis Zimmermann, 1783)

Abstract

Os lobos-marinhos (família Otariidae, subfamília Arctocephalinae) são um dos exemplos de animais que raramente desenvolvem câncer, com poucas indicações sobre incidência da doença na literatura. Recentemente, foi descrito o primeiro caso de linfoma linfocítico de pequenas células B (SLL) em um lobo-marinho da espécie Arctocephalus australis encalhado no município de Xangri-lá (RS). Devido à raridade dos casos de câncer em lobos-marinhos, é possível que as células tumorais destes indivíduos possuam mutações em genes relacionados à resistência ao câncer, que não são encontradas em células não tumorais da mesma espécie ou de espécies relacionadas. Para avaliar possíveis alterações genéticas envolvidas na formação e resistência a tumores em A. australis, foram escolhidos os genes TP53, NOTCH1 e SF3B1, envolvidos com a formação de SLL em outras espécies animais. A construção de árvores filogenéticas e a análise de motivos proteicos conservados foram adotados como estratégias para compreensão da variação gênica e indicadores de possíveis sítios onde mutações poderiam causar danos funcionais às proteínas avaliadas. Foram testados diferentes métodos de extração de DNA a partir de amostras armazenadas a -20 °C e em bloco de parafina (FFPE). Como o genoma da espécie não é disponibilizado em bancos de dados online, primers cobrindo regiões gênicas de interesse foram desenhados com base em espécies filogeneticamente próximas, e sua amplificação foi testada com PCR. A filogenia dos genes analisados revelou padrões distintos de evolução de TP53 dentro da superfamília Pinnipedia e uma alta conservação de SF3B1 entre membros da ordem Carnivora. A avaliação de motivos proteicos mostrou importantes sítios conservados entre diferentes carnívoros, além de sítios exclusivos para algumas espécies. A amplificação dos primers desenhados foi desigual entre diferentes espécies de pinípedes, com dois pares de primers (TP53-3 e SF3B1) mostrando resultado positivo para amostras não tumorais de A. australis e um (TP53-1) para Lobodon carcinophaga. Esses resultados corroboram a hipótese de que a evolução desses genes dentro de Pinnipedia não segue a filogenia taxonômica, e mutações podem estar presentes em A. australis. Como perspectivas futuras, novos estudos utilizando amostras tumorais mais adequadas para extração de DNA são necessários.

Fur seals (family Otariidae, subfamily Arctocephalinae) are an example of animal species that rarely develop cancer, with few reports of the disease in literature. Recently, an unusual case of small lymphocytic B-cell lymphoma (SLL) affecting a South American fur seal (Arctocephalus australis) stranded in Xangri-lá (RS) was described. Due to the rarity of cancer incidence in fur seals, it is likely that tumoral cells from these individuals carry mutations in cancer resistance related genes not seen in normal cell lineages from the same or related species. The genes TP53, NOTCH1 and SF3B1, related to SLL in other animal species, were chosen to evaluate possible genetic aberrations involved in tumor growth and resistance in A. australis. Phylogenetic tree building and conserved protein motifs analysis were used as strategies to comprehend genic variation and indicate possible mutational hotspots. Different DNA extraction methods were evaluated for biological samples either stored at -20 °C or formalin fixed paraffin embedded (FFPE) were evaluated. Since the genome of the target species is not available in online databases, primers covering genic regions of interest were designed based on the genome of phylogenetically close species, and their amplification was tested in PCR. The phylogenetic analysis of the genes revealed distinct patterns of evolution for TP53 inside the superfamily Pinnipedia and a strong conservation of SF3B1 between the members of the order Carnivora. Motif analysis showed important conserved sites between different carnivores, besides exclusive sites for some species. The amplification of the primers designed was uneven between different pinnipeds, with two primers (TP53-3 and SF3B1) exhibiting positive results for non-tumoral samples of A. australis and one (TP53-1) for Lobodon carcinophaga. These results corroborate the hypothesis that the evolution of these genes is differential between pinnipeds, and mutations may be present in A. australis. For future perspectives, new studies using tumoral samples more suitable for DNA extraction are necessary.