Análise integrada de metilação de DNA e expressão gênica nos quatro subgrupos de meduloblastoma

Abstract

O meduloblastoma (MB) está entre os tumores sólidos pediátricos mais frequentemente diagnosticados e estima-se que um terço dos pacientes com meduloblastoma irão a óbito devido à doença. Este tumor heterogêneo é atualmente classificado em quatro subgrupos moleculares geneticamente distintos: wingless (WNT), sonic hedgehog (SHH), Grupo 3 (G3 ) e Grupo 4 (G4). Alterações epigenéticas, como a disrupção da metilação do DNA são reconhecidas como uma característica universal da tumorigênese, e para o MB isto não é exceção. Neste estudo foi utilizado um grande conjunto de dados compreendendo 763 amostras pareadas de MB, tanto de microarranjo de expressão gênica como de metilação de DNA. Primeiramente foram identificados os genes diferencialmente metilados (DMs) e diferencialmente expressos (DEs) em cada um dos subgrupos. O subgrupo SHH apresentou uma menor taxa de metilação diferencial com 10,3% dos sítios CpGs DM, enquanto que o subgrupo G3 apresentou a maior taxa com 14,6%. Todos os subgrupos apresentaram uma maior taxa de hipermetilação comparada à hipometilação, em média 1,28 vezes maior. Posteriormente, foi examinada a correlação entre a metilação do DNA e expressão gênica. A correlação negativa está comumente associada a um silenciamento transcricional ao limitar o acesso de fatores de transcrição a regiões promotoras. Neste estudo, a correlação negativa mostrou-se mais comum que a positiva, especialmente em regiões promotoras, contudo a correlação positiva predominou no corpo do gene e na região 3’UTR. A metilação CpG do corpo gênico ainda não é bem compreendida, mas geralmente está associada à maior expressão do gene correspondente. Genes já associados ao MB como GLI2, GAB1 e PRAME assim como genes ligados a outros tipos tumorais foram identificados DMs e DEs e possuindo um grande número de sítios CpGs com correlação significativa. Esse conjunto de genes nos ajudam a entender o comportamento da metilação e de que maneira ela influencia a expressão gênica nos diferentes subgrupos de MB.

Medulloblastoma (MB) is the most frequently childhood solid tumor and it is estimated that one third of patients with medulloblastoma will die from the disease. This heterogeneous tumor is currently distinguished in four molecular subgroups: wingless (WNT), sonic hedgehog (SHH), Group 3 (G3) and Group 4 (G4). Epigenetic changes, such as disruption of DNA methylation, are recognized as a universal feature of tumorigenesis, and for MB this is no exception. In this study a large dataset was evaluated, comprising 763 MB paired samples of microarray gene expression and DNA Methylation. Differentially methylated (DMs) and differentially expressed (DEs) genes were identified in each of the subgroups. The SHH subgroup displayed a lower rate of differential methylation with 10.3% of DM CpGs sites, while the G3 subgroup had the highest rate with 14.6%. All subgroups presented a higher rate of hypermethylation compared to hypomethylation, on average 1.28 times greater. Subsequently, the correlation between DNA methylation and gene expression was performed. The negative correlation is associated with transcriptional silencing by limiting the access of transcription factors to promoter regions. In this study, negative correlation was pointed out to be more common than positive, especially in promoter regions. The positive correlation predominated in the gene body and in the 3'UTR region. The CpG methylation of the gene body is still not well understood, but it is usually associated with higher expression of the corresponding gene. Genes already associated with MB such as GLI2, GAB1 and PRAME as well as genes linked to other tumor types have been identified as DMs and DEs and with a large number of CpG sites with good correlations coefficients. This set of genes contributed to a greater understanding of the behavior of methylation and your role in gene expression in different subgroups of MB.