"Mutações no gene OCT4 em células eritroleucêmicas humanas: implicações sobre o fenótipo de resistência a múltiplas drogas (MDR)”

Abstract

O fator de transcrição OCT4 é um importante marcador de células tronco e tem sido relacionado com o conceito de células tronco tumorais (CTTs). Recentemente, ele tem sido também relacionado ao fenótipo de resistência a múltiplas drogas (MDR). O objetivo deste trabalho foi testar se o OCT4 está ligado ao fenótipo MDR em células eritroleucêmicas derivadas da linhagem LMC-K562. Para isso, foi realizada a análise de expressão de genes associados à superfamília de transportadores ABC (ATP Binding Cassette) e, também, de fatores de transcrição relacionados a células tronco. Os primeiros resultados apontaram uma relação direta entre OCT4 e transportadores ABC na linhagem MDR derivada de K562 (Lucena). O sequenciamento de promotores ABC não revelou qualquer mutação que pudesse explicar a expressão diferenciada do OCT4 na linhagem MDR. Posteriormente, o sequenciamento da região contendo o domínio homeobox do gene OCT4 de ambas as linhagens celulares evidenciou, pela primeira vez, que este fator de transcrição é alvo de mutações que podem estar relacionados com o fenótipo MDR. As mutações encontradas implicam substituições de vários aminoácidos em ambas as linhagens celulares. K562 teve sete substituições (três exclusivas), enquanto Lucena teve 13 (nove exclusivas). Além disso, um busca in silico por motivos de fosforilação dentro da sequência de aminoácidos comparada, revelou que o OCT4 humano normal possui sete motivos potenciais de fosforilação. Entretanto, K562 perdeu um motivo e Lucena dois deles. Moléculas com diferentes padrões de fosforilação podem ter sua função modificada. Estes resultados indicam o OCT4 com uma alvo potencial para o tratamento do câncer, especialmente aqueles resistentes à quimioterapia.

The OCT4 transcription factor is a crucial stem cells marker and it has been related to the cancer stem cells (CSCs) concept. More recently, it has also been associated to the multiple drug resistance (MDR) phenotype. Our objective was to test whether OCT4 is linked to the MDR phenotype in erythroleukemic cells derived from LMC-K562 line. For this, we performed expression analyses of genes associated to the ATP Binding Cassette (ABC) superfamily, as well as stem cells-related transcription factors. Our first results pointed out the straight correlation between OCT4 and ABC transporters in K562-derivative MDR (Lucena) cells. Sequencing of ABC promoters did not reveal any mutation that could explain the differential expression of OCT4 in Lucena cells. Furthermore, sequencing of the homeobox domain region from the OCT4 gene isolated from both cell lines evinced, for the first time, that this transcription factor is a target of mutations and might be related to the MDR phenotype. The encountered mutations implied in several amino acids substitutions in both cell lines. K562 had seven amino acids substituted (three of them exclusive), while Lucena had 13 substitutions (nine of them exclusive). In addition, an in silico search for phosphorylation motifs within the amino acid stretch compared showed that human normal OCT4 has seven potential phosphorylation motifs. However, K562 has lost one phosphorylation motif and Lucena two of them. Molecules presenting different phosphorylation patterns may have its function modified. These findings bring OCT4 as an important target for cancer treatment, especially those resistant to chemotherapy