Porovnání expresního profilu vybraných tumor-supresorových genů s úrovní metylace v promotoru těchto genů

Bc. Eva GOTTWALDOVÁ

Master's thesis

Comparison of the expression profile of selected tumor-suppressor genes and the level of methylation in promoter of these genes

Anotácia:

Tato diplomová práce je zaměřena na porovnání expresního profilu vybraných tumor-supresorových genů s úrovní metylace v promotoru těchto genů metodou pyrosekvenování u pacientů s mnohočetným myelomem a u myelomových buněčných linií po jejich ovlivnění látkami s demetylačním účinkem. Teoretická část je zaměřena na obecné informace o krvetvorbě a vývoji B-lymfocytů. Dále se zabývá stádii, která předchází aktivnímu mnohočetnému myelomu a následně se věnuje progredujícímu mnohočetnému myelomu. V závěru teoretické části práce jsou popsány cytogenetické a epigenetické faktory, které hrají důležitou roli při vzniku a progresi mnohočetného myelomu a také možnosti jeho léčby. V experimentální části byla provedena kvantifikace exprese tumor-supresorových genů RBP1, GPX3 a PDLIM4 u 17 pacientských vzorků aspirátů kostní dřeně (nesortované buněčné populace pacientů s mnohočetným myelomem) a u 5 buněčných vzorků sortovaných na antigen CD138. Expresní analýza studovaných tumor-supresorových genů byla provedena také u vzorků buněk myelomových linií KMS12-BM a KMS12-PE ovlivněných demetylačními činidly 5-aza-2´-deoxycytidin a 5-azacytidin a disulfiramem, činidlem s potenciálním demetylačním účinkem. Expresní profil tumor-supresorových genů byl porovnán s úrovní metylace ve vybraných úsecích promotorů těchto genů. Korelační analýzou byla zjištěna silná negativní korelace mezi expresí a úrovní metylace v promotorovém úseku genu GPX3 u sortovaných buněčných populací pacientů s mnohočetným myelomem. Mírnou negativní korelaci u sortovaných pacientských vzorků vykazoval gen RBP1 a pozitivní korelace byla zjištěna u genu PDLIM4. U nesortovaných vzorků pacientů s mnohočetným myelomem nebyla zjištěna významná korelace mezi expresí a úrovní metylace u žádného ze sledovaných genů. U buněk myelomových linií KMS12-BM a KMS12-PE došlo ke zvýšení exprese u všech tří studovaných genů po ovlivnění demetylačním činidlem 5-aza-2´-deoxycytidin a disulfiramem, látkou s potenciálním demetylačním účinkem. Výsledky naznačují, že obnovení nebo zvýšení exprese umlčeného tumor-supresorového genu GPX3 nebo RBP1, může být důležité k ovlivnění progrese tohoto onemocnění.

Abstract:

This master thesis is focused on the comparison of the expression profile of selected tumor-suppressor genes and a methylation level of the promoter sequence by pyrosequencing method in multiple myeloma patients and myeloma cell lines after treatment with demethylating agents. The theoretical part summarizes basic information about hematopoiesis and B-cell development. Furthermore, there are described stages that precede active multiple myeloma and progressive multiple myeloma. At the end of the theoretical part are described cytogenetic and epigenetic factors that play an important role in formation and progressing of multiple myeloma and treatment options as well. The experimental part contains 17 patient samples of bone marrow aspirates (unsorted cell populations of patients with multiple myeloma) and 5 patient samples after cell sorting for the CD138 antigen. The quantification of tumor-suppressor genes RBP1, GPX3 and PDLIM4 was performed. The expression analysis of tumor-suppressor genes was performed in myeloma cell lines KMS12-BM and KMS12-PE after their treatment with the demethylating agents, 5-aza-2´-deoxycytidine and 5-azacytidine and disulfiram. The expression profile of tumor-suppressor genes was compared with the methylation level in selected promoter regions. Strong negative correlation between an expression and a level of the promoter sequence methylation of GPX3 gene in patient samples of sorted cell populations, and the low negative correlation between an expression and the promoter methylation level in RBP1 gene were detected. On the contrary, the positive correlation was detected in PDLIM4 in patient samples of sorted cell populations. In unsorted patients samples no significant correlation was detected. The re-expression and/or increased of RBP1, GPX3 and PDLIM4 gene expressions in comparison to untreated cells after treatment of both KMS12-BM and KMS12-PE cell lines with demethylating agents 5-aza-2´-deoxycytidine and disulfiram were found. This finding indicates an important role of both studied RBP1 or GPX3 tumor-suppressor genes in progression of multiple myeloma.

Kľúčové slová

mnohočetný myelom, metylace, tumor-supresorový gen, RBP1, GPX3, PDLIM4, demetylační činidla, 5-aza-2´-deoxycytidin, 5-azacytidin, disulfiram

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 25. 5. 2020

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: Ing. Kateřina Smešný Trtková, CSc.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Master programme / odbor:
Biology / Molecular and Cell Biology