Functional interactions of overexpressed transcripts associated to Broad Copy Number Aberrations (BCNAs) in solid cancers [Interazioni funzionali di trascritti over-espressi associati ad ampie aberrazioni del numero di copie nei tumori solidi]

L'aneuploidia è una caratteristica intrinseca delle cellule tumorali e della trasformazione cellulare. Questa tesi di dottorato indaga i meccanismi molecolari alla base dell'instabilità cromosomica e dell'espressione genica nel cancro, concentrandosi sul carcinoma colorettale e sull'adenocarcinoma mammario. Studi precedenti hanno esaminato come le aberrazioni cromosomiche di tipo “gain” (guadagno), in particolare nei cromosomi 20, 8q, 13 e 7, influenzino le regioni codificanti nel carcinoma colorettale (CRC), portando all'identificazione di geni Over-UpT, che risultano sovraespressi nel tessuto tumorale rispetto al tessuto normale e ulteriormente potenziati nei tumori con specifiche aberrazioni cromosomiche. Questi geni Over-UpT sono arricchiti di "Fitness Genes", molti dei quali coinvolti nell’inizio della traduzione e nella poliadenilazione dell'mRNA. In questa tesi, sono stati analizzati i profili genomici e trascrittomici dei geni correlati ai pathway Fitness-OverT, tra cui eIF2, eIF3, CSTF e CPSF, in una coorte locale di CRC, nei campioni di adenocarcinoma del colon (COAD) del The Cancer Genome Atlas (TCGA) e nei modelli cellulari. La caratterizzazione molecolare delle linee cellulari di carcinoma colorettale è stata eseguita utilizzando piattaforma ad alta risoluzione SNP array 6.0. Gli effetti antitumorali del silenziamento singolo e combinato di alcuni geni (ad esempio, EIF3H, CPSF, CSTF1) sono stati analizzati in una linea cellulare di CRC (HT-29), mostrando effetti sinergici, in particolare per la combinazione con EIF3H, suggerendo una cooperazione funzionale. È stato inoltre studiato il ruolo di EIF3H nella traduzione degli mRNA oncogenici e la sua interazione con METTL3, una metiltransferasi coinvolta nella modifica post-trascrizionale. L'immunoistochimica e il Proximity Ligation Assay (PLA) hanno confermato la co-localizzazione di EIF3H e METTL3, supportando il ruolo dei geni Fitness-OverT nella promozione del fenotipo maligno nel CRC. In questa tesi si indaga inoltre l'impatto delle aberrazioni cromosomiche di tipo gain sulle regioni non codificanti, in particolare sui profili trascrittomici di long non-coding RNAs (lncRNAs). Un totale di 55 lncRNAs UpT e 22 lncRNAs Over-UpT sono stati identificati nei cromosomi di tipo gain in campioni di carcinoma colorettale tramite tecnologia microarray. Tra questi degni di nota risultano NORAD e SNHG6. La loro espressione è stata indagata anche nei modelli di linee cellulari tramite microarray e q-RT PCR, e confermata nei campioni COAD utilizzando i dati di RNA-seq del TCGA. Gli strumenti di predizione hanno identificato specifici lncRNA Over-UpT correlati a miRNA, evidenziando il meccanismo di "spugna" di lncRNA Over-UpT. Nell'adenocarcinoma mammario, la tesi esplora le aberrazioni cromosomiche ricorrenti 1q-gain e 16q-loss, in particolare il cromosoma der (1;16). Sono state selezionate linee cellulari di carcinoma duttale invasivo portatrici dell'aberrazione cromosomica der (1;16) e colture cellulari di controllo prive di tale aberrazione; i cariotipi molecolari, le differenze alleliche e lo stato CN (Numero di Copie) sono stati ottenuti tramite SNP array 6.0. Una precedente analisi basata sui dati molecolari forniti dal The Cancer Genome Atlas nei cromogruppi der (1;16), ha evidenziato vie di segnalazione disgregolate, tra cui la via di Notch, il complesso beta-catenina e la segnalazione Wnt. In questo contesto, la caratterizzazione delle linee cellulari di carcinoma duttale invasivo con questa aberrazione ha rivelato geni disfunzionali nei cromosomi 1q e 16q, tra cui le subunità della gamma-secretasi (APH1A, PSEN2 e NCSTN) (1q-gain), i componenti dell'enhanceosome di Wnt (BCL9 e PYGO2) (1q-gain) e la E-caderina (CDH1) (16q-loss). Questi geni disregolati sono stati analizzati utilizzando chip microarrays ad alta definizione, SNP e Human Transcriptome Array 2.0 (67.000 trascritti). Gli esperimenti su un modello di linea cellulare di carcinoma mammario portatore dell’aberrazione der (1;16) hanno inoltre valutato l'effetto combinato di un inibitore della gamma-secretasi e del silenziamento di BCL9, mostrando un impatto sulla vitalità cellulare, indice di interazioni funzionali. Infine, in questa tesi è stato valutato l'uso di dimeri biotinilati di β- e γ-ciclodestrina (CyD) per il rilascio mirato (targeted drug delivery) di doxorubicina nelle cellule tumorali, in particolare nella linea di carcinoma mammario MCF7. Questa linea è stata selezionata per la sua alta espressione del trasportatore multivitaminico sodio-dipendente (SLC5A6) responsabile dell'assorbimento di biotina, rendendolo un potenziale bersaglio per i sistemi di rilascio di farmaci basati sulla biotina. Lo studio ha valutato l'effetto di questi bioconiugati sull'attività antiproliferativa della doxorubicina e ha esaminato i livelli di trascrizione degli enzimi coinvolti nel metabolismo della biotina (Holocarboxylase Synthetase e Biotinidase) e del trasportatore ABCG2, che svolge un ruolo nella resistenza ai farmaci. I risultati hanno indicato che la doxorubicina combinata con i dimeri di ciclodestrina ha una maggiore citotossicità rispetto al farmaco libero, mentre l'incorporazione della biotina nel dimero di β-CyD si è dimostrata la più efficace nel veicolare il farmaco.

Grantor dc:publisher

Università degli studi di Catania

Year dc:date

2025

Author dc:creator

• SCUDERI, CHIARA

Contributors dc:contributor

• CONDORELLI, Daniele Filippo
• STEFANI, Stefania

• aneuploidy
• cancer genomic
• cancer fitne
• cancer driver gene
• gene copy number abnormalitie
• gene-dosage effect
• transcriptome
• gene expression profile
• dysregulated gene
• colorectal cancer
• chromosomal instability (CIN)
• lncRNA
• breast cancer
• omics technologie
• SNP array
• Human transcriptome array
• RNA interference (RNAi)
• transcript-targeted therapy
• aneuploidia
• genomica del cancro
• fitness del cancro
• geni driver del cancro
• anomalie del numero di copie geniche
• effetto del dosaggio genico
• trascrittoma
• profili di espressione genica
• geni disregolati
• cancro colon-rettale
• instabilità cromosomica (CIN)
• cancro alla mammella
• tecnologie omiche

Statement dc:rights

• info:eu-repo/semantics/openAccess
• license:NON PUBBLICO - Accesso privato/ristretto
• license uri:iris.PRI01

Language dc:language

eng

Handle dc:identifier

https://hdl.handle.net/20.500.11769/684572

OAI identifier oai:identifier

oai:www.iris.unict.it:20.500.11769/684572