Orientadores: Maricilda Palandi de Mello, Fernanda Caroline Soardi

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia

Resumo: O receptor de andrógenos (AR) é um fator de transcrição pertencente à superfamília de receptores nucleares e é ativado por fosforilação e dimerização sob a ligação ao hormônio. Várias funções são atribuídas a este receptor, sendo a principal delas o desenvolvimento e manutenção das...

Resumo: O receptor de andrógenos (AR) é um fator de transcrição pertencente à superfamília de receptores nucleares e é ativado por fosforilação e dimerização sob a ligação ao hormônio. Várias funções são atribuídas a este receptor, sendo a principal delas o desenvolvimento e manutenção das características sexuais masculinas, atua na regulação da expressão gênica e diferenciação celular em tecidos alvos. O presente trabalho teve por objetivo principal a análise do efeito das mutações p.Pro695Ser, p.Ser759Tre, p.Leu768Val., p.Cis806Fen+p.Gln798Glu, p.Leu830Fen, p.Ile898Fen e p.Pro904Arg sobre a função do AR. As mutações acima citadas, localizadas no domínio de ligação ao hormônio, foram identificadas por sequenciamento direto do gene do AR de pacientes 46,XY com diferentes graus da Síndrome da Insensibilidade Androgênica (AIS). Mutações nesse domínio geralmente rompem a ligação aos andrógenos naturais, porém há algumas que não afetam essa ligação, mas interferem na interação entre os domínios amino e carboxi-terminal (N/C terminal), importante para a estabilização receptor-ligante. Assim, ambas funções foram investigadas. Para se avaliar a capacidade de transativação das proteínas AR mutantes, foi realizada a técnica de mutagênese sítio dirigida no cDNA completo, seguida de transfecção e expressão em células e mamíferos e, análise de transativação induzida por concentrações crescentes de 5?-diidrotestosterona (DHT) utilizando-se um gene repórter. A análise das interações N/C-terminal para cada AR mutante foi realizada pela técnica de duplo-híbrido em células de mamíferos. A mutação p.Pro695Ser apresentou atividades de transativação de 85% e 82% nos ensaios transativação com o cDNA completo e no duplo-híbrido, respectivamente, em valores de DHT fisiológicos (cerca de 1 nM). As atividades atingiram valores normais em concentrações elevadas de DHT indicando um baixo efeito sobre a atividade gonadal. No entanto, em concentrações de DHT inferiores a atividade de transativação decai para menos de 50% nos dois experimentos, podendo afetar as funções do AR em tecidos não gonadais. Esta mutação foi considerada "branda" e corresponde perfeitamente ao fenótipo masculino do paciente que se apresentava com ginecomastia, mas com fertilidade preservada. Com 1 nM de hormônio, as mutações p.Ser759Tre, p.Leu830Fen, p.Ile898Fen apresentaram atividade de transativação superior a 20%, havendo um aumento de resposta com concentrações crescentes. No entanto, o comportamento de cada uma no experimento de interação N/C diferiu sendo que a p.Ile898Fen não apresentou atividade em nenhuma concentração de ligante; as p.Ser759Tre e p.Leu830Fen responderam positivamente ao aumento da concentração de DHT atingindo 50% e 250% da atividade trancricional do receptor selvagem, respectivamente. Esses resultados indicam um fenótipo parcial de AIS (PAIS) para os portadores das mutações p.Ser759Tre e p.Leu830Fen. Nesses casos verificou-se uma boa correlação dos achados funcionais com os fenótipos dos pacientes que apresentavam graus variados de PAIS. Já para a mutação p.Ile898Fen o fenótipo esperado baseando-se nos resultados funcionais seria o de AIS na forma completa (CAIS), porém os pacientes portadores desta mutação apresentavam graus variados de ambiguidade genital compatíveis com o fenótipo PAIS. Isto indica que outros fatores devem estar influenciando a manifestação fenotípica nesse caso. A mutação p.Leu768Val apresentou atividade transcricional nula em 1 nM de DHT nos dois experimentos, um perfil típico do fenótipo CAIS apresentado pelo portador desta mutação. As mutações p.Gln798Glu e p.Cis806Fen estudadas separadamente apresentaram respostas à indução de DHT semelhantes às de mutações "brandas" e PAIS, respectivamente. No entanto, quando estudadas em conjunto, a atividade de transativação com 1 nM foi inferior a 10%, aumentando com o aumento da concentração de ligante, comportamento compatível com mutações mais graves resultando no fenótipo CAIS observado nesse caso. Por último, a mutação p.Pro904Arg, embora tenha reduzido a atividade trancricional para cerca de 20% da selvagem no experimento com o cDNA completo, no experimento com duplo híbrido a atividade foi nula indicando uma ação mais grave compatível com a forma CAIS observada. A análise funcional do AR aqui realizada pode elucidar alguns mecanismos moleculares associados a cada mutação, bem como pode fornecer subsídios para a resposta ao tratamento com DHT em cada caso em particular

Abstract: The androgen receptor (AR) is a transcription factor that belongs to the superfamily of nuclear receptors activated by phosphorylation and dimerization by hormone binding. Several functions are attributed for AR, like male sex development, regulation of gene expression and cell...

Abstract: The androgen receptor (AR) is a transcription factor that belongs to the superfamily of nuclear receptors activated by phosphorylation and dimerization by hormone binding. Several functions are attributed for AR, like male sex development, regulation of gene expression and cell differentiation in target tissues. The aim of this study was to analyze the effect of mutations p.Pro695Ser, p.Ser759Tre, p.Leu768Val, p.Cys806Phe+ p.Gln798Glu, p.Leu830Phe, p.Ile898Phe and p.Pro904Arg upon AR transactivation activity. All mutations studied here are located in the hormone-binding domain and were identified in patients with different degrees of androgen insensitivity syndrome (AIS) by AR gene sequencing. Mutations in this domain can result in the impairment of androgen ligation, but there are cases that it does not affect the binding but interfere with the interaction between the amino and carboxi-terminal domains (N/C terminal), important step for receptor-binding stabilization. Thus, both functions have been studied in this work. To evaluate the ability of AR transactivation of mutant proteins, the site-directed mutagenesis assay was performed on full-length cDNA, followed by transfection and expression in mammalian cells. The analysis of transactivation of a reporter gene with different dihydrotestosterone (DHT) concentrations was performed. The analysis of N/C-terminal interactions for each mutant AR was performed by two- hybrid mammalian assay. The mutation p.Pro695Ser reveled transactivation activities of 85% and 82% in transactivation assays with the full-length cDNA and two hybrid assay, respectively, at DHT physiological values (approximately 1 nM). The activities reached normal values at high DHT concentrations, indicating a low effect on gonadal activity. However, in low DHT concentrations, the transactivation activity decays to less than 50% in both experiments, which may affect AR functions in non-gonadal tissues. This mutation was considered "mild" and corresponds perfectly to the male phenotype of the patient who presented with gynecomastia, but with preserved fertility. With 1 nM hormone, the p.Ser759Tre, p.Leu830Phe, p.Ile898Phe mutations showed transactivation activity higher than 20%, the response increased with higher DHT concentrations. However, in N/C interaction assays, those mutations showed different results. The p.Ile898Phe revealed a complete disruption in N/C interaction at all hormone concentrations; the p.Ser759Tre and p.Leu830Phe showed positive response with the increasing in DHT concentrations and reached 50% and 250% of the transcriptional activity of wild type, respectively. Such results indicate a partial AIS phenotype (PAIS) as functional effect for p.Ser759Tre and p.Leu830Phe. In these cases there was a positive correlation with the phenotypes of patients that presented different degrees of PAIS. For the p.Ile898Phe, the expected phenotype based on functional analysis would be the complete form of AIS (CAIS), but the patients with this mutation had variable degrees of genital ambiguity consistent to PAIS. This indicates that other factors must influence the phenotypic manifestation. The p.Leu768Val revealed a complete disruption at 1 nM DHT in both experiments, typical of CAIS. The p.Gln798Glu and p.Cys806Phe mutations studied separately revealed responses to the induction of DHT similar to Mild and Partial phenotypes, respectively. However, when analyzed together, the transactivation activity of 1 nM was lower than 10%, increasing in high ligand concentration, which is consistent to CAIS phenotype. Finally, p.Pro904Arg, although showed residual transcriptional activity around 20% of the wild type in the experiment with the full-length cDNA, it abolished the transcriptional activity when N/C terminal interaction was tested indicating a CAIS phenotype, as observed in the patient. Functional analysis of the AR performed here could elucidate some molecular mechanisms associated with each mutation, and may provide a basis for response to treatment with DHT in each particular case