Orientadores: Eduardo Galembeck, Carmen Verissima Ferreira Halder

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

Resumo: A leucemia mieloide crônica, caracterizada principalmente pelo gene de fusão BCR-ABL, ainda necessita de novos tratamentos aos pacientes, como ocorre com outros tipos de câncer. A resistência a quimioterápicos é um dos principais obstáculos a serem superados para o sucesso em seu tratamento....

Resumo: A leucemia mieloide crônica, caracterizada principalmente pelo gene de fusão BCR-ABL, ainda necessita de novos tratamentos aos pacientes, como ocorre com outros tipos de câncer. A resistência a quimioterápicos é um dos principais obstáculos a serem superados para o sucesso em seu tratamento. Assim, a identificação dos mecanismos moleculares que promovem e mantêm o fenótipo resistente a múltiplas drogas (MDR) é de extrema importância para a evolução dos protocolos terapêuticos. Contudo, ainda pouco se sabe sobre as vias de sinalização envolvidas nestes eventos. O mapeamento das vias de sinalização nas células resistentes pode gerar informações para o entendimento da resistência, bem como apontar alvos para a intervenção farmacológica. Neste trabalho, apresentamos uma análise comparativa do proteoma e fosfoproteoma das células K562 (célula leucêmica não resistente) e Lucena-1 (célula leucêmica resistente a múltiplas drogas). Diversas ferramentas biocomputacionais foram criadas para auxiliar na análise dos dados, com destaque para uma ferramenta, batizada de PhosphoActivity, capaz de enriquecer conjuntos de dados obtidos a partir de fosfoproteomas com os sítios responsáveis pela ativação e pela inibição das proteínas associadas a cada fragmento fosforilado. Estas ferramentas foram empregadas para reduzir o conjunto de 2209 proteínas e 4257 peptídios fosforilados correspondentes a 2053 fosfoproteínas identificadas por espectrometria de massas. Através da combinação de dados experimentais com predições baseadas em aprendizado de máquina, foram selecionadas 145 proteínas e fosfoproteínas para validação. A seleção inclui fatores de transcrição e proteínas estruturais, como ?-catenina, HDAC6 e o filamento intermediário vimentina. As proteínas e fosfoproteínas identificadas e validadas através de métodos computacionais e experimentais apontaram o envolvimento de vias como a reorganização do citoesqueleto, a proliferação celular e o metabolismo de carboidratos na quimiorresistência de Lucena-1. Além disso, a identificação da proteína tirosina fosfatase LMW-PTP como tendo um papel central na resistência em Lucena-1 aponta a natureza complexa e multifatorial deste processo

Abstract: Chronic myeloid leukemia, characterized by the BCR-ABL fusion gene, still poses challenges to patient treatment. One of them is chemoresistance, a major barrier for successful therapy approaches. Still, the molecular mechanisms responsible for promoting and keeping the multiple drug...

Abstract: Chronic myeloid leukemia, characterized by the BCR-ABL fusion gene, still poses challenges to patient treatment. One of them is chemoresistance, a major barrier for successful therapy approaches. Still, the molecular mechanisms responsible for promoting and keeping the multiple drug resistance (MDR) phenotype are largely unknown. The mapping of phosphorylation events in resistant cells may improve disease understanding at the cellular level and suggest new targets for pharmacological intervention. Here we present a comparative analysis of the proteome and phosphoproteome in K562, a chronic myeloid leukemia cell line, and Lucena-1, a K562-derived chemoresistant line. We developed several bioinformatics tools to help analyze the data, such as a phosphoproteomics dataset enrichment tool, titled PhosphoActivity, that is able to retrieve documented sites responsible for the activation or inhibition of the proteins related to each phosphorylated fragment. These tools were employed to sift through 2290 proteins and 4257 phosphorylated peptides corresponding to 2053 phosphoproteins previously identified by mass spectrometry. Combining experimental data with support vector machine-based predictions, we selected 145 proteins and phosphoproteins for validation. The selection includes transcription regulators and structural proteins, such as ?-catenin, HDAC6 and the intermediary filament vimentin. Proteins and phosphoproteins identified and validated through computational and epxerimental methods suggest the involvement of pathways such as cytoskeleton rearrangement, cell lproliferation and carbohydrate metabolism in the chemoresistance of Lucena-1. Furthermore, the identification of LMW-PTP, a protein tyrosine phosphatase, as having a pivotal role in the resistance process in Lucena-1, suggests it as a complex and multifactorial process