O mecanismo alternativo de síntese proteica da proteína UPF1 e a sua relevância na tumorigénese - Lacerda, Rafaela (2021)
A proteína up-frameshift 1 (UPF1) é uma proteína multifacetada, com um papel fundamental em vários mecanismos celulares. É um fator essencial no mecanismo de decaimento rápido de mRNAs aberrantes com codões nonsense (NMD, do inglês nonsense-mediated mRNA decay). É também uma proteína crucial para a progressão da fase S do ciclo celular e manutenção do tamanho e homeostasia dos telómeros, de um modo totalmente independente das suas funções no NMD. No que respeita à tumorigénese, a UPF1 é frequentemente considerada uma proteína supressora de tumores e um potencial alvo terapêutico para o carcinoma hepatocelular. Além disso, está subexpressa em cancro gástrico e correlacionada negativamente com a expressão de MALAT1 (do inglês long non-coding RNA metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1). De acordo com o estudo de Karger e colaboradores (colocar entre parenthesis a ref), a sobre-expressão de UPF1 inibe algumas das características específicas do cancro, como sejam a proliferação celular, a progressão do ciclo celular, a migração e a invasão celulares, e aumenta a apoptose. Assim, a UPF1 pode ser considerada um potencial modulador de MALAT1, o que demonstra que a via UPF1/MALAT1 pode ser usada como um alvo terapêutico para o cancro do estômago. Neste trabalho, o nosso grupo, demonstrou que a região 5’ transcrita, mas não traduzida (UTR, do inglês untranslated region) do mRNA que codifica a UPF1 consegue utilizar um mecanismo alternativo de síntese proteica (i.e. tradução do mRNA) mediada por IRES (do inglês, internal ribosome entry sites). Este mecanismo alternativo permite a produção seletiva de proteínas em condições que impedem o normal mecanismo de tradução, funcionando. tanto em condições normais como sob condições de stress, tais como hipóxia, stress do retículo endoplasmático, inibição da via do mTOR, ou inibição da expressão do fator de iniciação eucariótico 4E, a proteína que se liga diretamente à estrutura cap e permite a tradução canónica. Ao fazer uma análise delecional e mutacional da sequência da 5’UTR de UPF1, verificámos que a sequência mínima necessária para a atividade dependente do IRES compreende os nucleótidos 1–100 e 151–275 (do total de 275 nucleótidos que compõem a 5’UTR). Fazendo uma previsão bioinformática da estrutura secundária formada por esta sequência, verificámos que há a formação de três stem loops (SL). O primeiro e o terceiro SL correspondem precisamente às sequências identificadas como essenciais e suficientes para a tradução mediada por IRES. Estes estudos foram conduzidos em células HeLa (cancro do colo do útero), e também em NCM460 (colonócitos derivados de mucosa intestinal normal) e HCT116 (carcinoma colo-rectal em fase pré-metastática), o que nos permite avaliar a importância deste mecanismo no desenvolvimento e progressão do cancro colorretal e, consequentemente, desenvolver novas abordagens terapêuticas, com a utilização de oligonucleótidos antisense de RNA para inibir esta tradução alternativa, o que constituirá uma proof-of-concept de uma potencial terapia para o cancro colorretal baseada em RNA.