Investigação de mutações hotspot nos genes KRAS, BRAF e CTNNB1 no ameloblastoma adenoide e dos padrões de expressão de KRAS E BRAF na odontogênese murina
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Tese de doutorado
Título alternativo
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Membros da banca
Bruno Augusto Benevenuto de Andrade
Karuza Maria Alves Pereira
Marina Gonçalves Diniz
Geraldo Brasileiro Filho
Karuza Maria Alves Pereira
Marina Gonçalves Diniz
Geraldo Brasileiro Filho
Resumo
Cistos e tumores odontogênicos representam um grupo heterogêneo de lesões que
derivam do aparato odontogênico. Mutações oncogênicas são reportadas nestas
lesões, sendo que as alterações moleculares ocorrem principalmente em três vias de
sinalização celular: MAPK/ERK, Wnt/beta-catenina e Sonic Hedgehog. O
ameloblastoma adenoide é uma neoplasia odontogênica recentemente incluída na 5ª
edição da Classificação de Tumores de Cabeça e Pescoço da OMS. Ele apresenta
similaridade histológica com o ameloblastoma, com o tumor odontogênico
adenomatoide e com lesões que possuem células fantasmas. Sua patogênese
molecular ainda é incerta. Assim, investigamos a presença de mutações nos genes
BRAF, KRAS e CTNNB1, comumente mutados nestas lesões, em uma coorte de 11
amostras de ameloblastoma adenoide, derivadas de 9 casos, por meio do
sequenciamento de Sanger. Reações de imuno-histoquímica para beta-catenina
foram realizadas a fim de explorarmos o padrão de marcação no ameloblastoma
adenoide. Dada a alta prevalência de mutações hotspot nos genes KRAS e BRAF em
alguns tumores odontogênicos, e ao desconhecimento dos padrões de expressão de
tais genes durante a odontogênese, em um segundo momento, propusemo-nos à
investigação dos padrões de expressão dos homólogos murinos Braf e Kras durante
a odontogênese em embriões de camundongos CD1 (E12.5–E19.5) utilizando
hibridização in situ de RNA com riboprobes marcadas com digoxigenina. A análise
molecular do ameloblastoma adenoide revelou ausência de mutações hotspot nos
genes KRAS e BRAF na coorte investigada, ao mesmo tempo em que mutações no
éxon 3 do gene CTNNB1 (p.Ser33Cys, p.Gly34Arg e p.Ser37Phe) foram detectadas
em 4 de 9 casos de ameloblastoma adenoide. Imunopositividade nuclear para beta
catenina foi observada em todos os casos avaliados por imuno-histoquímica. A análise
dos padrões de expressão dos genes Kras e Braf em molares murinos revelou que a
expressão de Kras foi principalmente observada no epitélio dental durante os estágios
de botão tardio, capuz e campânula, começando na região mesial do germe dentário
e, posteriormente, se localizando na região do nó do esmalte. A expressão de Braf
atingiu seu pico em E14.5 no nó do esmalte, expandindo-se em direção ao epitélio
interno do órgão esmalte e ao retículo estrelado em E15.5. Células ectomesenquimais
dispersas também exibiram expressão de ambos os genes. Assim, neste estudo,
demonstramos de forma inédita a presença de mutações em CTNNB1 no
ameloblastoma adenoide, dando suporte à classificação deste tumor como entidade
separada, em vez de um subtipo de ameloblastoma. Também descrevemos os
padrões de expressão de Kras e Braf durante a odontogênese de molares de
camundongos, fornecendo conhecimentos que podem contribuir para uma melhor
compreensão dos papéis desses genes no desenvolvimento dental, na patogênese
de lesões odontogênicas induzidas por mutações na via MAPK/ERK e em sua
potencial aplicação na odontologia e medicina regenerativa.
Abstract
Odontogenic cysts and tumours comprise a heterogeneous group of lesions arising
from the odontogenic apparatus. Oncogenic mutations have been reported in these
lesions, with molecular alterations predominantly affecting three major signalling
pathways: MAPK/ERK, Wnt/beta-catenin, and Sonic Hedgehog. Adenoid
ameloblastoma is a recently recognised odontogenic neoplasm, included in the fifth
edition of the WHO Classification of Head and Neck Tumours. Histologically, it
resembles ameloblastoma, adenomatoid odontogenic tumour, and lesions containing
ghost cells. However, its molecular pathogenesis remains poorly understood. In this
study, we investigated the presence of mutations in BRAF, KRAS, and CTNNB1 —
genes commonly mutated in odontogenic tumours — in a cohort of 11 adenoid
ameloblastoma samples derived from 9 cases, using Sanger sequencing.
Immunohistochemistry for beta-catenin was also performed to assess its staining
pattern in adenoid ameloblastoma. Given the high prevalence of hotspot mutations in
KRAS and BRAF in certain odontogenic tumours, and the limited knowledge regarding
the expression patterns of these genes during odontogenesis, we further explored the
expression of the murine homologues Braf and Kras in developing CD1 mouse
embryos (E12.5–E19.5) via digoxigenin-labelled RNA in situ hybridisation. Molecular
analysis of the adenoid ameloblastoma cases revealed no hotspot mutations in KRAS
or BRAF in the cohort examined. In contrast, exon 3 mutations in CTNNB1
(p.Ser33Cys, p.Gly34Arg, and p.Ser37Phe) were identified in 4 of 9 cases. Nuclear
immunopositivity for beta-catenin was observed in all cases assessed by
immunohistochemistry. The analysis of Kras and Braf expression in developing murine
molars demonstrated that Kras was predominantly expressed in the dental epithelium
during the late bud, cap, and bell stages, initially localised in the mesial region of the
tooth germ and subsequently concentrated in the enamel knot. Braf expression peaked
at E14.5 in the enamel knot and expanded towards the inner enamel epithelium and
stellate reticulum by E15.5. Scattered ectomesenchymal cells also exhibited
expression of both genes. This study is the first to report CTNNB1 mutations in adenoid
ameloblastoma, providing molecular evidence in support of its classification as a
distinct pathological entity rather than a subtype of ameloblastoma. Furthermore, we
characterised the spatial and temporal expression patterns of Kras and Braf during
murine molar odontogenesis, offering insights into the potential developmental roles of
these genes and contributing to a deeper understanding of the MAPK/ERK pathway in
odontogenic lesion pathogenesis, as well as their prospective implications for
regenerative dentistry and medicine.
Assunto
Tumores Odontogênicos, Ameloblastoma, Mutação, Quinases de Proteína Quinase Ativadas por Mitógeno, beta Catenina, Odontogênese, Dissertação Acadêmica
Palavras-chave
Tumores Odontogênicos, Ameloblastoma, Mutação, Quinases de Proteína Quinase Ativadas por Mitógeno, beta Catenina, Odontogênese, Ameloblastoma adenoide
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