Understanding the impact of alterations in the expression of LAMA2 in melanoma

Abstract

Melanoma is a multifactorial disease that can occur due to environmental exposure and/or ge- netic susceptibility. Given the complexity of cancer, a set of hallmarks were established to define fun- damental biological capabilities acquired during its onset and progression, including sustained prolif- eration and cell death resistance. In addition to these hallmarks, several other factors are now de- scribed to play an important role in tumorigenesis, including oxidative stress and extracellular matrix (ECM) remodeling. The ECM is a key component of most tissues and the tumor microenvironment (TME). Alterations in the expression of ECM genes is often associated with many types of diseases including connective tissue disorders, muscular dystrophy and fibrosis. One example is the LAMA2- related congenital muscular dystrophy (LAMA2-CMD), which is characterized by mutations in the LAMA2 gene, that encodes for the α2 chain of laminins-221/211. Mutations in LAMA2 gene may also play an important role in cancer, though direct studies linking mutations in ECM components, namely in LAMA2, and tumorigenesis remain scarce. This project aimed to understand the impact of LAMA2 in melanoma, specifically whether its absence can contribute to the hallmarks of cancer and signaling pathways important in cancer progression. To do so, a LAMA2-deficient A375 melanoma cell line was characterized. The data obtained suggests that LAMA2-deficiency leads to decreased proliferation and migration, increased cell death, oxidative stress and DNA damage in these cells. This project also aimed at establishing strategies for future transcriptomics analysis of formalin fixed paraffin embed- ded (FFPE) tissues. For that, the RNA quantification of FFPE human tissues dissected by laser capture microdissection (LCM) or macrodissection was performed to ascertain the most effective approach. Together, these results are important to the knowledge of the role of mutations in ECM components in cancer and define methodologies for the comparison of FFPE melanoma and healthy human tissues.

O melanoma é uma doença multifatorial, que pode ocorrer devido à exposição ambiental e/ou à sus- cetibilidade genética. Devido à complexidade do cancro, foram estabelecidas características que defi- nem as capacidades biológicas fundamentais adquiridas durante o seu aparecimento e progressão, que incluem proliferação contínua e resistência à morte celular. Para além destas características, ou- tros fatores são descritos como tendo um papel importante na tumorigénese, incluindo stress oxida- tivo e remodelação da matriz extracelular (ECM). A ECM é um componente fundamental dos tecidos e do microambiente tumoral, e alterações na expressão de componentes da ECM estão associadas a vários tipos de doenças. Um exemplo é a distrofia muscular congénita associada ao gene LAMA2, ca- racterizada por mutações no gene LAMA2, que codifica para a cadeia α2 da laminina-221/211. Muta- ções neste gene podem também desempenhar um papel importante no cancro, no entanto, estudos que relacionem mutações nos componentes da ECM e o aparecimento/progressão do cancro são es- cassos. Este projeto teve como objetivo caraterizar uma linha celular de melanoma com mutações no gene LAMA2, de modo a compreender o impacto da ausência deste gene e a sua contribuição para certas características e vias de sinalização importantes na progressão de melanoma. Os dados obtidos sugerem que mutações neste gene levem à diminuição da proliferação e da migração e a um aumento da morte celular, stress oxidativo e danos no DNA. Este projeto teve também como objetivo estabe- lecer protocolos para futura análise transcriptómica de tecidos fixados em formalina e embebidos em parafina (FFPE). Para tal procedeu-se à quantificação do RNA de tecidos FFPE humanos dissecados por microdissecção a laser ou macrodissecção. Em conjunto, estes resultados são importantes para o co- nhecimento da função das mutações na ECM no cancro e para definir protocolos para estudar diferen- ças na expressão dos genes da ECM em tecidos humanos saudáveis e de melanoma.