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Publicação
Exploring the crosstalk between Sialyl-Tn (STn) expression and Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) progression
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Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
Pancreatic cancer (PC) is the sixth leading cause of cancer-related deaths due to the lack of
effective treatment and its intrinsic aggressiveness. Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC)
represents 85-90% of PC cases, and these tumors are normally detected in advanced stages
further contributing to the high mortality of these cancers. In pancreas carcinogenesis, there are
three well-known PDAC precursors: Pancreatic intraepithelial neoplasia (PanIN), intraductal
papillary mucinous neoplasm (IPMN) and mucinous cystic neoplasm (MCN).
Glycosylation is a post-translational modification crucial to many biological processes, which
become aberrant in neoplastic cells, allowing them to take over many hallmarks of cancer.
Particularly, aberrant sialylation results in the formation of cancer specific glycans, including
truncated O-GalNAc glycans. Sialyl-Tn (STn) is one of these truncated O-GalNAc glycans
being expressed in more than 80% of human epithelial cancers, including PDAC, and nearly
absent in healthy tissues. STn expression is mainly attributed to the overexpression of
ST6GalNAc I sialyltransferase being commonly associated with poor prognosis contributing to
cancer progression and invasion. However, STn profile in a meaningful cohort in different
PDAC development stages and its impact on survival in cancer remains yet to be clarified.
Therefore, in this work, we evaluated the STn expression during PDAC progression in a
meaningful cohort of patients. Additionally, we validated an in vitro model of PDAC that
overexpresses STn to enable future experiments on this topic, and finally we revised
information on the survival impact of STn in different cancer types.
To accomplished this, we examined 185 tissue samples from patients by immunohistochemistry,
where we identified variable STn expression across the different PDAC development stages
while absent in normal pancreas. Despite heterogeneity, STn mainly occurs in later events of
PDAC development, and seems to have a role in PDAC progression. Additionally, we also
evaluated if neoadjuvant chemotherapy would have any impact on STn expression, but no
significant correlation was observed. Then, the in vitro model was validated, by analyzing
PANC-1 cells overexpressing or not ST6GalNAc I by western blot and flow cytometry. We
observed that cells overexpressing ST6GalNAc I showed STn expression unlike the ones not
overexpressing ST6GalNAc I, validating the model and confirming the role of this enzyme in
STn expression. Finally, we performed a literature search on the survival impact of STn and
identified that STn+ cases tend to have worse outcomes, yet the impact of STn varies between
the different cancer types. Interestingly, no PDAC cohort was found, highlighting the need to
assess the survival impact of STn in these patients.
O cancro de pâncreas é a sexta maior causa de morte por cancro devido à falta de tratamento eficaz e da sua agressividade intrínseca. O adenocarcinoma ductal pancreático (PDAC) representa 85-90% dos casos sendo normalmente detetado já em estágios avançados o que contribui para a sua elevada mortalidade. Na carcinogénese do pancreas, existem três percursores bem conhecidos: a neoplasia intraepitelial pancreática (PanIN), neoplasia mucinosa papilar intraductal (IPMN) e a neoplasia quística mucinosa (MCN). A glicosilação é uma modificação pós-traducional crucial para muitos processos biológicos, que quando aberrante permite que as células adquiram características tumorais. Em particular, a sialilação aberrante, resulta na formação de glicanos específicos de cancro, incluindo glicanos O-GalNAc truncados. O sialyl-Tn (STn) é um destes O-glicanos truncados, expresso em mais de 80% dos cancros epiteliais, incluindo PDAC, e quase ausente em tecidos saudáveis. A expressão de STn deve-se principalmente à sobre expressão da ST6GalNAc I estando geralmente associado a um mau prognóstico, contribuindo para a progressão e invasão tumoral. No entanto, a confirmação do perfil do STn num coorte significativo na progressão de PDAC e o seu impacto na sobrevivência no cancro continuam por clarificar. Assim, neste trabalho, avaliou-se a expressão do STn na progressão do PDAC a partir de um coorte significativo de doentes. De seguida, validou-se um modelo in vitro de PDAC que sobre expressa o STn permititindo futuros estudos neste tópico e, finalmente reviu-se o que está descrito sobre o impacto do STn na sobrevivência em diferentes tipos de cancro. Para isto, foram examinadas 185 amostras de tecido de doentes por imunohistoquímica onde foi identificada uma expressão variável de STn nos diferentes estágios do desenvolvimento do PDAC, estando ausente no pâncreas normal. Apesar da heterogeneidade, o STn ocorre maioritariamente em eventos tardios do desenvolvimento tumoral e parece ter um papel na sua progressão. Verificou-se também se a quimioterapia neoadjuvante teria algum impacto na expressão de STn, no entanto, não foram obtidas correlações significativas. O modelo in vitro foi validado pela análise da linha celular PANC-1, que sobre expressava ou não a enzima ST6GalNac I, por western blot e citometria de fluxo. Observou-se que as células que sobre expressavam a enzima, tinham expressão de STn ao contrário das que não a sobre expressavam. Isto não só validou o modelo como confirmou o papel desta enzima na expressão do STn. Por fim, a pesquisa de literatura revelou que os casos STn+ tendem para piores resultados, no entanto, isto varia conforme o tipo de cancro. Curiosamente, não foi encontrado um coorte de PDAC, elucidando a necessidade de estudar o impacto do STn na sobrevivência destes doentes.
O cancro de pâncreas é a sexta maior causa de morte por cancro devido à falta de tratamento eficaz e da sua agressividade intrínseca. O adenocarcinoma ductal pancreático (PDAC) representa 85-90% dos casos sendo normalmente detetado já em estágios avançados o que contribui para a sua elevada mortalidade. Na carcinogénese do pancreas, existem três percursores bem conhecidos: a neoplasia intraepitelial pancreática (PanIN), neoplasia mucinosa papilar intraductal (IPMN) e a neoplasia quística mucinosa (MCN). A glicosilação é uma modificação pós-traducional crucial para muitos processos biológicos, que quando aberrante permite que as células adquiram características tumorais. Em particular, a sialilação aberrante, resulta na formação de glicanos específicos de cancro, incluindo glicanos O-GalNAc truncados. O sialyl-Tn (STn) é um destes O-glicanos truncados, expresso em mais de 80% dos cancros epiteliais, incluindo PDAC, e quase ausente em tecidos saudáveis. A expressão de STn deve-se principalmente à sobre expressão da ST6GalNAc I estando geralmente associado a um mau prognóstico, contribuindo para a progressão e invasão tumoral. No entanto, a confirmação do perfil do STn num coorte significativo na progressão de PDAC e o seu impacto na sobrevivência no cancro continuam por clarificar. Assim, neste trabalho, avaliou-se a expressão do STn na progressão do PDAC a partir de um coorte significativo de doentes. De seguida, validou-se um modelo in vitro de PDAC que sobre expressa o STn permititindo futuros estudos neste tópico e, finalmente reviu-se o que está descrito sobre o impacto do STn na sobrevivência em diferentes tipos de cancro. Para isto, foram examinadas 185 amostras de tecido de doentes por imunohistoquímica onde foi identificada uma expressão variável de STn nos diferentes estágios do desenvolvimento do PDAC, estando ausente no pâncreas normal. Apesar da heterogeneidade, o STn ocorre maioritariamente em eventos tardios do desenvolvimento tumoral e parece ter um papel na sua progressão. Verificou-se também se a quimioterapia neoadjuvante teria algum impacto na expressão de STn, no entanto, não foram obtidas correlações significativas. O modelo in vitro foi validado pela análise da linha celular PANC-1, que sobre expressava ou não a enzima ST6GalNac I, por western blot e citometria de fluxo. Observou-se que as células que sobre expressavam a enzima, tinham expressão de STn ao contrário das que não a sobre expressavam. Isto não só validou o modelo como confirmou o papel desta enzima na expressão do STn. Por fim, a pesquisa de literatura revelou que os casos STn+ tendem para piores resultados, no entanto, isto varia conforme o tipo de cancro. Curiosamente, não foi encontrado um coorte de PDAC, elucidando a necessidade de estudar o impacto do STn na sobrevivência destes doentes.
Descrição
The work developed during this master project originated:
- Book chapter:
Lourenço RA, Soares ACF, Pinto DR, Dias MFD, Corr SC, Ramos NP, Delannoy P, Videira PA.
Keeping an Eye on Sialyl Tn Target. In: SPR Carbohydrate Chemistry Vol.47. The Royal
Society of Chemistry. 2024. Status: submitted in April 2024.
Palavras-chave
Pancreatic ductal adenocarcinoma PDAC precursor lesions sialyl-Tn immunohistochemistry survival