Oxidative Stress Epigenetics Cross Talk
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N-acetylcysteine Acute Myeloid Leukemia Vitamin Development 5-mc DNMT1 RUNX1 Peroxide Expression Cancer Blood Epigenetics P15 Genetic Variants Prognosis P16 Oncogene Antioxidant Superoxide Levels DNMT3A Subtype TP53 MSP NRF2 DAPK Survival ratio Myelodysplastic Syndrome SNP Talk EZH2 PCR Odds LINE-1 Myeloproliferative Neoplasm 8-OHdG Water Statistical S-adenosylmethionine Correlation SOD Oxygen Cells OGG1 5-hmc DNA Methylation KEAP1 Cross Oxidative Stress Disease Susceptibility ALU Enzyme Tumor Suppressor IPSS ROS Leucocytes GSH Mitochondrial Flow cytometry Ana Cristina Pereira Gonçalves Oxidative stress versus epigenetic – Role in susceptibility, development, and progression of myeloid neoplasms – Tese de doutoramento do Programa de doutoramento em Ciências da Saúde, ramo de Ciências Biomédicas, orientada pela Senhora Professora Ana Bela Sarmento Ribeiro, pelo Senhor Professor José Manuel Nascimento Costa e pela Senhora Investigadora Luisa Mota Vieira, e apresentada à Faculdade de Medicina da Universidade de Coimbra Setembro 2015 Ana Cristina Pereira Gonçalves Oxidative stress versus epigenetic – Role in susceptibility, development, and progression of myeloid neoplasms – Tese de doutoramento do Programa de doutoramento em Ciências da Saúde, ramo de Ciências Biomédicas, orientada pela Senhora Professora Ana Bela Sarmento Ribeiro, pelo Senhor Professor José Manuel Nascimento Costa e pela Senhora Investigadora Luisa Mota Vieira, e apresentada à Faculdade de Medicina da Universidade de Coimbra Setembro 2015 Cover: Cross talk between oxidative stress and epigenetic by Raquel Alves, 2015 i Institutions and Funding The research work presented in this thesis involved the following institutions and was supported by: iii Publications The following original articles and abstracts have been published in peer-scientific journals, within the scope of the present PhD thesis: Original articles Gonçalves, A.C., Cortesão, E., Oliveiros, B., Alves, V., Espadana, A.I., Rito, L., Magalhães, E., Lobão, M.J., Pereira, A., Nascimento Costa, J.M., Mota-Vieira, L., Sarmento-Ribeiro, A.B. Oxidative stress and mitochondrial dysfunction play a role in myelodysplastic syndrome development, diagnosis, and prognosis: A pilot study. (2015) Free Radic Res, 49, 1081-94. Gonçalves, A.C., Cortesão, E., Oliveiros, B., Alves, V., Espadana, A.I., Rito, L., Magalhães, E., Pereira, S., Pereira, A., Nascimento Costa, J.M., Mota-Vieira, L., Sarmento-Ribeiro, A.B. (2015) Oxidative stress levels are correlated with P15 and P16 gene promoter methylation in myelodysplastic syndrome patients. Clin Exp Med, [Epub ahead of print, 2015 May 17]. Gonçalves, A.C., Alves, R., Baldeiras, I., Cortesão, E., Carda, J.P., Oliveiros, B., Brás, M., Pereira, A., Nascimento Costa, J.M., Mota Vieira, L. & Sarmento Ribeiro, A. B. Localized DNA hypermethylation and global DNA hypomethylation are correlated with oxidative stress levels in myeloid neoplasms. (Under review, Sept 2015) Gonçalves, A.C., Alves, R., Baldeiras, I., Cortesão, E., Carda, J.P., Branco, C.C., Oliveiros, B., Loureiro, L., Pereira, A., Nascimento Costa, J.M., Sarmento Ribeiro, A. B. & Mota Vieira, L. Genetic variants involved in oxidative stress, base excision repair, DNA methylation, and folate metabolism pathways influence myeloid neoplasms susceptibility and prognosis. (Under review, Sept 2015) Gonçalves, A.C., Alves, R., Ribeiro, I.P., Pires, A., Jorge, J., Laranjo, L., Botelho, M.F., Nascimento Costa, J.M., Mota-Vieira, L., Carreira I.M. & Sarmento-Ribeiro A.B. Acute and chronic exposure to hydrogen peroxide modulates the methylome of normal and malignant hematological cells. (In preparation, Sept 2015) Abstracts Gonçalves, A.C., Cortesão, E., Espadana, A.I., Magalhães, E., Moucho, C., Rito, L., Pereira, A., Sousa, I., Teixeira, A., Mota-Vieira, L., Nascimento Costa, J.M., iv Sarmento-Ribeiro, A.B. Oxidative stress can influence gene methylation status in MDS patients. (2012) Haematologica, 97(S1), 135. Gonçalves, A.C., Cortesão, E., Espadana, A.I., Magalhães, E., Moucho, C., Rito, L., Pereira, A., Sousa, I., Teixeira, A., Mota-Vieira, L., Nascimento Costa, J.M., Sarmento-Ribeiro, A.B. MNSOD and GPX1 polymomorfisms – a possible role in MDS susceptibility. Acta Med Port, 1(2011/2012), 7. Gonçalves, A.C., Alves, R., Cortesão, E., Baldeiras, I., Carda, J.P., Barbosa-Ribeiro, A., Borges, A., Pereira, A., Ribeiro, L., Mota-Vieira, L., Nascimento Costa, J.M., Sarmento-Ribeiro, A.B. The interplay between oxidative stress and epigenetic profile in myeloid neoplasias. (2014) Haematologica, 99 (S1), 87. Gonçalves AC, Alves R, Cortesão E, Freitas-Tavares P, Carda JP, Espadana AI, Magalhães E, Moucho C, Rito L, Loureiro L, Pereira A, Oliveiros B, Ribeiro L, Mota- Vieira L, Nascimento-Costa JM, Sarmento-Ribeiro AB. Predisposition to myeloid neoplasias - The role of oxidative stress genes polymorphisms. (2014) Haematologica, 99 (S1), 659. Gonçalves, A.C., Alves, R., Pires, A., Jorge, J., Baldeiras, I., Cortesão, E., Carda, J.P., Rito, L., Silva, N., Pereira, A., Oliveiros, B., Ribeiro, L., Mota-Vieira, L., Nascimento Costa, J.M., Sarmento-Ribeiro, A.B. The interplay between oxidative stress and dna methylation – role in development, diagnosis and prognosis of myeloid neoplasias. (2015) Rev Port Pneumol, 21(Esp Cong 1), 15. Gonçalves, A.C., Alves, R., Pires, A., Jorge, J., Mota-Vieira, L., Nascimento-Costa, J.M., Sarmento-Ribeiro, A.B. Chronic exposure to oxidative stress inducers influence methylation status in normal and neoplastic hematological cells. (2015) Rev Port Pneumol, 21(Esp Cong 1), 18. Gonçalves, A.C., Alves, R., Pires, A., Jorge, J., Mota-Vieira, L., Nascimento-Costa, J.M., Sarmento-Ribeiro, A.B. Exposure to ROS induces DNA damage and influences DNA methylation in normal and malignant hematological cell lines. (2015) Haematologica, 100(S1), 366. “…each human cell is made up of 95 trillion water molecules, 60 billion proteins, 2 trillion fat molecules, 5 trillion sugars and amino acids, 60 billion RNA molecules and six feet of DNA… ” S. Naylon & J. Chen in “Unraveling human complexity and disease with systems biology and personalized medicine” 7 Acknowledgments ix Embora, pela sua finalidade académica, uma dissertação seja um trabalho individual há contributos que não podem deixar de ser realçados. Por essa razão desejo expressar os meus sinceros agradecimentos: Aos meus orientadores Professora Doutora Ana Bela Sarmento Ribeiro, Professor Doutor José Manuel Nascimento Costa e Doutora Luisa Mota Vieira pela orientação desta tese, assistência na definição deste projecto, apoio, disponibilidade, dedicação e empenho diários ao longo do seu desenvolvimento, pelas críticas e conselhos e, em especial, pelo apoio incondicional, pela partilha de conhecimento e experiência científica, pelos ensinamentos, pelo tempo que generosamente me dedicaram, pela amizade e confiança. A todos os que durante o período de realização deste trabalho foram passando pelo Laboratório de Oncobiologia e Hematologia (LOH) da Faculdade de Medicina da Universidade de Coimbra pelo companheirismo e bom ambiente que sempre proporcionaram. Agradeço especialmente à Mestre Raquel Alves, pela partilha dos bons e maus momentos de que é feita Ciência, mas sobretudo pela amizade e pelo apoio que sempre me demonstrou. À Professora Doutora Marília Dourado pelo apoio e amizade. À CIMAGO, Centro de Investigação em Meio Ambiente, Genética e Oncobiologia, em especial ao Professor Doutor Carlos Freire de Oliveira e à Professora Doutora Isabel Marques Carreira, antigo Presidente e Coordenadora deste Centro, respectivamente, pelo apoio financeiro que, em parte, permitiu a realização deste trabalho. À Doutora Bárbara Paiva, Laboratório de Bioestatística e Informática Médica da Faculdade de Medicina da Universidade de Coimbra pela disponibilidade demonstrados na análise estatística dos resultados obtidos, mas também pela sua amizade. À Doutora Letícia Ribeiro, Directora do Serviço de Hematologia Clínica do Centro Hospitalar e Universitário de Coimbra, à Drª Adriana Teixeira, à Drª Isabel de Sousa, à Doutora Emília Cortesão e à Drª Catarina Geraldes pela colaboração, disponibilidade, ensinamentos, e em especial pela amizade permanentemente prestada, um muito obrigada. Aos restantes elementos deste Serviço que também disponibilizaram algum do seu tempo para que este trabalho se realizasse. À Doutora Amélia Pereira, Directora do Serviço de Medicina do Hospital Distrital de da Figueira da Foz, EPE e minha mãe, o meu mais sincero obrigada pela apoio e colaboração prestada a este trabalho, assim como a disponibilidade e os ensinamentos pessoais e científicos. À Drª Fátima Guedes e às enfermeiras do Hospital de Dia de Oncologia deste hospital pela disponibilidade e amizade que sempre demonstraram. À Professora Doutora Catarina Resende de Oliveira, Bioquímica da Faculdade de Medicina de Coimbra, a todos os docentes, investigadores e funcionários, em especial à Dª Rosa Cardoso, que de uma ou outra forma permitiram que este trabalho se realizasse, um obrigada por tudo. À Professora Doutora Filomena Botelho, Biofísica da Faculdade de Medicina de Coimbra, à Professora Doutora Margarida Abrantes e à Doutora Mafalda Laranjo pela amizade e apoio que sempre x demonstraram, mas também a todos os outros elementos desta Unidade. À Professora Doutora Isabel Marques Carreira, Laboratório de Citogenética e Genomica (LCG) da Faculdade de Medicina de Coimbra, à Doutora Joana Melo, Mestre Ilda Ribeiro e aos restantes elementos deste LCG pelo apoio e disponibilidade prestadas. Ao Professor Doutor