Influence of post-translational modifications of histone H3K4ME2, H3K4ME3 and H3K14AC on the prognosis and survival of oral squamous cell carcinoma

Studies on epigenetics in oral squamous cell carcinoma (OSCC) are rare. Post-translational histone modifications (MPTHs) are essential regulators of gene expression and are deregulated in cancers. In this research we investigated the expression of demethylation of H3K4 (H3K4me2), trimethylation of H3K4 (H3K4me3) and acetylation of H3K14 (H3K14ac) in OSCC and their relationship with metastasis and survival. Paraffin-embedded tissue samples of 90 OSCC patients were raised and submitted to immunohistochemical staining with the antibodies against H3K4me2, H3K4me3 and H3K14ac. To determine their role in metastasis, OSCC patients were divided into two groups: primary non-metastatic tumors (PNM) and primary metastatic ones (PM). The nuclear MPTHs expression was measured according to the integrated optical density index (IOD) by using the software Image J. The expression of each MPTH was compared between the PNM and PM groups; correlation analyzes between them and the clinicopathological characteristics were also investigated. Sensitivity and specificity tests were established for each MPTH through the ROC curve; The ROC curve was also used to establish the cutoff point for each MPTH in order to distinguish high and low-expressing MPHT tumors. Survival curves and univariate and multivariate analyzes were also employed. All tumor cells were positive in the nucleus. Median H3K14ac expression was significantly higher in the PM group. An increased H3K4me3 expression was correlated with smoking, tumor differentiation and reduced survival. In addition, high levels of H3K4me3 had a negative impact on patient’s survival. The ROC curve showed that H3K14ac had the highest sensitivity (81.3%), suggesting that it might be used as a screening test for detecting N0 OSCC patients with great potential to develop metastasis during the course of their diseases. None of the MPTHs showed to be an independent prognostic factor in the multivariate analysis. A combination of MPTHs expression levels showed that low H3K4me2, high H3K4me3 and high H3k14ac expression significantly affected the patients’ survival from the PM group. In conclusion, our findings showed that H3K14ac was highly expressed in the PM group. High levels of H3K4me3 decreased the survival of patients and were correlated with tobacco use and less differentiated tumors.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoFAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas GeraisTese (Doutorado)Os estudos sobre epigenética no carcinoma de células escamosas de boca (CCEB) são raros. As modificações pós-traducionais de histonas (MPTHs) são reguladores essenciais da expressão gênica e estão desreguladas nos cânceres. Nesse estudo, objetivou-se avaliar a expressão de demetilação de H3K4 (H3K4me2), trimetilação de H3K4 (H3K4me3) e acetilação de H3K14 (H3K14ac) no CCEB e a relação delas com metástase e sobrevida. Amostras parafinadas de 90 casos de CCEB foram obtidas e submetidas à marcação imuno-histoquímica com os anticorpos anti-H3K4me2, anti-H3K4me3 e anti-H3K14ac. Para determinar seu papel na metástase, os pacientes foram divididos em tumores primários não metastáticos (PNM) e primários metastáticos (PM). Todas as imunomarcações foram avaliadas usando o software Image J e as expressões nucleares aferidas de acordo com o índice de densidade ótica integrada (IOD). A expressão de cada MPTH foi comparada entre PNM e PM, análises de correlação entre elas e as características clinicopatológicas foram investigadas. Testes de sensibilidade e especificidade foram estabelecidos para cada MPTH através da curva ROC; sendo a curva também usada para estabelecer o cut off de cada modificação e distinguir entre tumores com alta e baixa expressão. Curvas de sobrevida e análises univariada e multivariada também foram empregadas. A positividade das células tumorais foi nuclear. A mediana da expressão de H3K14ac foi significativamente maior no grupo PM. O aumento de H3K4me3 foi correlacionado com tabagismo, diferenciação tumoral e sobrevida. Além disso, altos expressão de H3K4me3 tiveram um impacto negativo na sobrevivência dos pacientes. A curva ROC mostrou que a H3K14ac apresentou a maior sensibilidade (81,3%), sugerindo o uso desta como ferramenta de triagem de pacientes com potencial de desenvolver metástases (N0). Nenhuma das MPTHs mostrou ser um fator de prognóstico independente pela análise multivariada. A avaliação conjunta dos níveis de expressão das MPTHs mostrou que a combinação de baixos níveis de H3K4me2, altos H3K4me3 e altos H3k14ac afetaram significativamente a sobrevivência do grupo PM. Em conclusão, nossos achados mostraram que H3K14ac estava altamente expressa no grupo PM. Altos níveis de H3K4me3 diminuíram a sobrevida dos pacientes, além do aumento desta estar correlacionado aos pacientes tabagistas e também com tumores menos diferenciados