A tradução não-canónica da proteína UPF1 (up-frameshift 1) e a sua relevância na tumorigénese do cancro colorretal

Tese de mestrado, Biologia Molecular e Genética , 2023, Universidade de Lisboa, Faculdade de CiênciasA iniciação da tradução é o passo limitante da síntese proteica. Em condições de stresse, a tradução canónica é inibida e a tradução de transcritos específicos é mantida por mecanismos alternativos, como os que envolvem IRES (internal ribosome entry site). A UPF1 (up-frameshift 1) contribui para a tumorigénese no cancro colorretal (CRC, colorectal cancer). Anteriormente neste laboratório verificouse que a região 5'UTR (5’untranslated region) do transcrito de UPF1 apresenta atividade IRES e que esta é mantida em condições de stresse. Assim, esta tese teve como objetivo aferir como a tradução da UPF1 mediada por IRES pode contribuir para a progressão do CRC. As análises in silico realizadas através da plataforma Xena, para medir a variação dos níveis de expressão do transcrito e da proteína entre diferentes tipos de cancro e entre tecidos normais e cancerígenos do cólon, mostraram que a expressão de mRNA e proteína é superior nos tecidos de CRC do que noutros tipos de cancro e também em comparação com os tecidos normais do cólon, sugerindo que a expressão da UPF1 é superior quando esta contribui para a tumorigénese. Adicionalmente, a análise da expressão endógena da UPF1 em células epiteliais cultivadas da mucosa normal do cólon humano (NCM460) e em linhas celulares correspondentes a diferentes estádios de desenvolvimento de CRC (HT29, HCT116 e SW480), expostas a 1 μM de tapsigargina (que induz o stresse do retículo endoplasmático e, portanto, inibe a tradução canónica), revelou que a expressão da UPF1 é mantida em condições nas quais a tradução canónica é inibida, sugerindo que ocorre tradução mediada por IRES e que esta permite a manutenção dos níveis de UPF1 nessas condições. Concluindo, a tradução mediada por IRES contribui para a síntese da UPF1 em tecidos de CRC, o que, por sua vez, contribui para a progressão deste tipo de cancro.Translation initiation is the rate-limiting step of protein synthesis. In stress conditions, canonical translation is inhibited, and the translation of specific transcripts is maintained by alternative mechanisms, such as those involving IRES (internal ribosome entry sites). UPF1 (up-frameshift 1) contributes to tumorigenesis in colorectal cancer (CRC), and it was previously shown in our lab that its 5' untranslated region (5’UTR) has IRES activity which is maintained in stress conditions. Thus, the general aim of this thesis was to understand whether and how UPF1 IRES-mediated translation contributes to the progression of CRC. In silico analyses through the Xena platform to measure variations in mRNA and protein expression among different types of cancer, and between normal and carcinogenic colon tissues, has shown that mRNA and protein expression is higher in CRC tissues than in other cancers and also higher than in normal colon tissues, suggesting that UPF1 expression is higher when UPF1 contributes to tumorigenesis. Accordingly, the analysis of UPF1 endogenous expression in cultivated epithelial cells of the normal human colon mucosa (NCM460), and in cell lines corresponding to different CRC developmental stages (HT29, HCT116 and SW480), exposed to 1 µM of thapsigargin, which induces endoplasmic reticulum stress and hence inhibits canonical translation, revealed that UPF1 expression is maintained in conditions in which canonical translation is inhibited. These results suggest that the IRES-mediated translation allows the maintenance of endogenous UPF1 levels in these conditions. In conclusion, IRES-mediated translation contributes to the synthesis of UPF1 in CRC tissues, which in turn contributes to the progression of this type of cancer