Study the functional impact of the BRCA2 portuguese founder mutation in mammary epithelial progenitors

Abstract

Trabalho Final do Curso de Mestrado Integrado em Medicina, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2022As mutações BRCA1 e BRCA2 são as principais precursoras de cancro hereditário da mama e ovário. BRCA1 e BRCA2 são proteínas supressoras de tumor, cruciais para manter a estabilidade genómica, nomeadamente através da reparação de double-strand DNA breaks (DSBs) por recombinação homóloga. As proteínas BRCA estão expressas na maioria dos tecidos. Dado que o seu papel fisiológico parece relevante de forma ubíqua, por que é que as mutações germinativas do gene BRCA estão associadas maioritariamente a cancro da mama e ovário? Uma hipótese é que a mutação BRCA2 esteja associada a neoplasias em tecidos dependentes de estrogénio por um efeito sinergístico entre a deficiência na reparação de DSBs e o dano no DNA induzido pelo estrogénio. Para testar esta hipótese, propusemo-nos a estudar o impacto funcional da mutação BRCA2 portuguesa (BRCA2 156_157insAlu) em progenitores mamários epiteliais. O objetivo deste projeto é tripartido: desenvolver um modelo de progenitores epiteliais do tecido mamário epiteliais a partir de células estaminais pluripotentes induzidas (iPSCs), caracterizar estes progenitores epiteliais mamários, e finalmente estudar as diferenças funcionais entre os progenitores mamários com a mutação BRCA2 portuguesa e os progenitores saudáveis como controlo. iPSCs obtidas a partir de uma portadora da mutação BRCA2 portuguesa em heterozigotia foram diferenciadas em células progenitoras de epitélio mamário. Estas células foram tratadas com estrogénio e metabolitos de estrogénio (2-OHE2 e 4-OHE2), de modo a comparar a presença de DSBs (através da quantificação de gamaH2AX) nas células com mutação BRCA2 e BRCAwild type, utilizando a técnica de imunofluorescência. Observámos que a percentagem de células com DSBs foi superior em progenitores epiteliais mamários derivados de iPSCs com a mutação BRCA2 portuguesa, comparativamente às células BRCA wild-type. Contudo, não houve diferença entre os progenitores epiteliais mamários tratados com estrogénio, metabolitos de estrogénio e mock solvent, tanto nas células com BRCA mutado como controlo.BRCA1 and BRCA2 mutations are the main drivers of hereditary breast and ovarian cancer. BRCA1 and BRCA2 are tumor suppressor proteins, with crucial roles in maintaining genomic stability. It is well-established that BRCA1 and BRCA2 proteins play an important part in the repair of double-strand DNA breaks (DSBs) by homologous recombination. BRCA1 and BRCA2 are expressed in most tissues. Given that BRCA physiological roles as tumor suppressor proteins seem relevant ubiquitously, why are germline BRCA gene mutations mainly associated to breast and ovarian cancers? One hypothesis is that BRCA2 mutation causes cancer in estrogen-related tissues by a synergistic effect between DSBs repair deficiency and estrogen-induced DNA damage and genomic instability. To test this hypothesis, we studied the functional impact of the BRCA2 Portuguese founder mutation (BRCA2 156_157insAlu) in mammary epithelial progenitors. The aim of this project is threefold: to develop a model of mammary epithelial progenitors derived from induced pluripotent stem cells (iPSCs), then to characterize these mammary epithelial progenitors, and finally to study the functional differences between the mammary epithelial progenitors with BRCA2 Portuguese founder mutation, and BRCA wild-type control. iPSCs generated from a heterozygous carrier of the BRCA2 Portuguese founder mutation were differentiated into mammary epithelial progenitors and characterized. Finally, the mammary epithelial progenitors were treated with estrogen and estrogen metabolites (2-OHE2 and 4-OHE2), to compare the presence of DSBs (through the quantification of gammaH2AX) in both BRCA2 mutated and healthy control cells, using immunofluorescence. We observed that the percentage of cells with DSBs was higher in mammary epithelial cells derived from iPSCs with BRCA2 Portuguese founder mutation, compared with BRCA wild-type control. However, conversely to what we expected, there was no significant difference between mammary epithelial cells treated with estrogen, estrogen metabolites and mock solvent, in both BRCA mutated and BRCA wild-type control

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Last time updated on 04/08/2023

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