A functional and therapeutic investigation of ciliopathy proteins and ciliopathies

This thesis aims to investigate new functions for ciliopathy proteins and identify candidates for therapeutic application. The ciliopathies form a class of genetic diseases whose aetiology lies in the primary cilium. Over 30 genes have been identified as mutant in ciliopathies and their proteins localise at the primary cilium. When mutated they can cause kidney disease, obesity, polydactyly, and retinal degeneration. In this project, I have studied craniofacial dysmorphology related to Bardet-Biedl syndrome (BBS) in humans, mice, and zebrafish, and shown there to be consistent midfacial flattening and hypoplasia. Bbs8, a causative gene of BBS, has a key role in neural crest migration and possibly in cell migration in general. This accounts for the frequent observation of Hirschsprung’s disease, a gut immotility disorder, in BBS. I identified new roles for BBS and other ciliopathy proteins in Sonic hedgehog (Shh) signal transduction and showed that they are important in the downstream processing of the transcription factor Gli3. I modelled ten different ciliopathy genes in the zebrafish and identified specific ciliary phenotypes, such as laterality randomisation, otic vesicle anomalies, and kidney cysts. Administration of two drugs, Rapamycin and Roscovitine, were sufficient to rescue formation of kidney cysts and restore the filterative capacity of the kidney. This paves the way for studies in mouse models and, ultimately, in humans, where no treatment for ciliopathic renal disease exists. I examined whether FTO, a gene associated with obesity in the general population, functioned in ciliary processes. I provided some evidence that its protein was involved ciliary processes and glucose homeostasis. I also showed that fto interacted with its neighbouring ciliary gene, ftm, in the zebrafish. I performed similar interaction studies to show that a non-synonomous SNP in a gene associated with lipid accumulation in C. elegans had deleterious effects on protein function, explaining its high degree of association in BBS patients

Perfil de Expresión Génica por RNA-SEQ del Cáncer Diferenciado de Tiroides Diagnósticado en el HNCASE ESSALUD, Arequipa 2019-2020

Los avances en la tecnología de secuenciación de próxima generación (NGS) RNA-Seq están permitiendo revelar el genotipo del cáncer diferenciado de tiroides (CDT). Poco se conoce acerca de los genes que están activos en esta patología. Por lo que la presente tesis tiene como objetivo describir el perfil de expresión del CDT de la población Arequipeña. Se enroló un total de 11 pacientes con CDT sometidos a tiroidectomía entre 2019-2020 del Hospital Nacional Carlos Alberto Seguín Escobedo EsSalud Arequipa. El ARN total fue aislado de las biopsias obtenidas de los pacientes y estas fueron sometidas a una secuenciación masiva mediante RNA-Seq utilizando el protocolo Illumina. También se revisaron datos clínicos para su caracterización y análisis molecular de dicha patología. El análisis epidemiológico de los pacientes muestra un predomino del grupo etario de 40-49 años de edad (45.45%), a predominio femenino (63.64%). El 100% de casos tuvo escore TI-RADS V, con escores Bethesda V y VI en el 36.36% y 64.4% respectivamente; 72.73% de tumores fueron unifocales. Las variantes histopatológicas más frecuentes fueron papilar (81.82%) y folicular (18.18%), encontrando 2 variantes histológicas agresivas del carcinoma papilar, la columnar y estroma fibroso tipo fascitis-like, ambas en el 9.09%. La tiroiditis crónica coexistió en el 18.18% de casos. El estadio clínico predominante fue el de grado I (72.73%) seguido por el grado II (27.27%). El análisis bioinformático de la secuenciación masiva (RNA Seq), mediante el software IGV y utilizando el genoma GRCh38.p13, mostró una prevalencia de las mutaciones en los genes BRAF, TERT y P53 de todos los pacientes. Los 30 primeros genes con mayor frecuencia de expresión fueron: PCB2, LRMDA, WWOX, RPS29, RBFOX1, FHIT, NTM, RAD51B, PRKN2, MACROD2, ASIC2, TBC1D5, GPC5, EXOC4, IMMP2L, CAMTA1, CDH13, SMYD3, ANKS1B, DAB1, DLG2, FRMDA4A, KCNIP4, CTNNA2, AGBL4, PRKCE, SYN3, ARHGAP15, PACRG, C9orf92. Por otro lado, el análisis bioinformático de las secuencias usando el software Arriba (versión 1.2.0) evidencia la presencia de 3 proteínas de fusión descritas por primera vez en esta patología como son: TDG-TMEM132B, MEIS1-ITSN2, KCNE1B-FP671120.4. La tecnología RNA Seq revela que las muestras analizadas presentan un perfil de expresión estándar, se encontró 5 nuevas mutaciones para el gen BRAF, 18 nuevas mutaciones para el gen TERT y 3 proteínas de fusión que por primera vez son descritas en la presente tesis