Modulazione dell'espressione genica mediata da miR-29a-3p in cellule di pazienti affetti da anemia di Fanconi

Abstract

L’anemia di Fanconi è una malattia genetica caratterizzata da insufficienza midollare e aumentato rischio di tumore. La malattia è dovuta al difetto di riparazione di un tipo particolare di danno al DNA, i cosiddetti “interstand cross links”. Le cellule Fanconi mostrano anche modificazioni del metabolismo energetico. Abbiamo ipotizzato che alcuni microRNA possano essere correlati a queste alterazioni. Ci siamo concentrati su miR-29a-3p, coinvolto nel rinnovo delle cellule staminali ematopoietiche e nello stress ossidativo, che si è rivelato sottoespresso in fibroblasti e linfoblasti Fanconi, oltre che in cellule primarie midollari Fanconi, rispetto a controlli normali. Con una specifica indagine in silico abbiamo selezionato sei geni (IGF1, FOXO3, CDK6, PPARD, SIRT1, CYCS) potenzialmente regolati da miR-29a-3p e coinvolti in processi cellulari alterati in cellule Fanconi, come riparazione danno al DNA, stress ossidativo, metabolismo lipidico. Abbiamo verificato che 5 dei 6 geni (IGF1, FOXO3, CDK6, PPARD, SIRT1) erano sovraespressi in fibroblasti e linfoblasti Fanconi. Abbiamo verificato che la trasfezione di miR-29a-3p attenua l’eccessiva espressione dei cinque geni riscontrata nelle cellule Fanconi, in particolare per tre di questi (IGF1, FOXO3, CDK6). Nell’ipotesi che questi geni siano coinvolti nelle alterazioni funzionali delle cellule Fanconi, la somministrazione di miR-29a-3p potrebbe essere in grado di ridurre l’entità di tali alterazioni.

Fanconi anemia is a genetic disease characterized by bone marrow failure and high risk of tumor developing. This disease is due to the failure of the repair of a particular type of DNA damage called “interstrand cross links”. Fanconi cells also show alteration of energetic metabolism. We supposed that some microRNA can be involved in these metabolic alterations. We focalized on miR-29a-3p, involved in HSC self-renewal and in the reduction of oxidative stress, which is under-expressed in Fanconi lymphoblasts and fibroblasts and also in primary marrow Fanconi cells, in comparison to the control cells. With a specific investigation in silico we selected six genes (IGF1, FOXO3, CDK6, PPARD, SIRT1, CYCS) potentially regulated by miR-29a-3p and involved in altered cellular process like DNA damage, oxidative stress, lipid metabolism. We verified that 5 of these 6 genes (IGF1, FOXO3, CDK6, PPARD, SIRT1) were over-expressed in Fanconi’s fibroblasts and lymphoblasts. We verified that the transfection of miR-29a-3p reduces the excessive expression of the five genes detected in Fanconi cells, in particular for three of these (IGF1, FOXO3, CDK6). If these genes were involved in functional alteration of Fanconi cells, the somministration of miR-29a-3p might be able to reduce the presence of these alterations.