Role of mir-92a-3p in the expression of genes ofchemoresistance to fluorouracil and oxaliplatin viaactivation of β-catenin in colon cancer cell lines

Abstract

El cáncer colorrectal (CCR) es el segundo más diagnosticado en Chile y el mundo. El tratamiento de primera línea del CCR metastásico consiste en la asociación de 5-fluorouracilo (5-FU) y oxaliplatino (L-OHP), conocido como el esquema de quimioterapia FOLFOX. Sin embargo, la tasa de supervivencia a 5 años es inferior al 14% para pacientes que debutan con metástasis a distancia no resecables, atribuido principalmente al desarrollo de quimiorresistencia. Se ha informado de que miR-92a-3p induce transición epitelialmesenquimal (TEM), disminuye la sensibilidad in vitro a 5-FU y L-OHP a través de la activación de β-catenina, y promueve quimiorresistencia en modelos animales. Los genes biomarcadores de respuesta a quimioterapia FOLFOX incluyen dihidropirimidina deshidrogenasa (DPYD), timidilato sintasa (TYMS), metilentetrahidrofolato reductasa (MTHFR) y los genes codificantes para las subunidades de reparación de ADN ERCC1, ERCC2 y XRCC1. Las regiones promotoras de estos genes contienen elementos de respuesta para factores de transcripción asociados a β-catenina y a TEM, y la sobreexpresión de DPYD, TYMS y ERCC1 ha mostrado ser desencadenada por TEM. Sin embargo, la relación entre miR-92a-3p, la activación de βcatenina, la expresión de estos genes biomarcadores, y la quimiorresistencia de las células tumorales al tratamiento FOLFOX aún no ha sido explorada. En esta investigación exploramos el papel de miR-92a-3p en la activación de TEM en células tumorales, si esto incrementa la expresión de DPYD, TYMS, MTHFR, ERCC1, ERCC2 y XRCC1 a través de la activación de β-catenina induciendo resistencia de células tumorales de CCR al tratamiento con 5-FU y L-OHP. Para comprobar esta hipótesis en un modelo in vitro, transfectamos las líneas celulares de cáncer de colon SW480 y SW620 con mimics e inhibidores de miR-92a-3p en experimentos independientes. Cuantificamos la expresión de DPYD, TYMS, MTHFR, ERCC1, ERCC2 y XRCC1 y evaluamos la activación de β-catenina y TEM en cada experimento. Paralelamente, se realizaron pruebas de quimiosensibilidad in vitro de las líneas celulares al tratamiento con FOLFOX. En resumen, nuestros hallazgos mostraron que el aumento o la disminución transitoria de miR-92a-3p no conduce a la activación de β-catenina en nuestros experimentos, ni al aumento de la expresión de DPYD, TYMS, MTHFR, ERCC1, ERCC2 y XRCC1 durante el tiempo de transfección. Por lo tanto, no podemos confirmar que miR-92a-3p tenga un papel relevante en la activación de la transición epitelial-mesenquimal y la quimiosensibilidad in vitro de FOLFOX en líneas celulares de cáncer de colon.

Colorectal cancer (CRC) is the second most frequently diagnosed cancer in Chile and worldwide. First-line treatment of metastatic CRC consists mainly of the association of 5- fluorouracil (5-FU) and oxaliplatin (L-OHP), known as the FOLFOX scheme. Despite the advances in CRC treatment, the 5-year survival rate for patients debuting with non-resectable distant metastasis is lower than 14%, attributed mostly to the development of chemoresistance. It has been reported that miR-92a-3p induces epithelial-mesenchymal transition (EMT), contributing to tumor progression in tumor cells via activation of β-catenin. Furthermore, increased miR-92a-3p decreases in vitro 5-FU and L-OHP sensitivity and promotes chemoresistance in animal models. Biomarker genes that impact the response to FOLFOX therapy include dihydropyrimidine dehydrogenase (DPYD), thymidylate synthase (TYMS), methylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR), and the genes encoding the DNA repair subunits ERCC1, ERCC2, and XRCC1. The promoter regions of these genes contain response elements for transcription factors associated with β-catenin and EMT, and overexpression of the genes DPYD, TYMS, and ERCC1 can be triggered by EMT. Regardless, the relationship between miR-92a-3p, activation of β-catenin, expression of the genes DPYD, TYMS, MTHFR, ERCC1, ERCC2, and XRCC1, and resistance of tumor cells to FOLFOX chemotherapy has not been previously explored. In this research, we explored the role of miR-92a-3p in the promotion of EMT in tumor cells, the upregulation of DPYD, TYMS, MTHFR, ERCC1, ERCC2, and XRCC1 expression via activation of β-catenin and whether it led to resistance of CRC tumor cells to treatment with 5- FU and L-OHP. To test this hypothesis in an in-vitro model, we transfected the colon cancer cell lines SW480 and SW620 with miR-92a-3p mimics and miR-92a-3p inhibitors in independent experiments. We quantified the expression of the DPYD, TYMS, MTHFR, ERCC1, ERCC2, and XRCC1 genes and the activation of β-catenin and EMT in each experimental setting. In parallel, in vitro chemosensitivity tests of cell lines to FOLFOX treatment were performed. In summary, our findings did not show that transient increase or decrease of miR-92a3p led to activation of β-catenin and EMT in our experimental settings, nor the expression of DPYD, TYMS, MTHFR, ERCC1, ERCC2, and XRCC1 during the time of transfection. Therefore, we cannot confirm that miR-92a-3p has a role in the activation of epithelialmesenchymal transition and FOLFOX in vitro chemosensitivity in colon cancer cell lines.