Study of NAPRT and NAMPT genetic alterations in cancer

Abstract

NAD+ is both a co-enzyme for oxidation-reduction reactions and a substrate for NAD+ -consuming enzymes and therefore, it is critical for many cellular processes. In mammalian cells, intracellular NAD+ can be synthesized through either de novo synthesis, from tryptophan, or via salvage pathways, from other precursors, such as NAM and NA which are converted by NAMPT and NAPRT, respectively. Changes in the NAD+ content in cells and tissues are linked with a wide variety of diseases, including cancer. A large proportion of cancer cases is still diagnosed only at an advanced stage and thus, there is a need for new affordable, specific, sensitive and non-invasive biomarkers. Salivary biomarkers can meet these criteria and thus, are promising tools in cancer screening, diagnostic and prognostic. The main objective of this work was to study genetic alterations in NAMPT and NAPRT in DNA samples from healthy donors and in samples from cancer patients. For this, DNA and RNA extraction from saliva samples was optimized, as a starting point to study this biofluid as a source for cancer biomarkers. The results from the bioinformatics analysis showed that the frequency of alterations in NAPRT and NAMPT genes is low in the cancer contexts investigated. Nevertheless, it is still necessary to further study the impact that these alterations might have. There is also a great need to investigate and optimize methods for saliva studies, in order to promote it as a liquid biopsy of regular use in clinical settings.

O NAD+ funciona como coenzima em reações de oxidação-redução e como um substrato para determinadas enzimas e tem, portanto, um papel crítico em muitos processos celulares. Nas células de mamíferos, o NAD+ intracelular pode ser sintetizado através da síntese de novo, a partir do triptofano, ou através das vias de “reciclagem”, a partir de outros precursores, como NAM e NA, que são convertidos por NAMPT e NAPRT, respetivamente. Alterações no conteúdo de NAD+ em células e tecidos estão relacionadas com uma ampla variedade de doenças, incluindo cancro. Uma grande proporção dos casos de tumores ainda é diagnosticada já num estadio avançado e, por isso, são necessários novos biomarcadores economicamente acessíveis, específicos, sensíveis e não invasivos. Os biomarcadores salivares conseguem cumprir esses critérios e são, assim, moléculas promissoras para o rastreio, diagnóstico e prognóstico de cancro. O principal objetivo deste trabalho foi estudar alterações genéticas no NAMPT e NAPRT em amostras de DNA de dadores saudáveis e em amostras de pacientes com cancro. Para isto, foi otimizada a extração de DNA e RNA a partir de amostras de saliva, como ponto de partida para estudar este biofluido como fonte de biomarcadores de cancro. Os resultados da análise bioinformática mostraram que a frequência de alterações nos genes NAPRT e NAMPT é baixa nos contextos de cancro investigados. Ainda assim, serão necessários mais estudos para analisar o impacto que estas alterações poderão ter. Há também uma grande necessidade de investigar e otimizar métodos para estudos em saliva, a fim de promovê-la como biópsia líquida de uso generalizado em ambiente clínico.