Long non-coding RNAs associated with progression and response to treatment in cervical cancer

Authors

  • Bruna Custódio Dias Duarte Laboratório de Bioinformática e Análises Moleculares, Universidade Federal de Uberlândia, 38702-178 Patos de Minas, MG, Brasil. https://orcid.org/0000-0002-6628-7185
  • Angelo Borges de Melo Neto Laboratório de Bioinformática e Análises Moleculares, Universidade Federal de Uberlândia, 38702-178 Patos de Minas, MG, Brasil. https://orcid.org/0000-0003-0978-2355
  • Álvaro Percínio Costa Programa de Pós-graduação em Ciências Aplicadas à Cirurgia e à Oftalmologia, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 31.270-901 Belo Horizonte, MG, Brasil. https://orcid.org/0000-0001-7013-9874
  • Carolina Pereira de Souza Melo Laboratório de Pesquisa Translacional em Oncologia, Instituto Mário Penna, 30380-490 Belo Horizonte, MG, Brasil. https://orcid.org/0000-0001-9698-5817
  • Paulo Guilherme de Oliveira Salles Laboratório de Pesquisa Translacional em Oncologia, Instituto Mário Penna, 30380-490 Belo Horizonte, MG, Brasil. https://orcid.org/0000-0001-8839-3491
  • Agnaldo Lopes da Silva Filho Programa de Pós-graduação em Ciências Aplicadas à Cirurgia e à Oftalmologia, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 31.270-901 Belo Horizonte, MG, Brasil. https://orcid.org/0000-0002-8486-7861
  • Wander de Jesus Jeremias Laboratório de Farmacologia Experimental, Escola de Farmácia – Universidade Federal de Ouro Preto, 35402-163 Ouro Preto, MG, Brasil. https://orcid.org/0000-0001-8204-6712
  • Pedro Luiz Lima Bertarini Laboratório de Bioinformática e Análises Moleculares, Universidade Federal de Uberlândia, 38702-178 Patos de Minas, MG, Brasil. https://orcid.org/0000-0003-1816-564X
  • Laurence Rodrigues do Amaral Laboratório de Bioinformática e Análises Moleculares, Universidade Federal de Uberlândia, 38702-178 Patos de Minas, MG, Brasil. https://orcid.org/0000-0003-4681-5451
  • Matheus de Souza Gomes Laboratório de Bioinformática e Análises Moleculares, Universidade Federal de Uberlândia, 38702-178 Patos de Minas, MG, Brasil. https://orcid.org/0000-0001-7352-3089
  • Fábio Ribeiro Queiroz Laboratório de Pesquisa Translacional em Oncologia, Instituto Mário Penna, 30380-490 Belo Horizonte, MG, Brasil. https://orcid.org/0000-0003-0238-5787

DOI:

https://doi.org/10.61229/mpj.v2i2.62

Keywords:

Gene expression, Biomarkers, Non-coding RNAs, Cervical cancer, Prognosis

Abstract

Introduction: Cervical cancer (CC) is one of the most common types of cancer in women and is closely associated with persistent infection by oncogenic types of the human papillomavirus (HPV). The World Health Organization (WHO) aims to eradicate CC as a public health problem by 2100. However, challenges such as vaccination limitations and the spread of misinformation hinder vaccine uptake, despite its proven efficacy (1). The prognosis of CC depends on the stage of the disease and becomes more unfavorable in advanced stages. Therefore, the search for effective biomarkers for diagnosis and monitoring is essential to improve early detection and treatment follow-up. Objectives: This study aimed to explore the role of long non-coding RNAs (lncRNAs) in CC, focusing on identifying and characterizing relevant lncRNAs, understanding their regulatory mechanisms and molecular interactions, and analyzing their expression patterns in patients with different responses to chemoradiotherapy. Methods: A retrospective observational study was conducted, analyzing RNA samples from 31 patients treated at the Mário Penna Institute (2017-2019) (2). The expression of lncRNAs was analyzed by RNA-seq, and molecular interactions were investigated using bioinformatics tools such as AnnoLnc2 and ClusterProfiler. Decision tree analyses and Kaplan-Meier survival curves were performed to assess the association between lncRNAs and clinical outcomes. Results: Among the 417 differentially expressed lncRNAs identified, three stood out: ENSG00000267838, ENSG00000266340, and FRMD6-AS1. High expression of ENSG00000267838 and ENSG00000266340 correlated with treatment resistance and a worse prognosis, while their low expression indicated a better therapeutic response. Kaplan-Meier analysis showed that high expression of these lncRNAs was associated with shorter progression-free survival. The decision tree model demonstrated high accuracy (87.09%) in distinguishing between responder and non-responder patients. Conclusions: Three lncRNAs, ENSG00000267838, ENSG00000266340, and FRMD6-AS1, were identified as being positively associated with non-response to chemoradiotherapy and poorer progression-free survival in CC patients. Specifically, the upregulation of lncRNA ENSG00000267838 was linked to treatment resistance, while its downregulation was associated with a favorable response to chemoradiotherapy.

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Author Biographies

Bruna Custódio Dias Duarte, Laboratório de Bioinformática e Análises Moleculares, Universidade Federal de Uberlândia, 38702-178 Patos de Minas, MG, Brasil.

Possui Bacharelado em Biotecnologia pela Universidade Federal de Uberlândia (UFU), Campus Patos de Minas (2016-2020). Durante a graduação, realizou iniciação científica no Laboratório de Bioinformática e Análise Molecular (LBAM), com foco em bioinformática (2018-2019). Coautora de artigo publicado na revista Memórias do Instituto Oswaldo Cruz (2019), intitulado: "Genome-wide identification, characterization and expression profiling of the ubiquitin-proteasome genes in Biomphalaria glabrata". Atuou como vice-conselheira da Liga Nacional dos Acadêmicos em Biotecnologia (LiNABiotec), Polo Patos de Minas (2018/2-2020/2).Trabalhou em cargo temporário na Agroceres, no laboratório de biotecnologia da Helix Sementes, onde trabalhou com controle de qualidade de sementes de milho (ago-nov/2020), e na Santa Casa de Misericórdia de Catalão - GO, no laboratório de análises clínicas (set-dez/2020).Concluiu MBA em Gestão da Qualidade pela Faculdade Venda Nova do Imigrante (FAVENI) (2021-2022). Mestre em Biotecnologia pela UFU (2022-2024), com pesquisa na área de bioinformática aplicada a tratamentos oncológicos em parceria com o Instituto Mário Penna. Atualmente, é doutoranda em Genética e Bioquímica pela UFU, atuando na área de bioinformática oncológica, também em parceria com o Instituto Mário Penna (2024-presente).

Angelo Borges de Melo Neto, Laboratório de Bioinformática e Análises Moleculares, Universidade Federal de Uberlândia, 38702-178 Patos de Minas, MG, Brasil.

Graduado em Biotecnologia pela Universidade Federal de Uberlândia (UFU), campus Patos de Minas. Mestre em Biotecnologia pela Universidade Federal de Uberlândia, campus Patos de Minas, pelo Programa de Pós Graduação em Biotecnologia (PPGBIOTEC). Atualmente, é doutorando em Genética e Bioquímica pelo Programa de Pós Graduação em Genética e Bioquímica(PPGGB),no Instituto de Biotecnologia da UFU, campus Uberlândia e colabora com o Instituto Mario Penna na área de oncologia e ginecologia. Possui experiência laboratorial em Biologia molecular com ênfase em Imunologia e Genética, mais especificamente nos aspectos imunológicos relacionados ao Câncer de próstata (CaP). Possui experiência em Neurociências, como estagiário pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG). Possui experiência em Bioinformática, com foco em Análises de expressão diferencial gênica utilizando dados de Genoma, Transcrissoma e miRNoma de diferentes espécies, tendo trabalhado com amostras de Câncer de colo uterino (CCU), Câncer de Mama (CM), Câncer de ovário (CO) e Câncer colorretal (CCR), bem como com diferentes espécies de Biomphalaria sp, Musmusculus sp, protozoários Neospora sp e Toxoplasma sp, além de diversas amostras de bovinos e de cana de açúcar. Possui experiências extracurriculares na organização e apresentação de eventos para público acadêmico e não acadêmico. Foi assessor da Liga Nacional de Acadêmicos em Biotecnologia.

Álvaro Percínio Costa, Programa de Pós-graduação em Ciências Aplicadas à Cirurgia e à Oftalmologia, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 31.270-901 Belo Horizonte, MG, Brasil.

Possui graduação em medicina pela Universidade Federal de São João del Rei, residência em clínica médica pelo Hospital Alberto Cavalcanti e residência em oncologia clínica pelo Instituto Mário Penna. Atua como oncologista no Instituto Mário Penna, onde é preceptor da residência de oncologia clínica. Atua como preceptor do internato de oncologia clínica da UniBH. É médico clínico da UFMG. Tem experiência com medicina, clínica médica, oncologia clínica, pesquisa clínica, translacional e qualitativa.

Carolina Pereira de Souza Melo, Laboratório de Pesquisa Translacional em Oncologia, Instituto Mário Penna, 30380-490 Belo Horizonte, MG, Brasil.

Mestre em Genética Animal e Humana pela UFMG e Doutora em Genética e Biologia Molecular pela Unicamp, iniciou a carreira na pesquisa oncológica com a busca de biomarcadores de diagnóstico e prognóstico de leucemias agudas, durante o doutorado e posteriormente como coordenadora do Laboratório de Onco-Hematologia da empresa BIOCOD, utilizando abordagens de aprendizado de máquina para a construção de modelos de classificação a partir de dados ômicos. Durante o pós-doutorado em bioinformática na Fiocruz Minas, trabalhou com modelos de predição de neoantígenos para imunoterapia de LLA em colaboração com a Universidade de Southampton, na Inglaterra. Atualmente é pesquisadora no laboratório de Pesquisa Translacional em Oncologia do Núcleo de Ensino, Pesquisa e Inovação do Instituto Mário Penna, responsável pela plataforma de genômica de tumores sólidos e leucemias.

Paulo Guilherme de Oliveira Salles, Laboratório de Pesquisa Translacional em Oncologia, Instituto Mário Penna, 30380-490 Belo Horizonte, MG, Brasil.

Graduação em Medicina pela Faculdade de Medicina da Universidade Federal de Minas Gerais (FM-UFMG, 1995). Residência em Clínica Médica pelo Hospital Municipal Odilon Behrens (1996) e em Patologia pelo Hospital das Clínicas da FM-UFMG (1999). Mestre em Patologia Médica pela FM-UFMG (2001). Research Fellow (Patologia Urológica) da Emory University (Atlanta, Georgia, EUA - 2002). MBA em Gestão de Sistemas de Saúde pelo IBMEC-MG (2007). Doutor em Medicina pela FM-UFMG (2010). Membro do corpo editorial da Revista : Mário Penna Journal(2022). Médico patologista sênior em laboratórios de Belo Horizonte (MG) e São Paulo (SP). Diretor Científico do Instituto de Ensino e Pesquisa (IEPI) do Instituto Mário Penna (Belo Horizonte - MG).

Agnaldo Lopes da Silva Filho, Programa de Pós-graduação em Ciências Aplicadas à Cirurgia e à Oftalmologia, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 31.270-901 Belo Horizonte, MG, Brasil.

Graduação em Medicina pela Universidade Federal de Minas Gerais - UFMG (1995), Residência Médica em Cirurgia Geral e do Trauma na Fundação Hospitalar do Estado de Minas Gerais - FHEMIG (1996-1998) e em Ginecologia e Obstetrícia no Hospital das Clínicas da UFMG (1999-2000). Doutorado em Ginecologia, Obstetrícia e Mastologia pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho - UNESP (2004) e Pós-Doutoramento na Universidade do Porto Portugal (2007-2009). Cargo de Professor Titular no Departamento de Ginecologia e Obstetrícia da Faculdade de Medicina da UFMG. Orientador de mestrado e doutorado nos programas de pós-graduação em Saúde da Mulher da UFMG, de Ciências Aplicadas à Cirurgia e à Oftalmologia da UFMG e Tocoginecologia da UNESP. Lider do grupo de pesquisa Biologia molecular e imunologia do câncer ginecológico e atuação como consultor ad hoc para cerca de 30 revistas internacionais. Patrono e membro titular da cadeira número 18 da Academia Nacional de Ginecologia e Obstetrícia (ANAGO). Membro titular da cadeira número 52 da Academia Mineira de Medicina. Acumula mais de 60 prêmios médicos e científicos e tem sido líder de projetos e participante em vários projetos de pesquisa no Brasil e exterior. É autor ou coautor de mais de 200 artigos completos em periódicos indexados no ISI Web of Knowledge ou Medline, tendo desenvolvido produtos e tecnologias médicas inovadoras em colaboração com a bioengenharia e a computação, resultando em quatro patentes. Coordenou cerca de 20 livros científicos, escreveu mais de 80 capítulos em outros livros científicos e atuou como revisor para diversas revistas. Atualmente, é Diretor Científico da Federação Brasileira das Associações de Ginecologia e Obstetrícia (FEBRASGO) para o período de 2024-2027, tendo anteriormente ocupado o cargo de Presidente da FEBRASGO (2020-2023), Vice-presidente da Região Sudeste da Associação Médica Brasileira (AMB) (2021-2023) e Diretor da American Association of Gynecologic Laparoscopists (AAGL), representando o México, América Central e América do Sul (2022-2023). Possui Certificação e Reconhecimento Profissional em Ginecologia Oncológica pela Sociedade Europeia de Oncologia Ginecológica (ESGO) e vasta experiência na área de Medicina, com ênfase em cirurgia pélvica feminina, atuando nas áreas de Ginecologia Oncológica e Cirurgia Videolaparoscópica e Robótica.

Wander de Jesus Jeremias, Laboratório de Farmacologia Experimental, Escola de Farmácia – Universidade Federal de Ouro Preto, 35402-163 Ouro Preto, MG, Brasil.

Graduado em Farmácia (2001) e Mestre em Ciências Biológicas, sub área: Biologia Molecular (2004), pela Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP). Doutor em Ciências da Saúde, sub área: Doenças Infecciosas e Parasitárias (2015), desenvolvendo pesquisa envolvendo análises ômicas de expressão de genes em estágio larvário de Schistosoma mansoni e expressão de miRNAs de Biomphalaria ssp, no Instituto René Rachou - FIOCRUZ MINAS, com estágio sanduíche na University of Nottingham, UK. Pós Doutor em Ciências da Saúde (2016) no no Instituto René Rachou - FIOCRUZ MINAS. Professor Adjunto nível II do Departamento de Farmácia - DEFAR da Universidade Federal de Ouro Preto - UFOP, orientador no Programa de Pós Graduação em Ciências Farmacêuticas - CiPharma/UFOP. Tem experiência laboratorial na área de Bioquímica e Biologia Molecular aplicadas a relação parasito hospedeiro em busca de alvos moleculares para novos fármacos, atuando em projetos envolvendo técnicas de expressão gênica por Sequenciamento de Nova Geração e PCR em Tempo Real (qPCR), desenvolvimento de novos métodos de imunoterapia e diagnóstico de esquistossomose e na busca por biomarcadores úteis em prognóstico e na predição de resposta à terapia do câncer. Pesquisador colaborador do grupo de pesquisa DATA do Instituto Renê Rachou e do Grupo de Pesquisa Básica e Translacional do Instituto Mário Penna - NEP/IMP.

Pedro Luiz Lima Bertarini, Laboratório de Bioinformática e Análises Moleculares, Universidade Federal de Uberlândia, 38702-178 Patos de Minas, MG, Brasil.

Possui graduação em Engenharia Elétrica pela Universidade de São Paulo (2006) e doutorado em Engenharia Elétrica pela Universidade de São Paulo (2012). Realizou Pós Doutorado pela USP/São Carlos entre 2013 e 2014. Atualmente é professor e pesquisador da Faculdade de Engenharia Elétrica (FEELT) - Universidade Federal de Uberlândia (UFU), campus Patos de Minas. Tem experiência na área de Engenharia Elétrica, com ênfase em Telecomunicações. Seus interesses incluem modelagem de Sistemas de Telecomunicações, Metamateriais, Teoria da Informação e Codificação, Processamento Digital de Sinais, Internet das Coisas (IoT) e Inteligência Artificial. É coordenador do Laboratório de Tecnologias Urbanas e Rurais (LATUR) da FEELT/UFU no campus Patos de Minas.

Laurence Rodrigues do Amaral, Laboratório de Bioinformática e Análises Moleculares, Universidade Federal de Uberlândia, 38702-178 Patos de Minas, MG, Brasil.

Laurence Rodrigues do Amaral é professor associado da Faculdade de Computação (FACOM) da Universidade Federal de Uberlândia (UFU), alocado em Patos de Minas - MG. Possui doutorado pelo PPGCC/UFSCar (área de Inteligência Artificial), mestrado pelo PPGCO/UFU (área de Inteligência Artificial) e bacharelado pela FACOM/UFU em Ciência da Computação, além de especialização em Biotecnologia pela Universidade Federal de Lavras (UFLA). Cursou pós-doutorado no Instituto René Rachou da Fiocruz Minas. É docente permanente no programa de pós-graduação em Ciência da Computação (PPGCO/UFU), área de Inteligência Artificial, orientando mestrado e doutorado. É docente permanente e foi coordenador (2021-2023) no programa de pós-graduação em Biotecnologia (PPGBIOTEC/UFU), área de Bioinformática. Foi bolsista de produtividade em Desenvolvimento Tecnológico e Extensão Inovadora do CNPq, nível 2 (2021-2024). Áreas de interesse: Inteligência Artificial, especialmente Algoritmos Genéticos, Aprendizado de Máquina, Data mining, Bioinformática e Robótica Evolutiva. Participou do sequênciamento mundial dos organismos Biomphalaria glabrata e Rhodnius prolixus. Colabora em projetos de pesquisa vinculados à National University of Ireland (Galway), Fiocruz, UFSCar, UFRJ, UFLA, UFOP, USP/Ribeirão Preto, UFAM, Unb, UFF, dentre outras. É revisor de artigos para os seguintes periódicos: IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems, Bioinformatics (Oxford), Artificial Intelligence Review, Computers in Biology and Medicine, International Journal of Information Technology Decision Making, dentre outros. É coordenador do Laboratório de Internet das Coisas e um dos responsáveis pelo Laboratório de Bioinformática e Análises Moleculares (LBAM) do INGEB/FACOM da Universidade Federal de Uberlândia - Campus Avançado Patos de Minas

Matheus de Souza Gomes, Laboratório de Bioinformática e Análises Moleculares, Universidade Federal de Uberlândia, 38702-178 Patos de Minas, MG, Brasil.

Prof. Dr. Matheus de Souza Gomes é formado em Sistemas de Informação e Farmácia, com Mestrado e Doutorado em Ciências Biológicas com ênfase em Biologia Molecular, além de estágio sanduíche na National University of Ireland - Galway, no Laboratório de Genética e Biotecnologia - Centre for Chromosome Biology, sob a supervisão do Prof. Dr. Charles Spillane. Foi professor na Universidade Federal de Ouro Preto e atualmente é Professor Associado no Instituto de Biotecnologia e Assessor do Reitor da Universidade Federal de Uberlândia (Campus Patos de Minas). Já ocupou os cargos de Coordenador do curso de Graduação em Biotecnologia e Coordenador do Programa de Pós-graduação em Biotecnologia. É professor permanente nos Programas de Pós-Graduação em Genética e Bioquímica (PPGGB - UFU) e Biotecnologia (PPGBIOTEC - UFU). Ministra disciplinas na Graduação e na Pós-Graduação, incluindo Bioquímica, Análise e Modelagem Biomolecular e Bioinformática. Possui experiência nas áreas de Biologia Molecular, Bioinformática, Ciência de Dados e Bioquímica. Atualmente, é Coordenador do Laboratório de Bioinformática e Análises Moleculares (LBAM) do Instituto de Biotecnologia da UFU (Campus Patos de Minas).

Fábio Ribeiro Queiroz, Laboratório de Pesquisa Translacional em Oncologia, Instituto Mário Penna, 30380-490 Belo Horizonte, MG, Brasil.

Biólogo, Mestre e Doutor em Ciências da Saúde pela Fundação Oswaldo Cruz - IRR/MG. Atualmente, é pesquisador no Laboratório de Pesquisa Translacional em Oncologia do Instituto Mário Penna - Núcleo de Ensino, Pesquisa e Inovação - NEPI. É responsável pelas Plataformas de Sequenciamento e Bioinformática. Atua na análise de dados de sequenciamento de pequenos RNAs, expressão gênica, exoma e painéis genéticos. Possui experiência nas áreas de bioinformática, genética, biologia molecular, cultivo celular, citometria de fluxo e parasitologia molecular. Além disso, possui mais de quinze anos de experiência como docente na rede estadual de educação. Foi vice-diretor na Escola Estadual Dom Cabral e atualmente é professor nesta mesma instituição. É professor no curso de pós-graduação em Bioinformática Aplicada à Saúde - IEC-PUC Minas.

References

World Health Organization. Cervical Cancer [Internet]. World Health Organization. World Health Organization; 2024 [citado 2024 Nov 4]. Disponível em: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/cervical-cancer

Zuccherato LW, Machado CMT, Magalhães WCS, Martins PR, Campos LS, Braga LC, et al. Cervical Cancer Stem-Like Cell Transcriptome Profiles Predict Response to Chemoradiotherapy. Frontiers in Oncology. 2021;11. https://doi.org/10.3389/fonc.2021.639339 DOI: https://doi.org/10.3389/fonc.2021.639339

Custódio Dias Duarte B, Ribeiro Queiroz F, Percínio Costa Á, Borges de Melo Neto A, Pereira de Souza Melo C, de Oliveira Salles PG, et al. Upregulation of long non-coding RNA ENSG00000267838 is related to the high risk of progression and non-response to chemoradiotherapy treatment for cervical cancer. Non-coding RNA Research. 2025;11:104–14. https://doi.org/10.1016/j.ncrna.2024.10.004 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ncrna.2024.10.004

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Published

2025-10-23

How to Cite

Custódio Dias Duarte, B., Borges de Melo Neto, A., Percínio Costa, Álvaro, Pereira de Souza Melo, C., de Oliveira Salles, P. G., Lopes da Silva Filho, A., de Jesus Jeremias, W., Lima Bertarini, P. L., Rodrigues do Amaral, L., de Souza Gomes, M., & Ribeiro Queiroz, F. (2025). Long non-coding RNAs associated with progression and response to treatment in cervical cancer . Mário Penna Journal, 2(2), 77–80. https://doi.org/10.61229/mpj.v2i2.62

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Vol. 2 No. 2 (2024): Mário Penna Journal

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