Geri Dön

Mutational spectrum of the Turkish hereditary breast and colon cancer patients

Türkiye'deki kalıtsal meme ve kolon kanseri hastalarında mutasyon spektrumu

PDF İndir

  1. Tez No: 534139
  2. Yazar: ELİFNAZ ÇELİK
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. GİZEM DİNLER DOĞANAY
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyoteknoloji, Genetik, Biotechnology, Genetics
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2018
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 105

Özet

Kanser, yirmi birinci yüzyılın dünyasında önemli bir sorundur ve refah seviyesi fark etmeksizin tüm ülkeleri etkiler. GLOBOCAN verilerine göre, 2012 yılında tüm dünyada 14.1 milyon yeni kanser vakası ve 8.2 milyon kanser kaynaklı ölüm meydana gelmiştir. İlerleyen yıllarda ise kanser insidansının ve kansere bağlı ölümlerin artış göstermesi beklenmektedir. Meme kanseri dünyada ikinci en sık görülen ve kadınlarda en sık görülen kanser türüdür. Meme kanseri her yıl 1.15 milyon yeni vakaya ve 411,000 ölüme sebep olmaktadır. Kolorektal kanseri ise dünyada üçüncü en sık saptanan malignite ve dördüncü kansere bağlı ölüm sebebidir. GLOBOCAN veri tabanına göre kolorektal kanserde, 2012 yılında 1.4 milyon yeni vaka ve yaklaşık olarak 700,000 ölüme sebep olmuştur. Hücre döngüsü, hücre büyümesini ve DNA'nın çoğalmasını düzenlemek için sıralı fazları ve kontrol noktalarını içeren bir işlemler bütünüdür. Tümör baskılayıcı genlerin ve onkogenlerin ürünleri olan ve hücre döngüsünde görev alan bazı proteinler vardır. Tümör baskılayıcı genlerdeki anormalliklerden dolayı, hasar görmüş tümör baskılayıcı proteinler hücre döngüsünü kısıtlama olan görevlerini doğru şekilde yerine getiremezler. Bunun yanı sıra, mutasyonlar sonucu aktive hale gelen onkogenler, kontrol mekanizmasının etkin olmadığı bir hücre döngüsüne sebep olur. Bozulmuş bir hücre döngüsü sonucu biriken hataların sonucunda hücreler, hücre büyümesini ve ölümünü kontrol eden sinyallere daha fazla cevap veremezler. Bu sıralı olaylar kanser hücrelerinin oluşumuna neden olurlar. Tümör baskılayıcı genler hücre döngüsünü prosesinin ve replikasyonun devamlılığyla birlikte kontrolünü sağlar. BRCA1 ve BRCA2 gibi genler ise DNA kırıklarının hatasız tamiri için kardeş kromatidi kullanan homolog rekombinasyon tamir mekanizmasında görev alan ana genlerdir. Öte yandan, MLH1, MSH2, MSH6, PMS2 ve EPCAM'dan oluşan mismatch tamir mekanizması yanlış nükleotid eşleşmelerini ve küçük insersiyonlarla delesyonların düzeltilmesinde görev alır. Mismach tamir mekanizmasındaki bozukluklar kanser gelişiminde önemli bir yer tutmaktadır ve herediter non-polyposis kolorektal kanser sendromu –diğer adıyla Lynch sendromu ile ilişkilendirilmektedir. Bu mekanizmadaki bozukluklar özellikle kolorektal kanser riskini arttırmakla beraber gastrik, endometriyal ve over kanserlerine de sebep olmaktadır. Ek olarak, kanser dokularında mikrosatellit instabilitenin (MSI) de görülmesinde etkilidir. MSI, birçok kanser türünde oluşabilmektedir ancak Lynch sendromu ilişkili kolorektal kanserin karakteristik özelliğidir. Kanserlerin vakalarının çoğunluğu kişilerin hayatı boyunca oluşabilecek patojenik varyantlardan kaynaklanmaktadır ama nesiller boyunca aktarılmış genetik değişimlerden dolayı oluşan kanserler kalıtsal tür olarak adlandırılmıştır. Yaklaşık olarak tüm kanser vakalarının yüzde beş ila onu kalıtsal kanser kategorisinde bulunmaktadır. Meme ve kolorektal kanserlerin insidans ve ölüm oranları göz önünde bulundurulduğunda, klinik özelliklerin ve nadir varyantların karakterize edilmesi için kalıtsal risk grubundaki hastaların germline DNA'ları çoklu gen panelleri ile yeni nesil dizileme (NGS) teknolojisi kullanılarak dizilendi. Hasta grubu 273 meme kanseri hastası ve 123 kolorektal kanseri hastasından oluşmaktadır. Kontrol grubu içinse 65 yaşından büyük ve kişisel kanser öyküsü bulunmayan 338 kişi çalışmaya dâhil edilmiştir. Kalıtsallık riskine sahip olan hastaları belirlemek için NCCN'ye ait olan kalıtsal meme ve kalıtsal kolorektal kanser kılavuzlarından faydalanıldı. Yeni nesil dizileme için üç farklı ticari kit kullanıldı. . Varyant çağırma için Sophia DDM yazılımı ile GATK analizleri kullanıldı. Analizler sonucu açığa çıkarılan varyantlar üç ticari kitte bulunan ortak 20 gene göre filtrelendi. Bu genler kalıtsal meme ve over kanser, kalıtsal non-polipozis kolorektal kanser ve bağırsak polipozis sendromlarıyla ilişkilidir. 20 genin sıralanışı şu şekildedir: APC, ATM, BRCA1, BRCA2, BRIP1, CDH1, CHEK2, EPCAM, MLH1, MSH2, MUTYH, NBN, PALB2, PMS2, PTEN, RAD51C, RAD51D, STK11 ve TP53. 1000 Genom populasyon veri tabanında alel frekansı %1'in altındaki ekzonik ve splice bölgelerinde bulunan varyantlar seçilmiştir. Hastaların raporlandırılması esnasında monoallelik MUTYH patojenik varyantlar değerlendirme dışı bırakılmıştır. Patojenik/muhtemel patojenik varyantları bulunduran ve pozitif olarak değerlendirilen hastalarla sağlıklıların oranları şu şekildedir: Meme kanseri hastaları için %13.55 (n=37), kolorektal kanseri hastaları için %11.90 (n=15) ve kontroller için %4.45 (n=15). Meme kanseri hastalarının %24.18'i (n=66), kolorektal kanser hastalarının %30.95'i (n=39) ve kontrollerin %21.96'sında önemi belirsiz (VUS) varyant bulunmuştur. Hastalarda yapılan kalıtsallık riskinin tahmini sonucu meme kanseri hastalarının %72'si (n=197) yüksek risk sınıfında bulunmuştur. Kalan hastaların %28'inde ise (n=76) kalıtsallık riski daha az olarak bulunmuştur. Yüksek risk ve yüksek olmayan risk gruplarının yaş ortalamaları sırasıyla 44.9 ve 59.6 olarak tespit edilmiştir. Tüm meme kanseri hastalarında (n=273), toplamda 43 patojenik varyant bulunmuştur. Patojenik varyantların %4.76'sı BRCA1 ve BRCA2 genlerinde gözlenmiştir. Orta dereceli penetransa sahip genler (ATM, CHEK2, PALB2, NBN) %5.10 ile en fazla patojenik varyant içeren genler olarak bulunmuştur. Vaka control karşılaştırması sonucunda CHEK2 geninde bulunan patojenik varyantların anlamlı odds oranına sahip olduğu bulunmuştur (OR=3.51). Ayrıca, CHEK2 geninde bulunan bir patojenik varyantın, NM_007194(CHEK2):c.1427C>T (p.Thr476Met), meme kanseri hastalarında (n=4) ve kontrollerde (n=3) bulunduğu tespit edilmiştir. Meme kanseri hastalarında 83 (n=75) tane önemi belirsiz varyant tespit edilmiştir. Bu varyantların 72'si ise farklı varyantlar olarak tanımlanmıştır. Tüm ve farklı önemi belirsiz varyantların içinde, ATM ve BRCA2 diğer genlerden daha yüksek oranlara sahip olduğu bulunmuştur. Gen ürünü büyüklüğünün bulunan varyant sayısı üzerindeki etkisini kaldırmak için tüm ve farklı önemi belirsiz varyantlara standardizasyon uygulandı. Standardizasyon sonucunda CHEK2, MSH2, RAD51C ve MSH6 genleri amino asit başına bulunan VUS sayısı bakımından diğer genlere göre daha yüksek oranlar gösterdi. Aynı sonuçlar yüksek ve daha az kalıtsal riske sahip olan hastalarda da gözlenmiştir. RAD51C ise bir tane önemi belirsiz varyanta sahip olduğundan, CHEK2, MSH2 ve MSH6, yapılacak ileri analizlerde meme kanseri ile ilişkili genlerin belirlenmesinde gelecek vaat eden genlerdir. Kolorektal kanser grubunun %35'i (n=43) yüksek kalıtsal riske sahip olarak tanımlanmışken %65'i (n=80) daha az kalıtsal riske sahip olarak tanımlandı. Tüm kolorektal kanser hastalarında 19 patojenik variant tanımlandı. 17 tane farklı patojenik variant ve bunlardan üç tanesi ise daha önce literatürde ve veri tabanlarında gözlenmedi. Tüm patojenik varyantların %5.69'u MLH1 ve MSH2 genlerinde bulundu. Mismatch tamir genlerinden olan MLH1 (OR=19.45, p=0.0499) ve MSH2 (OR=25.11, p=0.0308) anlamlı odds oranları gösterdi. Orta dereceli penetransa sahip genlerden ATM ve CHEK2 genleri kolorektal kanserle anlamlı ilişki göstermediği bulundu. Düşük penetransa sahip genlerde patojenik varyanta saptanmamıştır. Tüm ve farklı önemi belirsiz varyantlarda ATM geninin tüm 20 genin içinde en yüksek varyant oranına sahip olduğu görüldü. Standardize edilmiş ve edilmemiş VUS sayılarının karşılaştırılması sonucunda, CHEK2 geninin birim amino asit başına en fazla VUS'a sahip olduğu bulundu. Tek nükleotid değişimlerine ve küçük insersiyon/delesyonlara ek olarak Sophia DDM yazılımı kullanılarak in silico yöntemle meme kanseri hastalarında 22, kolorektal kanseri hastalarındaysa 4 tane kopya sayısı varyantı bulunmuştur. Yine de bulunan sonuçların fonksiyonel çalışmalarla valide edilmesi gerekmektedir. Sonuç olarak bu çalışma, Türkiye'de bulunan meme ve kolorektal kanseri hastalarının incelenmesi açısından öncüdür. Elde edilen verilerle ilerleyen dönemlerde yapılacak çalışmalar Türk toplumunu daha uygun şekilde temsil edecektir.

Özet (Çeviri)

Cancer is a global burden in the twenty-first century, affects all countries regardless of income levels. According to the GLOBOCAN data, 14.1 million new cancer cases and 8.2 million cancer-related deaths occurred in 2012. In addition, increase of the cancer incidence and cancer-related deaths are expected in coming years. Breast cancer represents the second most common in the world and the most common cancer among women, accounts for 1.15 million new cases and 411,000 cancer deaths each year. Colorectal cancer is the third most commonly diagnosed malignancy and the fourth leading cause of cancer-related death in the world. The GLOBOCAN database showed that it accounted for 1.4 million new cases and approximately 700,000 deaths in 2012. The cell cycle is a process, which includes sequential phases and checkpoints in order to regulate cell growth and replication of DNA. There are some set of proteins involved in the cell division events, which are the products of tumor suppressor genes and oncogenes. Due to the abnormalities in tumor suppressor genes, defective tumor suppressor proteins malfunction to restrict cell cycle. On the other hand, activated oncogenes leads to uncontrolled cell cycle, which drives the cell cycle forward without controlling. The accumulation of mistakes during the malfunctioned cycle, the cells no longer respond to the signals that control cellular growth and death. These sequence of events cause to formation of cancer cells, which is also called carcinogenesis. Tumor suppressor genes manage fidelity of cell cycle replication process and controls. The tumor suppressor genes such as BRCA1 and BRCA2 are the major part of homologous recombination repair, which is an important mechanism using sister chromatid in order to process error-free repair of DNA double breaks. On the other hand, the mismatch repair mechanism (MMR), which consists of MLH1, MSH2, MSH6, PMS2 and EPCAM, is responsible for correcting single base mismatches as well as small insertion/deletion loops of unpaired bases. Alterations in the MMR system stands in a significant place in carcinogenesis, associated with hereditary nonpolyposis colorectal cancer syndrome, which is also known as Lynch syndrome. The MMR defects increases the risk of colorectal, gastric, endometrial and ovarian cancer, but mostly are associated with colorectal cancer. Besides, pathogenic variants in the MMR genes cause to microsatellite instability (MSI) in tumor tissues. MSI may occur in many cancer types but it is a significant marker for colorectal cancer patients with Lynch syndrome. The majority of cancer arise from pathogenic variants sustained over a lifelong but the cancer results from genetic alterations that are transmitted through generations considered as hereditary case. Approximately 5-10% of all cancer cases appear in this category. Considering that the incidence and mortality rates of colorectal and breast cancer, hereditary patients were sequenced using multigene panel testing in order to characterize clinical features and rare variants found in those patients. Apart from that, it is aimed to reveal recurrent pathogenic variants, candidate for founder pathogenic variants, by comparing the patient and control groups. Study subjects consists of 273 breast cancer patients, 123 colorectal cancer patients as well as 338 controls older than 65 years without personal cancer history. All the patients and controls were given informed consent form. The patients were grouped whether they have increased risk of breast or colorectal cancer according to NCCN guidelines for hereditary breast and hereditary colorectal cancer. For sequencing, three different commercial kits were used. Both Sophia DDM and GATK Variant Calling pipeline were used in order to call variants, and the found variants were filtered 20 cancer predisposing genes relevant with hereditary breast and ovarian cancer, HNPCC and intestinal polyposis syndrome. The 20 cancer predisposing genes are as follows: APC, ATM, BRCA1, BRCA2, BRIP1, CDH1, CHEK2, EPCAM, MLH1, MSH2, MUTYH, NBN, PALB2, PMS2, PTEN, RAD51C, RAD51D, STK11 and TP53. The exonic and splice variants, which have allele frequency equal or smaller than 1% as well as no data in 1000 Genome population database were selected. Interpretation of the selected variants was done according to the ACMG guideline. During interpretation of patients, monoallelic MUTYH pathogenic variants were excluded. Positive rates for patients and controls with a pathogenic/likely pathogenic mutation(s) were as follows: 13.55% (n=37) for breast cancer group, 11.90% (n=15) for colorectal cancer group and 4.45% (n=15) for controls. Inconclusive results were found in 24.18% (n=66) for breast cancer patients, 30.95% (n=39) for colorectal cancer patients and 21.96% (n=74) for controls. The estimation of hereditary breast cancer showed that 72% (n=197) of breast cancer patients are in high risk group, whereas 28% (n=76) of the patients falls in non-high risk group. The average ages of high and non-high risk groups are 44.9 and 59.6, respectively. In all breast cancer patients (n=273), 43 (7.56%) pathogenic variants were found. 4.76% of pathogenic variants were found in BRCA1 and BRCA2. Pathogenic variants in moderate penetrance genes (ATM, CHEK2, PALB2, NBN) had the highest rate in breast cancer patients (5.10%). Case-control comparison revealed that pathogenic variants in CHEK2 have significant OR of 3.51 in breast cancer patients. Also, a recurrent pathogenic variant, NM_007194(CHEK2):c.1427C>T (p.Thr476Met), was found in both breast cancer patients (n=4) and controls (n=3). 83 VUS (n=75) were identified in breast cancer patients, and 72 of the VUS were unique. In both all and unique rare VUS, ATM (%all = 6.2, %unique = 5.1) and BRCA2 (%all = 4.4, %unique = 3.3) had higher rates than other genes in 273 breast cancer patients. To overcome with the size of gene products and their effects on variant numbers, standardization applied for both all rare and unique rare VUS numbers identified in breast cancer patients. It is found that CHEK2, MSH2, RAD51C and MSH6 had more VUS per amino acid than other genes. The same result was obtained in comparison between high risk and non-high risk patients. Since RAD51C had only one VUS, CHEK2, MSH2 and MSH6 are promising candidates for further studies associated with breast cancer. In colorectal cancer, 35% (n=43) of the patients were classified as high risk patients, whereas 65% (n=80) were non-high risk patients. In all colorectal cancer patients, 19 pathogenic variants were identified. 17 pathogenic variants were unique, and 3 of unique pathogenic variants were identified as novel. 5.69% of pathogenic variants were found in MLH1 and MSH2. Mismatch repair genes, MLH1 and MSH2 showed significant OR of 19.45 (p = 0.0499) and 25.11 (p = 0.0308), and associated with colorectal cancer. Pathogenic variants in moderate penetrance genes, ATM and CHEK2 did not show significant associations with colorectal cancer. No pathogenic variants were found in low penetrance genes. In both all and unique rare VUS, ATM (8,9%, n=11) had the highest rate among all 20 genes. Comparison of standardized and non-standardized VUS between all and unique rare VUS revealed that standardized CHEK2 had the highest number of VUS in colorectal cancer patients. In additionally, using Sophia DDM software, 22 and 4 copy number variants were identified in breast and colorectal cancer patients, respectively. Still, these variants need to be validated with functional studies. After all, this study is a pioneer to examine the hereditary breast and colorectal cancer patients in the Turkish population. With the gathered data, the future cancer studies will represent the Turkish population more precisely.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    887266

    Variant detection in inflammatory diseases

    İnflamatuvar hastalıklarda varyant belirlenmesi

    GİZEM ALKURT

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Biyolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GİZEM DİNLER DOĞANAY

  2. Tez No

    900893

    Functional analysis of vus (variant of uncertain significance) of human muts homolog 2/6 (hMSH2/6) proteins

    İnsan muts homolog 2 ve 6 (hMSH2/6) proteinlerinde bulunan klinik önemi belirsiz varyantlarin fonksiyonel analizi

    CELİL MERT GÜL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Genetikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GİZEM DİNLER DOĞANAY

  3. Tez No

    194452

    Bir grup Türk hastada SLC26A4 gen analizi

    SLC26A4 gene analysis in a group of Turkish patients

    DUYGU AKÇAYÖZ DUMAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2005

    BiyofizikAnkara Üniversitesi

    Çocuk Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı

    DOÇ.DR. MUSTAFA TEKİN

  4. Tez No

    275452

    Sendromik olmayan otozomal resesif işitme kayıplı ve MYO15A genine bağlantı bulunan ailelerde mutasyon analizi

    Mutation analysis of families with autosomal recessive nonsyndromic hearing loss linked to the MYO15A gene

    FİLİZ BAŞAK CENGİZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    BiyoteknolojiAnkara Üniversitesi

    Temel Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NEJAT AKAR

  5. Tez No

    860409

    Trombofili paneli istenen hastaların herediter ve edinsel trombofili etyolojisi, klinik prezantasyon ve laboratuvar bulguları eşliğinde değerlendirilmesi

    Evaluation of patients requested for thrombophilia panel in accordance with hereditary and acquired thrombophilia etiology, clinical presentation and laboratory findings

    İSMAİL ALTUĞ DEMİR

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Hematolojiİzmir Katip Çelebi Üniversitesi

    İç Hastalıkları Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KADRİYE BAHRİYE PAYZIN

Geri Dön