Ανίχνευση νέων αλληλομόρφων σε γονίδια που προδιαθέτουν για τον κληρονομικό καρκίνο

Abstract

In the middle of the 1990’s it became clear that a substantial percentage (5-20%) of cancer diagnoses was due to genetic factors mainly characterized by an autosomal dominant inheritance pattern. These factors correspond to mutations in genes related to DNA repair mechanisms and result in loss of function of the corresponding proteins. Individuals carrying such mutations have a higher risk of developing cancer compared to general population and should be provided with personalized clinical surveillance whether they have been diagnosed with cancer or not. Through DNA sequencing of patients or healthy relatives it is feasible to identify such individuals in families with family history of cancer and/or younger ages at diagnosis.Multigene panel testing provides a state of the art approach, through of which the identification of new genes, whose mutations predispose to hereditary breast and/or ovarian cancer, is feasible. It is estimated that about 5-10% of patients with breast cancer diagnosis carry pathogenic mutations in BRCA1 and BRCA2 genes and a maximum of 2.5% in ATM, CHEK2, PALB2, PTEN, TP53, etc. The corresponding percentages for epithelial ovarian cancer range between 20-30% for BRCA1 and BRCA2 and 6-15% for the rest of panel genes. A targeted clinical surveillance and additional preventive measures could be provided to such individuals, as well as genetic testing to 1st degree relatives. Accordingly, clinical actionability is highlighted through multigene panel use, especially when mutations are identified either in BRCA1/2 or ATM, CHEK2, PALB2 and TP53 genes, for which established clinical guidelines are provided (NCCN guidelines).In the present thesis, an overall mutation prevalence of 12% for BRCA1/2 genes was estimated for a total of 50 patients selected based on NCCN guidelines for personal or family history of breast and/or ovarian cancer diagnosis. Specifically, half of the total identified mutations concerned Greek founder/recurrent mutations, in particular, the c.5382insC (c.5266dupC) mutation, a deletion of exon 20 (c.5256_5277+3179del3200) and a deletion of exons 23 and 24 (g.169527_180579del11052) of BRCA1.A particular attention was given in the analysis of p.(Val1833Met) variant of BRCA1, due to the its high prevalence observed in both breast and ovarian cancer patients (1.82%) and ovarian cancer patients only (1.59%). The observation that p.(Val1833Met) variant co-segregates with the disease, the lack of co-existence with another pathogenic mutation and its absence in the control group discloses a cancer-related variant with pathogenic effect. In addition, through co-segregation analysis where the total likelihood ratio (LR) was calculated at 1.88, the p.(Val1833Met) variant is characterized as pathogenic. Haplotype analysis demonstrated the founder effect of p.(Val1833Met) variant, highlighting its Greek origin about 1,450 years ago. On the contrary, the prevalence of the recurrent in breast cancer cases p.Arg753Ter variant of PALB2 was extremely low in epithelial ovarian cancer patients, indicating that this variant is not an ovarian cancer-related one.Finally, the implementation of massive parallel sequencing in patients with epithelial ovarian cancer diagnosis revealed an overall germline mutation prevalence of 29.1%. As expected, the majority of the pathogenic mutations is identified in BRCA1 and BRCA2 genes, with prevalences of 13.3% and 6.7%, respectively. Nevertheless, pathogenic mutations are identified in other genes, in particular, RAD51C (2.1%), FANC genes (FANCE, FANCL, FANCD2) (1.8%), as well as PPMID (1,4%), PALB2 (0.7%), CHEK2, NBN, PALB2, PMS1, PMS2, MLH1, DIS3L2, BLM, RECQL4 and ATM (0.35% each). In addition, an earlier age at diagnosis is observed in women carrying pathogenic mutations in BRCA1/2 compared to women that are either identified with mutations in non-BRCA1/2 genes or not carrying any pathogenic mutations. The present thesis also demonstrates that high-grade serous ovarian carcinomas are more related to BRCA1/2 mutations rather than non-BRCA1/2 mutations, whereas, endometrioid and clear-cell ovarian carcinomas are less related to BRCA1/2 mutations.

Από τα μέσα της δεκαετίας του 1990 έγινε σαφές ότι ένα σημαντικό ποσοστό (5-20%) των διαγνώσεων καρκίνου οφείλεται σε γενετικούς παράγοντες που κληρονομούνται συνήθως με αυτοσωμικό επικρατή τρόπο. Οι παράγοντες αυτοί είναι μεταλλάξεις σε γονίδια που σχετίζονται με την επιδιόρθωση του DNA και έχουν ως αποτέλεσμα την απώλεια λειτουργίας της αντίστοιχης πρωτεΐνης. Τα άτομα που φέρουν μεταλλάξεις στα γονίδια αυτά εμφανίζουν σαφώς υψηλότερο κίνδυνο εμφάνισης καρκίνου σε σχέση με τον γενικό πληθυσμό και θα πρέπει να έχουν εξατομικευμένη ιατρική παρακολούθηση είτε έχουν νοσήσει είτε όχι. Η ταυτοποίηση των ατόμων αυτών γίνεται σήμερα μέσω της αλληλούχησης του γενετικού υλικού ασθενών ή υγιών συγγενών σε οικογένειες με ιστορικό καρκίνου ή νεαρές ηλικίες διάγνωσης. Η ανάπτυξη των πολυγονιδιακών πάνελ αποτελεί state of the art πρακτική, με χρήση της οποίας είναι δυνατή η ταυτοποίηση νέων γονιδίων, οι μεταλλάξεις των οποίων προδιαθέτουν στον κληρονομικό καρκίνο μαστού ή/και ωοθηκών. Εκτιμάται ότι περίπου το 5-10% των ασθενών με διάγνωση καρκίνου του μαστού φέρει παθογόνους μεταλλάξεις στα γονίδια BRCA1 και BRCA2 και ένα μέγιστο της τάξεως του 2,5% στα γονίδια ATM, CHEK2, PALB2, PTEN, TP53 και άλλα. Τα αντίστοιχα ποσοστά για τον επιθηλιακό καρκίνο των ωοθηκών κυμαίνονται σε 20-30% για τα BRCA1 και BRCA2 και 6-15% για τα υπόλοιπα γονίδια των πάνελ, ποσοστά τα οποία ποικίλλουν ανάλογα με τα κριτήρια επιλογής των ασθενών που υποβάλλονται σε γονιδιακό έλεγχο. Μέσω της ταυτοποίησης του γενετικού υποβάθρου στα άτομα αυτά θα μπορούσε να παρασχεθεί στοχευμένη ιατρική παρακολούθηση και επιπρόσθετα μέτρα πρόληψης, καθώς και έλεγχος των συγγενών 1ου βαθμού. Συνεπώς, καταδεικνύεται η ικανότητα λήψης ιατρικών αποφάσεων (clinical actionability) μέσω της χρήσης των πολυγονιδιακών αυτών πάνελ, όταν ταυτοποιούνται μεταλλάξεις τόσο όσον αφορά στα γονίδια BRCA1 και BRCA2 όσο και στα ATM, CHEK2, PALB2, για τα οποία υπάρχουν κλινικές οδηγίες (NCCN guidelines). Στην παρούσα διατριβή η συνολική συχνότητα μεταλλάξεων στα γονίδια BRCA1/2 για ένα σύνολο 50 ασθενών επιλεγμένων με βάση τα κριτήρια NCCN για το προσωπικό ή οικογενειακό ιστορικό καρκίνου μαστού ή/και ωοθηκών υπολογίστηκε στο 12%. Ειδικότερα, το 6% αφορούσε στην ανίχνευση ιδρυτικών για τον Ελληνικό πληθυσμό μεταλλάξεων, συγκεκριμένα, της μετάλλαξης c.5382insC (c.5266dupC) και της απαλοιφής του εξονίου 20 (c.5256_5277+3179del3200), καθώς και της απαλοιφής των εξονίων 23 και 24 (g.169527_180579del11052) του γονιδίου BRCA1. Ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στην ανάλυση της παραλλαγής p.(Val1833Met) του γονιδίου BRCA1, καθότι ανιχνεύθηκε σε υψηλή συχνότητα σε ασθενείς που είχαν διαγνωστεί τόσο με καρκίνο μαστού όσο και με καρκίνο ωοθηκών (1.82%), καθώς και σε ασθενείς που είχαν διαγνωστεί μόνο με καρκίνο ωοθηκών (1.59%). Η παρατήρηση ότι η παραλλαγή p.(Val1833Met) συν-κληρονομείται με τη νόσο, η μη συνύπαρξή της με άλλη παθογόνο μετάλλαξη και η απουσία της από την ομάδα μαρτύρων, φανερώνουν μια σαφώς σχετιζόμενη με τον καρκίνο παραλλαγή με παθογόνο επίδραση. Επιπλέον, μέσω ανάλυσης συν-διαχωρισμού, όπου ο συνολικός λόγος πιθανοφανειών (LR) υπολογίστηκε στο 1.88, η παραλλαγή p.(Val1833Met) χαρακτηρίζεται ως παθογόνος. Η ανάλυση απλοτύπου απέδειξε την ιδρυτική επίδραση της p.(Val1833Met), αποκαλύπτοντας την Ελληνική προέλευσή της περίπου πριν από 1.450 έτη. Αντίθετα, βρέθηκε ότι η συχνότητα της επανεμφανιζόμενης σε περιστατικά καρκίνου μαστού μετάλλαξης p.Arg753Ter του γονιδίου PALB2 ήταν εξαιρετικά χαμηλή σε ασθενείς με επιθηλιακό καρκίνο των ωοθηκών και πιθανώς να μη σχετίζεται με τον καρκίνο των ωοθηκών. Τέλος, από την εφαρμογή του γονιδιακού πάνελ προκύπτει ότι η συνολική συχνότητα παθογόνων μεταλλάξεων στα υπό εξέταση γονίδια για ασθενείς με επιθηλιακό καρκίνο των ωοθηκών υπολογίζεται στο 29,1%. Ως αναμενόταν, η πλειονότητα των παθογόνων μεταλλάξεων στις υπό μελέτη ασθενείς αφορά στα γονίδια BRCA1 και BRCA2 με ποσοστό 13,3% και 6,7%, αντίστοιχα. Ωστόσο, εντοπίζονται μεταλλάξεις και σε άλλα γονίδια, συγκεκριμένα στο RAD51C (2,1%), σε γονίδια της ομάδας FANC (FANCE, FANCL,FANCD2) (1,8%), καθώς και στα γονίδια PPMID (1,4%), PALB2 (0,7%), CHEK2, NBN, PALB2, PMS1, PMS2, MLH1, DIS3L2, BLM, RECQL4 και ATM (0,35% για το κάθε ένα). Επιπλέον, παρατηρείται μικρότερη ηλικία διάγνωσης καρκίνου των ωοθηκών σε γυναίκες που φέρουν παθογόνους μεταλλάξεις στα γονίδια BRCA1/2 συγκριτικά τόσο με τις γυναίκες που δε φέρουν καμία παθογόνο μετάλλαξη στα υπό εξέταση γονίδια όσο και με τις γυναίκες που φέρουν μεταλλάξεις σε γονίδια εκτός των BRCA1/2. Η παρούσα μελέτη καταδεικνύει, επίσης, ότι τα υψηλόβαθμα ορώδη ωοθηκικά καρκινώματα συνδέονται περισσότερο με την ύπαρξη παθογόνων μεταλλάξεων στα γονίδια BRCA1/2 σε σχέση είτε με την ανίχνευση μεταλλάξεων σε γονίδια εκτός των BRCA1/2 είτε με την απουσία παθογόνων μεταλλάξεων στα υπό εξέταση γονίδια. Αντίθετα, παρατηρείται ότι τα ενδομητριοειδή και τα διαυγοκυτταρικά ωοθηκικά καρκινώματα σχετίζονται λιγότερο με παθογόνους μεταλλάξεις στα γονίδια BRCA1/2.