Μελέτη δεικτών μεθυλίωσης στον καρκίνο των ωοθηκών

Abstract

Ovarian cancer is the fourth most common gynecological malignancy and the fifth leading cause of cancer-related mortality in women. It is characterized by a remarkable histological and molecular heterogeneity, with the main subtype being high grade serous ovarian carcinoma (HGSC). This doctoral thesis is focused on DNA methylation of selected genes in clinical samples of patients with HGSC. For all methylation studies, we recruited FFPE samples of primary tumors, adjacent morphologically normal tissues, as well as corresponding plasma samples from the same patients. For the evaluation of methylation, we used two different methodologies, a real-time methylation specific PCR (real-time MSP) for the detection of methylation in tumor and adjacent FFPEs, as well as plasma circulating tumor DNA (ctDNA), and a methylation-sensitive high-resolution melting analysis (MS-HRMA) for the semi-quantitative estimation of methylation in tumor and adjacent FFPEs.At first, in a comparison study, we investigated RASSF1A promoter methylation status in primary tumors, adjacent morphologically normal tissues and corresponding plasma samples of patients with HGSC. In primary tumors and adjacent tissues, RASSF1A promoter methylation was significantly correlated with worse patients’ overall survival (OS). In this study, we reported for the first time that RASSF1A promoter methylation provides significant prognostic information in HGSC patients.We next examined ESR1 methylation in primary tumors and ctDNA of patients with HGSC. In primary tumors, ESR1 methylation was significantly correlated with better patients’ OS and progression free survival (PFS). In this study, we attempted to clarify the role of ESR1 methylation in HGSC.We next performed methylation studies of specific genes involved in molecular pathways which are frequently disrupted in HGSC, such as BRCA1 and MGMT genes involved in different ways in DNA repair, the NR2F1 gene that is actively involved in the establishment of a dormant phenotype, the RASSF10 gene involved in the development of chemoresistance and the RKIP gene involved in the EMT process. After the statistical analysis of the results, we observed a significant correlation between NR2F1 methylation in primary tumors with worse patients’ PFS. Furthermore, BRCA1 methylation in ctDNA was significantly correlated with better PFS. Finally, we estimated PD-L1 gene expression in circulating tumor cells (CTCs) of patients with HGSC, using RT-qPCR. Based on the results of the study, a statistically significant association between PD-L1 gene expression and worse patients’ OS was observed, indicating a possible prognostic significance in HGSC.

Ο καρκίνος των ωοθηκών αποτελεί τον τέταρτο συχνότερα εμφανιζόμενο γυναικολογικό καρκίνο και την πέμπτη αιτία θανάτου σχετιζόμενη με καρκίνο στις γυναίκες. Χαρακτηρίζεται από αξιοσημείωτη ιστολογική και μοριακή ετερογένεια, με κυριότερο υπότυπο τον ορώδη καρκίνο ωοθηκών υψηλού βαθμού κακοήθειας (high grade serous ovarian carcinoma, HGSC), που μελετήθηκε στη διατριβή. Η παρούσα διατριβή έχει σκοπό τη μελέτη της μεθυλίωσης επιλεγμένων γονιδίων στον ορώδη καρκίνο ωοθηκών υψηλού βαθμού κακοήθειας. Τα κλινικά δείγματα που χρησιμοποιήθηκαν είναι δείγματα πρωτοπαθών όγκων, αντίστοιχα δείγματα παρακείμενων ιστών, καθώς και αντίστοιχα δείγματα κυκλοφορούντος καρκινικού DNA (circulating tumor DNA, ctDNA) από τις ίδιες ασθενείς. Οι μεθοδολογίες που εφαρμόστηκαν συνιστούν την real-time MSP για την ανίχνευση της μεθυλίωσης σε δείγματα πρωτοπαθών όγκων, παρακείμενων ιστών και πλάσματος, καθώς και την MS-HRMA για τον ημιποσοτικό προσδιορισμό της μεθυλίωσης σε δείγματα πρωτοπαθών όγκων και παρακείμενων ιστών. Αρχικά εξετάστηκε η μεθυλίωση του ογκοκατασταλτικού γονιδίου RASSF1A, όπου πραγματοποιήθηκε μία συγκριτική μελέτη σε δείγματα πρωτοπαθών όγκων, παρακείμενων ιστών και ctDNA ασθενών με HGSC. Η μεθυλίωση του γονιδίου στα δείγματα πρωτοπαθών όγκων και παρακείμενων ιστών συσχετίστηκε με σημαντικά μειωμένη ολική επιβίωση (overall survival, OS) των ασθενών. Τα συνολικά αποτελέσματα της μελέτης υπέδειξαν για πρώτη φορά την προγνωστική σημασία της μεθυλίωσης του γονιδίου στον HGSC. Στη συνέχεια, ακολούθησε μελέτη μεθυλίωσης του γονιδίου ESR1, όπου πραγματοποιήθηκε μελέτη σε δείγματα πρωτοπαθών όγκων και ctDNA ασθενών με HGSC. Η μεθυλίωση του γονιδίου στα δείγματα πρωτοπαθών όγκων συσχετίστηκε με σημαντικά αυξημένα OS και διάστημα επιβίωσης χωρίς εξέλιξη της νόσου (progression free survival, PFS) των ασθενών. H παρούσα μελέτη αποτέλεσε μία προσπάθεια αποσαφήνισης του ρόλου της μεθυλίωσης του γονιδίου στον HGSC. Ακολούθησαν οι μελέτες μεθυλίωσης γονιδίων που εμπλέκονται σε μοριακά μονοπάτια που διαταράσσονται στον HGSC, όπως τα γονίδια BRCA1 και MGMT που συμμετέχουν σε διαφορετικές πορείες επιδιόρθωσης του DNA, το γονίδιο NR2F1 που συμμετέχει ενεργά στην κυτταρική αδράνεια, τα γονίδιο RASSF10 που εμπλέκεται στην ανάπτυξη χημειοαντίστασης, καθώς και το γονίδιο RKIP που συμμετέχει στην ΕΜΤ διαδικασία. Ύστερα από τη συνολική επεξεργασία των αποτελεσμάτων, παρατηρήθηκε στατιστικά σημαντική συσχέτιση της μεθυλίωσης του γονιδίου NR2F1 στα δείγματα πρωτοπαθών όγκων, με μειωμένο PFS. Επιπλέον, η μεθυλίωση του γονιδίου BRCA1 στο ctDNA συσχετίστηκε με σημαντικά αυξημένο PFS. Τέλος, πραγματοποιήθηκε μελέτη της έκφρασης του γονιδίου PD-L1 σε δείγματα κυκλοφορούντων καρκινικών κυττάρων (circulating tumor cells, CTCs) ασθενών με HGSC, με την εφαρμογή RT-qPCR. Με βάση τα αποτελέσματα της μελέτης, παρατηρήθηκε στατιστικά σημαντική συσχέτιση της έκφρασης του γονιδίου με μειωμένη OS των ασθενών, υποδεικνύοντας μία πιθανή προγνωστική σημασία στον HGSC.