Studium genetické predispozice ke vzniku karcinomu prsu

Transkript

1 Univerzita Karlova v Praze 1. lékařská fakulta Studium genetické predispozice ke vzniku karcinomu prsu Petra Kleiblová Ústav biochemie a experimentální onkologie, 1. LF UK - skupina molekulární biologie (doc. Pohlreich) Ústav biologie a lékařské genetiky, 1. LF UK Odd. biologie nádorové buňky, ÚMG AVČR

2 Karcinom prsu Nejčastější zhoubný nádor u žen Incidence > 120 / žen / rok ~ 5-10% - dědičná forma C50

3 Genetika dědičného karcinomu prsu Analýza 963 rodin z Prahy a okolí ( ) Bez mutace Geny se střední penetrancí (CHEK2, PALB2, ATM, RAD51C, NBN, ) Vysoko-penetrantní geny (BRCA1, BRCA2, p53, PTEN, STK11) Pohlreich P

4 Genetika dědičného karcinomu prsu Analýza 963 rodin z Prahy a okolí ( ) Bez mutace Geny se střední penetrancí (CHEK2, PALB2, ATM, RAD51C, NBN, ) Vysoko-penetrantní geny (BRCA1, BRCA2, p53, PTEN, STK11) Pohlreich P

5 Genetika dědičného karcinomu prsu Analýza 963 rodin z Prahy a okolí ( ) Negativní Geny se střední penetrancí (CHEK2, PALB2, ATM, RAD51C, NBN, ) Vysoko-penetrantní geny (BRCA1, BRCA2, p53, PTEN, STK11)

6 Genetika dědičného karcinomu prsu Necharakterizované predispoziční varianty Privátní mutace v genech s vysokou penetrancí ( BRCAX ) Doposud necharakterizované variace v genech se střední penetrancí (kandidátní geny) Doposud necharakterizované kombinace variant v genech s nízkou penetrancí

7 Genetika dědičného karcinomu prsu Necharakterizované predispoziční varianty Privátní mutace v genech s vysokou penetrancí ( BRCAX ) Doposud necharakterizované variace v genech se střední penetrancí (kandidátní geny) Doposud necharakterizované kombinace variant v genech s nízkou penetrancí

8 Genetika dědičného karcinomu prsu Analýza predispozičních variant GWAS (celogenomové asociační studie) HTS (high throughput sequencing) Mutační analýza genů kódujících proteiny v společných cestách

9 Genetika dědičného karcinomu prsu Analýza predispozičních variant GWAS (celogenomové asociační studie) HTS (high throughput sequencing) Mutační analýza genů kódujících proteiny v společných cestách

10 Genetika dědičného karcinomu prsu Geny pro DNA-reparační proteiny v predispozici ke vzniku karcinomu prsu -H2AX P P Chk2 P P 53BP1 BRIP1 ATM BRCA1 P P MRE11 RAD50 Nbs1 DNA P p53 P CDC25A P CDC25C P BRCA2 PALB2 RAD51 Regulace buněčného cyklu Apoptóza Reparace DNA (reparace DDSB)

11 Genetika dědičného karcinomu prsu Geny pro DNA-reparační proteiny v predispozici ke vzniku karcinomu prsu -H2AX P WIP1 P Chk2 P P 53BP1 BRIP1 ATM BRCA1 P P MRE11 RAD50 Nbs1 DNA P p53 P CDC25A P CDC25C P BRCA2 PALB2 RAD51 Regulace buněčného cyklu Apoptóza Reparace DNA (reparace DDSB)

12 Mutační analýza genu PPM1D (WIP1) WIP1 Gen PPM1D lokalizován na 17q23.2 Monomerní serin-threoninová fosfatáza Defosforylace proteinů zapojených do reparace DNA (včetně ATM, CHEK1/2, -H2AX a p53) Amplifikace lokusu 17q23 v p53 wt nádorech

13 Mutační analýza genu PPM1D (WIP1) Populace pacientů 330 BRCA1/2 wt HBC/HBOC primární soubor 398 BRCA1/2 wt HBC/HBOC konfirmační soubor 450 kontrol bez onkologického onemocnění panel p53 wt buněčných linií 304 pacientů s neselektovaným C18 C20

14 Mutační analýza genu PPM1D (WIP1) Mutační analýza gen PPM1D (6 exonů; amplifikace v 8 fragmentech) e2-6 HRM analýza e1 + susp. HRM vzorky PCR + přímé sekvenování

15 Mutační analýza genu PPM1D (WIP1) Mutační analýza PPM1D v buněčných liniích U2OS: c.1372c>t (p.r458x) WT-GAGATAGCTCGAGAGAAT Mut-... T... WT/p.E I A R E N 458 Mut/p.E I A X - - HCT116: c.1349delt (p.l450x) WT-AGAATTTTTTAGAGGTTT Mut-... AGAGGTTTC WT/p.N F L E V S 450 Mut/p.N F X - - -

16 Kleiblova et al. J Cell Biol 2013 Mutační analýza genu PPM1D (WIP1) Výsledky pacienti

17 Kleiblova et al. J Cell Biol 2013 Mutační analýza genu PPM1D (WIP1) Výsledky pacienti

18 WT/p. A L T L R I 484 Mut/p. A L T X - - WT/p.N F K R T L 535 Mut/p.N F X Mutační analýza genu PPM1D (WIP1) Výsledky pacienti #BRCA380: c.1601_1615del (p.f534x) WT-AACTTTAAAAGGACATTAGAAGAG Mut-... AAGAGTCCAATTCTGGCCCC #CRC32: c.1372c>t (p.r458x) WT-GAGATAGCTCGAGAGAAT Mut-... T... WT/p.N F K R T L E E 534 Mut/p.N X WT/p.E I A R E N 458 Mut/p.E I A X - - #BRCA1855: c.1451t>g (p.l484x) #CRC145: c.1602dupt (p.k535x) WT-AGCCCTGACTTTAAGGAT WT-AACTTTAAAAGGACATTA Mut-... G... Mut-... TAAAAGGACATT

19 WT/p. A L T L R I 484 Mut/p. A L T X - - Mutační analýza genu PPM1D (WIP1) Výsledky pacienti #BRCA1855: c.1451t>g (p.l484x) WT-AGCCCTGACTTTAAGGAT Mut-... G...

20 WT/p. A L T L R I 484 Mut/p. A L T X - - Mutační analýza genu PPM1D (WIP1) Výsledky pacienti 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% WT Het Mut Mozaicismus? #BRCA1855: c.1451t>g (p.l484x) WT-AGCCCTGACTTTAAGGAT Mut-... G...

21 WT/p. A L T L R I 484 Mut/p. A L T X - - Mutační analýza genu PPM1D (WIP1) Výsledky pacienti 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% WT Het Mut Mozaicismus! nenádorová mamární tkáň WT-AGCCCTGACTTTAAGGATACATGA Mut G #BRCA1855: c.1451t>g (p.l484x) WT-AGCCCTGACTTTAAGGAT Mut-... G... karcinom prsu WT-AGCCCTGACTTTAAGGATACATGA Mut G

22 Význam mutací genu PPM1D (WIP1) Trunkační mutace postihují výlučně oblast exonu Ruark et al. Nature 2013 Kleiblova et al. J Cell Biol 2013

23 Význam mutací genu PPM1D (WIP1) Trunkační mutace postihují výlučně oblast exonu Ruark et al. Nature 2013 Kleiblova et al. J Cell Biol 2013 U pacientů (C18 & C50) i ve stabilních liniích (U2OS, HCT116) c.1372c>t (p.r458x) WT-GAGATAGCTCGAGAGAAT #CRC32: WT-GAGATAGCTCGAGAGAAT U2OS: Mut-... T... Mut-... T... Kleiblova et al. J Cell Biol 2013 Zajkowicz et al. Mol Biol Rep 2013

24 Význam mutací genu PPM1D (WIP1) Trunkační mutace postihují výlučně oblast exonu 6 U pacientů (C18 & C50) i ve stabilních liniích (U2OS, HCT116) Trunkační mutace: gain-of-function alterace - > biologický poločas WIP1 (in vitro) - funkční inaktivace p53 (ztráta G1-S kontrolního bodu) - zvýšená tolerance poškození DNA (?) - kancerogeneze (?) Kleiblova et al. J Cell Biol 2013

25 Význam mutací genu PPM1D (WIP1) Trunkační mutace postihují výlučně oblast exonu 6 U pacientů (C18 & C50) i ve stabilních liniích (U2OS, HCT116) Trunkační mutace: gain-of-function alterace - > biologický poločas WIP1 (in vitro) - funkční inaktivace p53 (ztráta G1-S kontrolního bodu) - zvýšená tolerance poškození DNA (?) - kancerogeneze (?) U pacientů se tyto mutace vyskytují jako mozaiky Ruark et al. Nature 2013; Kleiblova et al. J Cell Biol 2013

26 Význam mutací genu PPM1D (WIP1) Trunkační mutace postihují výlučně oblast exonu 6 U pacientů (C18 & C50) i ve stabilních liniích (U2OS, HCT116) Trunkační mutace: gain-of-function alterace - > biologický poločas WIP1 (in vitro) - funkční inaktivace p53 (ztráta G1-S kontrolního bodu) - zvýšená tolerance poškození DNA (?) - kancerogeneze (?) U pacientů se tyto mutace vyskytují jako mozaiky - Způsob vzniku? - Přenos na další generace? - Klinický význam? Ruark et al. Nature 2013; Kleiblova et al. J Cell Biol 2013

27 Význam mutací genu PPM1D (WIP1) Nejasný mechanizmus a penetrance Negativní Geny se střední penetrancí Geny s vysokou penetrancí

28 Poděkování Ústav biochemie a exp. onkologie, 1. LF UK - Jan Ševčík - Petr Pohlreich - Zdeněk Kleibl Ústav patologie, 1. LF UK - Pavel Dundr Odd. biologie nádorové buňky, ÚMG AVČR - Libor Macůrek - Jan Benada - Soňa Pecháčková - Jiří Bártek The Netherlands Cancer Institute - Indra A. Shaltiel - Emile E. Voest - René H. Medema Grant IGA MZ ČR: NT