Abstract
Aberrant telomerlengde målt i blod har vært assosiert med økt risiko for flere krefttyper. I feltet av arvelig non-polypose tykktarmskreft (CRC), og mer spesielt i Lynch syndrom, forårsaket av germline mutasjoner i mismatch reparasjon (
MMR
) gener, vi nylig funnet ut at kreft-rammet
MMR
genet mutasjonsbærere hadde kortere telomerer og mer uttalt forkorting av telomerlengde med alder enn kontroller og upåvirket
MMR
genet mutasjonsbærere. Her vurderer vi blod telomerlengde i MMR-dyktig arvelig non-polypose CRC, dvs. familiær CRC typen X (FCRC-X). Totalt 57 kreft-rammet og 57 kreftfrie individer fra 34 Amsterdam-positive FCRC-X familier ble analysert og sammenlignet med de data som tidligere er publisert på 144 kreft-rammet og 100 kreftfrie
MMR
genmutasjon bærere, og 234 kontroller. Relativ telomer-lengden ble målt ved hjelp av en monokrom multipleks kvantitativ PCR-metoden, etter strenge tiltak for å unngå feilkilder og justere etter alder. Til tross for den retrospektive natur vår studie viser resultatene at lengre telomerer forbinder med kreftrisiko i FCRC-X, og dermed identifisere ulike mønstre av telomer-lengden i henhold til statusen for MMR-systemet
Citation. Seguí N, Guinó E, Pineda M, Navarro M, Bellido F, Lázaro C, et al. (2014) Lengre Telomerer er forbundet med kreftrisiko i MMR-Dyktig Arvelig Non-polypose tykktarmskreft. PLoS ONE 9 (2): e86063. doi: 10,1371 /journal.pone.0086063
Redaktør: Amanda Ewart Toland, Ohio State University Medical Center, USA
mottatt: 8 oktober 2013; Godkjent: 09.12.2013; Publisert: 03.02.2014
Copyright: © 2014 Seguí et al. Dette er en åpen-tilgang artikkelen distribueres under betingelsene i Creative Commons Attribution License, som tillater ubegrenset bruk, distribusjon og reproduksjon i ethvert medium, forutsatt den opprinnelige forfatteren og kilden krediteres
Finansiering:. Dette arbeidet har vært finansiert av det spanske departementet for økonomi (State Secretariat for forskning, utvikling og innovasjon) (tilskudd SAF2012-38885 til LV og SAF2012-33636 på GC, og Ramón y Cajal kontrakt til LV); L’Oréal-UNESCOs «For Kvinner i forskning»; Scientific Foundation Asociación Española Contra el kreft; den katalanske regjeringen (tilskudd 2009SGR290); og Carlos III Health Institute (fellesskapet til NS). Finansiører hadde ingen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet
Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
Innledning
Familiehistorie er en av de sterkeste risikofaktorer for utvikling av tykktarmskreft (CRC) og er involvert i ca 20% av alle CRC-tilfeller. Imidlertid er bare 2-6% av alle CRC forklares ved kimlinje-mutasjoner i kjente høy-penetrans CRC-gener. Amsterdam kriterier ble definert til å identifisere arvelige non-polypose CRC tilfeller vurderer ung alder ( 50 år) på kreftdiagnose og høy familiær aggregering av CRC (Amsterdam I) eller andre relaterte svulster (Amsterdam II). Omtrent 60% av familiene som oppfyller Amsterdam kriteriene viser mangel DNA mismatch reparasjon (MMR) som en konsekvens av en germline mutasjon eller epimutation i en
MMR
genet, dvs.
MLH1
,
MSH2
,
MSH6
eller
PMS2 plakater (Lynch syndrom; LS). De resterende 40% ikke viser MMR feil og den genetiske årsaken til familiær CRC aggregering er fortsatt ukjent, etter å ha blitt gruppert som familiær CRC typen X (FCRC-X) [1], [2].
kromosom telomerer består av flere korte repetisjoner (TTTAGG) som beskytter mot storstilt genomisk rearrangements. Telomerer forkorte med celledeling, til slutt fører til mobilnettet senescence. I sjeldne tilfeller, celler som abnormt omgår replicative senescence med kritisk korte telomerer kan utvikle genomisk ustabilitet og potensielt bli tumorigent. I kreftceller, men som i stamceller, telomerase, enzymet som legger telomeric gjentar til kromosom ender, uttrykkes, og kompenserer for telomere erosjon og å hindre begynnende alderdom /apoptose [3] – [5].
kimlinje-mutasjoner i komponentene av telomerase komplekset årsaken dyskeratosis congenita. Pasienter med denne lidelsen har korte telomerer, som fører til benmargssvikt og økt kreftrisiko [6]. Likeledes musemodeller med telomerase-mangel og korte telomerer har høy risiko for kreft [7]. Nyere epidemiologiske studier har evaluert telomerlengde målt i perifert blod DNA som en potensiell biomarkør for kreft risiko. Flere studier har rapportert sammenhenger mellom telomerlengde og kreftrisiko, selv om dataene er i strid blant studier og tumortyper [8]. I CRC studier har motstridende resultater er observert, angivelig på grunn av forskjeller i studiepopulasjonen, studiedesign, analytisk tilnærming, utvalgsstørrelse, eller eksponering for miljøfaktorer [9] -. [15]
Når det gjelder arvelig CRC, vår gruppe rapporterte nylig at kreftrammede
MMR
genet mutasjonsbærere hadde kortere telomerer og viste raskere telomere avgang med alderen, målt i blodet, enn kontroller og kreft-fri
MMR
genet mutasjonsbærere [ ,,,0],16]. Likevel rolle telomerlengde som kreftrisiko modifier i LS kan ikke gjøres gjeldende siden det hadde blitt hevdet at de forkortede telomerer observert i ettertid innsamlede prøver fra kreft rammet enkeltpersoner kan være en konsekvens av sykdommen [8], [14] . Men det faktum at kreftfrie mutasjonsbærere hadde lengre telomerer enn kreftfrie kontroller gitt ytterligere bevis i støtte til hypotesen om at telomer-lengden kan fungere som en kreftrisiko modifier i LS [16].
Her er vi rapportere den første studien av oppførselen til blod telomer-lengden i MMR-dyktig arvelig non-polypose CRC, dvs. FCRC-X, og sammenligne den atferden observert i kontrollene og arvelig non-polypose CRC med en MMR defekt, dvs. LS ( tidligere utgitt [16]).
Materialer og metoder
Etikk erklæringen
Skriftlig informert samtykke ble innhentet fra alle fag. Studien ble godkjent av etikkomiteen av IDIBELL (ref. PR221 /09).
deltagerne
Totalt 114 personer, 57 kreft-rammet og 57 kreft-fri, fra 34 FCRC-X familier ble inkludert i studien. Disse familiene oppfylt Amsterdam kriteriene, men viste ikke MMR defekter (mikro ustabilitet eller tap av uttrykk av MMR proteiner MLH1, MSH2, MSH6 og PMS2). I alt 76,5% (26/34) av familiene oppfylt Amsterdam I kriteriene og 23,5% (8/34) Amsterdam II. For sammenligningens skyld, tidligere utgitt telomerlengde data fra enkeltpersoner som tilhører LS familier og fra kontroller ble inkludert i analysene [16]. Familiær CRC-X, LS og kontrollprøver var alle kaukasisk opprinnelse og rekruttert fra samme homogene populasjon (den spanske regionen Catalonia) gjennom Arvelig kreft Program for den katalanske Institute of Oncology, IDIBELL. Tabell 1 viser egenskapene til de FCRC-X tilfeller studert, sammenligner dem til LS enkeltpersoner og kontroller tidligere analysert [16].
Relativ telomerlengde Måling
Relativ telomerlengde ( RTL) ble vurdert ved hjelp av en monokrom multipleks kvantitativ PCR-metoden [17], under de samme betingelsene som i Segui et al. [16]. Videre ble MMR-dyktige arv tilfeller kjøres sammen med LS saker og kontroller. For å utelukke gjenstander eller tekniske kilder for variasjon, ble en standardkurve er inkludert i hvert forsøk (384-brønns plate), ble hver prøve analysert i triplikat, og når det er mulig, et likt antall prøver fra forskjellige kliniske grupper ble kjørt i samme plate. Lagring og DNA-ekstraksjon fra perifert blod ble utført på samme anlegget og bruke de samme utvinningsmetoder, som anbefalt for retrospektive telomer-lengden studier [8].
Statistiske analyser
RTL ble justert etter alder basert på telomerlengde forkorting oppstår med alder i den generelle befolkningen (kontroller), som tidligere rapportert [16], [18]. Forskjeller i aldersjusterte telomere lengder ble analysert ved bruk av Wilcoxon rank sum test (Mann-Whitney U). Den Kruskal-Wallis rang sum test ble brukt for å sammenligne de demografiske kjennetegn blant grupper. Alle testene var tosidig og p-verdier under 0,05 ble ansett som statistisk signifikant. Analysene ble utført ved hjelp av R statistisk programvare.
Resultater
Aldersjustert RTL ble evaluert i 57 kreftrammede FCRC-X pasienter og 57 upåvirket individer fra 34 FCRC-X familier. Resultatene ble sammenlignet med resultatene vi publisert i en tidligere studie av 144 kreftrammede
MMR
genet mutasjonsbærere, 100 upåvirket
MMR
genet mutasjonsbærere og 234 kontroller [16].
kreft rammede FCRC-X tilfeller viste signifikant lengre telomerer enn upåvirket FCRC-X individer (p = 0,009) og kreftfrie kontroller (p = 0,013) (fig. 1). Disse resultatene var i skarp kontrast til de tidligere observert i LS, hvor telomere lengder oppdaget i kreft-rammet
MMR
genet mutasjonsbærere var kortere enn de i upåvirket mutasjonsbærere (p = 0,032) [16]. På den annen side, kreftfrie FCRC-X tilfeller viste kortere telomerer enn kreft-fri
MMR
genet mutasjonsbærere (p = 0,015), men av tilsvarende lengde med kontroller (Fig. 1).
De forskjellige gruppene tilsvarer: kreftfrem påvirket FCRC-X tilfeller (median alder justert RTL: 0,017); kreftfrie individer fra FCRC-X familier (median: -0,215); kreft rammet
MMR
genet mutasjonsbærere (median: -0,131); kreft-fri
MMR
genet mutasjonsbærere (median: -0,079); og kreftfrie kontroller (median: -0,092). Forskjeller i aldersjusterte RTL ble analysert ved bruk av Wilcoxon rank sum test (Mann-Whitney U). Boksene representerer interkvartilt rekke distribusjoner (
th 25 og 75
th persentiler); de horisontale linjer i boksene, medianer; og de vertikale linjer, 5
th og 95
th persentiler. Data fra LS familier og kontroller ble publisert tidligere [16].
Diskusjoner
Vi fant at lengre telomerer er assosiert med kreft i FCRC-X. Videre basert på data som tidligere er publisert av vår gruppe [16], MMR-mangelfulle og -proficient non-polypose arv tilfeller viser tydelige mønstre av blod telomerlengde, noe som tyder på at statusen til MMR-systemet er nøkkelen i å definere telomerlengde i arv tilfeller .
Flere epidemiologiske studier har undersøkt sammenhengen av telomer-lengden med CRC risiko i den generelle befolkningen, produserer motstridende resultater [19]. Bevis fra retrospektive studier tyder på at telomerer i perifere blodceller er kortere i CRC tilfeller enn kontrollene. Imidlertid har denne tilknytningen ikke blitt kopiert i prospektive studier, noe som tyder på at sammenhengen mellom korte telomerer og CRC i retrospektive studier er en eller annen måte et resultat av sykdom, behandling eller differensial overlevelse snarere enn årsak (virkning av omvendt årsaks) [14]. Angående prospektive studier, ble ingen sammenheng funnet i tre relativt små studier (134-191 tilfeller vs 306-406 kontroller) [9] – [11]. Men nå nylig, større prospektive studier funnet at lengre telomerer var assosiert med høyere CRC risiko (saker /kontroller = 2157/3921) [14], eller at både lange og korte telomerer økt CRC risiko (saker /kontroller = 441/549) [15].
til tross for den retrospektive natur vår studie fant vi at kreftrammede FCRC-X individer hadde lengre telomerer enn kreftfrie medlemmer av samme type X familier, kontroller og kreftfrem berørte medlemmer av LS familier (
MMR
genmutasjon bærere). Derfor er lengre telomerer forbundet med kreftrisiko i MMR-dyktig arvelig non-polypose CRC, som observert i stor prospektiv populasjonsbasert CRC serie [14], [15]. Videre studier som vurderer telomerlengde før og etter kreftdiagnose i FCRC-X tilfeller vil være avgjørende for å demonstrere den nøyaktige effekten av kreft på blod telomerlengde i denne pasientgruppen.
Forrige bevis støtter hypotesen om at lange telomerer kanskje øke kreftrisiko: første, kan lange telomerer forsinke cellular senescence og apoptose, noe som øker sjansen for at genetiske avvik vil samle [5], [20]; for det andre, en undergruppe av kolorektale tumorer har lengre telomerer enn den tilstøtende ikke-tumor kolon mukosa [21]. Telomerlengde vurdering i FCRC-X svulster vil gi ytterligere innsikt i om MMR-dyktig arvelige svulster også har forlenget telomerer. På tilsvarende måte, å vite nivåene av telomerase eller ekspresjon av enzymatisk aktivitet i perifert blod og tumorprøver kan hjelpe til utforming av spesifikke terapeutiske og /eller forebyggende fremgangsmåter for pasienter FCRC-X i fremtiden [22].
Våre funn sammen med de som ble observert i stor populasjonsbasert CRC serie [14], [15], foreslår at lengre telomerer er en risikofaktor for arvelig og sporadisk MMR-dyktig CRC. Etter denne observasjonen, er det sannsynlig å hypoteser om at lengre telomerer også fungere som modifikatorer av en alder av utbruddet av kreft og /eller polypose i andre MMR-dyktig CRC syndromer.
I konklusjonen, i motsetning til i observasjonene for LS, men i tråd med resultatene av store CRC prospektive studier, er langstrakte telomerer forbundet med økt risiko for kreft i Amsterdam-positive MMR-dyktig arvelig non-polypose CRC.
