PLoS ONE: Længere Telomerer er forbundet med kræft Risiko i MMR-Kompetent Arvelig Non-polypose kolorektal cancer

Abstrakt

Aberrant telomer længde målt i blodet har været forbundet med øget risiko for flere kræftformer. På området arvelig ikke-polypose colorectal cancer (CRC), og mere specielt i Lynch-syndrom, forårsaget af germline mutationer i mismatch repair (

MMR

) gener, vi for nylig fundet, at kræft-ramte

MMR

gen mutation luftfartsselskaber havde kortere telomerer og mere udtalt afkortning af telomer længde med alder end kontroller og upåvirkede

MMR

gen mutation luftfartsselskaber. Her vurderer vi blod telomer længde i MMR-dygtige arvelig ikke-polypose CRC, dvs. familiær CRC type X (fCRC-X). I alt 57 kræft-ramte og 57 kræft-fri individer fra 34 Amsterdam-positive fCRC-X familier blev analyseret og sammenlignet med de data, der tidligere er offentliggjort på 144 kræft-ramte og 100 kræft-fri

MMR

genmutation bærere og 234 kontroller. Relativ telomer længde blev målt ved hjælp af en monokrom multiplex kvantitativ PCR-metoden, efter strenge foranstaltninger for at undgå kilder til bias og justering efter alder. På trods af den retrospektive karakter af vores undersøgelse, viser resultaterne, at længere telomerer associeret med kræftrisiko i fCRC-X, således at identificere forskellige mønstre af telomer længde i henhold til status for MMR-systemet

Henvisning:. Seguí N, Guino E, Pineda M, Navarro M, Bellido F, Lázaro C, et al. (2014) Længere Telomerer er forbundet med kræft Risiko i MMR-Kompetent Arvelig Non-polypose tyktarmskræft. PLoS ONE 9 (2): e86063. doi: 10,1371 /journal.pone.0086063

Redaktør: Amanda Ewart Toland, Ohio State University Medical Center, USA

Modtaget: 8. oktober, 2013; Accepteret: 9. december 2013; Publiceret: 3 feb 2014

Copyright: © 2014 Seguí et al. Dette er en åben adgang artiklen distribueres under betingelserne i Creative Commons Attribution License, som tillader ubegrænset brug, distribution og reproduktion i ethvert medie, forudsat den oprindelige forfatter og kilde krediteres

Finansiering:. Dette arbejde er blevet finansieret af det spanske økonomiministerium (statssekretariatet for forskning, udvikling og innovation) (tilskud SAF2012-38885 til LV og SAF2012-33636 til GC, og Ramón y Cajal kontrakt til LV); L’Oréal-UNESCO “For Women in Science”; Den Videnskabelige Foundation Asociación Española Contra el cancer; den catalanske regering (tilskud 2009SGR290); og Carlos III Health Institute (stipendium til NS). De finansieringskilder havde ingen rolle i studie design, indsamling og analyse af data, beslutning om at offentliggøre, eller forberedelse af manuskriptet

Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklæret, at der ikke findes konkurrerende interesser

Introduktion

Familie historie er en af ​​de stærkeste risikofaktorer for udvikling af colorektal cancer (CRC) og er involveret i ca. 20% af alle CRC tilfælde. Imidlertid er kun 2-6% af alle CRCs forklares ved kimcellelinje mutationer i kendte høj penetrans CRC gener. De Amsterdam kriterier blev defineret til at identificere arvelige ikke-polypose CRC sager, overvejer ung alder ( 50 år) på kræftdiagnose og høj familiær sammenlægning af CRC (Amsterdam I) eller andre relaterede tumorer (Amsterdam II). Ca. 60% af de familier, der opfylder Amsterdam kriterierne viser DNA mismatch repair (MMR) mangel som følge af en kimlinie mutation eller epimutation i en

MFR

gen, dvs.

MLH1

,

MSH2

,

MSH6

eller

PMS2

(Lynch-syndrom, LS). De resterende 40% viser ikke MFR mangler og den genetiske årsag til familiær CRC sammenlægning er stadig ukendt, blevet grupperet som familiær CRC type X (fCRC-X) [1], [2].

Kromosom telomerer består af flere korte gentagelser (TTTAGG), der beskytter mod store genomiske omlejringer. Telomerer forkorte med celledeling, i sidste ende fører til cellulær ældning. I sjældne tilfælde, celler, afvigende omgå replikativ aldring med kritisk korte telomerer kan udvikle genomisk ustabilitet og potentielt blive tumorigen. I kræftceller, men som i stamceller, telomerase, det enzym, der tilføjer telomere gentagelser til kromosom ender, udtrykkes, kompenserer for telomer erosion og forebyggelse af degeneration /apoptose [3] -. [5]

germline mutationer i komponenterne i telomerasekomplekset årsag dyskeratosis congenita. Patienter med denne lidelse har korte telomerer, som fører til knoglemarvssvigt og øget risiko for kræft [6]. Ligeledes musemodeller med telomerase-mangel og korte telomerer har høj risiko for kræft [7]. Nylige epidemiologiske undersøgelser har evalueret telomer længde målt i perifert blod DNA som en potentiel biomarkør for risiko kræft. Flere undersøgelser har rapporteret associationer mellem telomer længde og kræftrisiko, selv om data er inkonsekvent blandt undersøgelser og tumortyper [8]. I CRC undersøgelser, er der observeret modstridende resultater, tilsyneladende på grund af forskelle i studiepopulationen, studiedesign, analytisk tilgang, stikprøvestørrelse, eller udsættelse for miljøfaktorer [9] -. [15]

Med hensyn arvelig CRC, vores gruppe nylig rapporteret, at kræft-ramte

MMR

gen mutation luftfartsselskaber havde kortere telomerer og viste hurtigere telomer nedslidning med alderen, målt i blodet, end kontrol og kræft-fri

MMR

gen mutation luftfartsselskaber [ ,,,0],16]. Ikke desto mindre kunne rolle telomer længde som kræftrisiko modifier i LS ikke gøres gældende, da det var blevet fremført, at de forkortede telomerer observeret i efterfølgende indsamlede prøver fra kræft-ramte individer kan være en konsekvens af sygdommen [8], [14] . Men det faktum, at kræft-fri mutation luftfartsselskaber havde længere telomerer end kræft-fri kontrol givet yderligere beviser til støtte for den hypotese, at telomer længde kan virke som en kræftrisiko modifier i LS [16].

Her er vi indberette den første undersøgelse af adfærd blod telomer længde i MMR-dygtige arvelig ikke-polypose CRC, dvs. fCRC-X, og sammenligne det med den observeret i kontrol og i arvelig ikke-polypose CRC med en MMR defekt adfærd, dvs. LS ( tidligere offentliggjort [16]).

Materialer og metoder

Etik Statement

skriftligt informeret samtykke blev opnået fra alle fag. Undersøgelsen blev godkendt af den etiske komité i IDIBELL (ref. PR221 /09).

Undersøgelse Deltagerne

I alt 114 personer, 57 kræft-ramte og 57 kræft-fri, fra 34 fCRC-X familier blev inkluderet i undersøgelsen. Disse familier opfyldte Amsterdam kriterier, men viste ikke MMR defekter (mikrosatellit ustabilitet eller tab af ekspression af MMR proteinerne MLH1, MSH2, MSH6 og PMS2). I alt 76,5% (26/34) af de familier opfyldte Amsterdam I kriterierne og 23,5% (8/34) Amsterdam II. Til sammenligning, tidligere offentliggjorte telomer længde af data fra personer, der tilhører LS familier og fra kontroller blev inkluderet i analyserne [16]. Familiær CRC-X, LS og kontrolprøver var alle af kaukasisk oprindelse og rekrutteret fra samme homogene befolkning (den spanske region Catalonien) gennem Arvelig Kræft Program for den catalanske Institute of Oncology, IDIBELL. Tabel 1 viser karakteristika fCRC-X tilfælde undersøgte, sammenligne dem med de LS enkeltpersoner og kontroller tidligere analyseret [16].

Relativ telomerlængde Måling

Relativ telomer længde ( RTL) blev vurderet ved hjælp af en monokrom multiplex kvantitativ PCR-metoden [17], under de samme betingelser som i Segui et al. [16]. Desuden var MMR-dygtige arvelige tilfælde køre sammen med LS sager og kontroller. For at udelukke artefakter eller tekniske kilder til variation, blev en standardkurve inkluderet i hver kørsel (384 brønde), blev hver prøve analyseret i tre eksemplarer, og hvor det er muligt, lige mange prøver fra forskellige kliniske grupper blev kørt i samme plade. Opbevaring og DNA-ekstraktion fra perifert blod blev udført på samme anlæg og med samme udvindingsmetoder, som anbefales til retrospektive studier telomer længde [8].

Statistiske Analyser

RTL blev justeret efter alder baseret på telomer længde afkortning forekommer med alderen i den almindelige befolkning (kontroller), som tidligere rapporteret [16], [18]. Forskelle i aldersjusterede telomer længder blev analyseret ved hjælp rang sum test Wilcoxon (Mann-Whitney U). Kruskal-Wallis rank sum test blev anvendt til at sammenligne de demografiske kendetegn mellem grupper. Alle tests var to-sidet og p-værdier under 0,05 blev betragtet som statistisk signifikant. Analyserne blev udført ved hjælp af R statistisk software.

Resultater

Age-justeret RTL blev evalueret i 57 kræft-ramte fCRC-X patienter og 57 upåvirkede personer fra 34 fCRC-X familier. Resultaterne blev sammenlignet med de resultater, vi er offentliggjort i en tidligere undersøgelse af 144 cancer-ramte

MMR

gen mutationsbærere, 100 upåvirket

MMR

gen mutation luftfartsselskaber og 234 kontroller [16].

kræft-ramte fCRC-X sager viste signifikant længere telomerer end upåvirkede fCRC-X individer (p = 0,009) og kræft-fri kontrol (p = 0,013) (fig. 1). Disse resultater var i skarp kontrast til de tidligere observeret i LS, hvor telomer længder detekteret i cancer-ramte

MMR

gen mutation luftfartsselskaber var kortere end i upåvirkede mutation luftfartsselskaber (p = 0,032) [16]. På den anden side viste cancer-fri fCRC-X sager kortere telomerer end kræft-fri

MMR

gen mutationsbærere (p = 0,015), men med samme længde med kontroller (Fig. 1).

De forskellige grupper svarer til: kræft-ramte fCRC-X sager (median alder justeret RTL: 0,017); cancer-fri individer fra fCRC-X familier (median: -0,215); cancer-ramte

MMR

gen mutation luftfartsselskaber (median: -0,131); kræft-fri

MMR

gen mutation luftfartsselskaber (median: -0,079); og kræft-fri kontroller (median: -0,092). Forskelle i alder-justeret RTL blev analyseret under anvendelse af rangsumtest Wilcoxon (Mann-Whitney U). Boksene repræsenterer interkvartile vifte af distributioner (25

th og 75

th percentiler); de vandrette linjer i boksene, medianerne; og de lodrette linjer, den 5

th og 95

th percentiler. Data fra LS familier og kontroller blev offentliggjort tidligere [16].

Diskussion

Vi fandt, at længere telomerer er forbundet med kræft i fCRC-X. Desuden er baseret på data, der tidligere er udgivet af vores gruppe [16], MMR-mangelfulde og -proficient ikke-polypose arvelige tilfælde viser tydelige mønstre af blod telomer længde, hvilket tyder på, at status for MMR-systemet er nøglen til at definere telomer længde i arvelige tilfælde .

Flere epidemiologiske studier har undersøgt sammenhængen mellem telomer længde med CRC risiko i den almindelige befolkning, der producerer modstridende resultater [19]. Beviser fra retrospektive studier tyder på, at telomerer i perifere blodceller er kortere i CRC tilfælde end kontroller. Imidlertid har denne association ikke blevet gentaget i prospektive undersøgelser tyder på, at associationen mellem korte telomerer og CRC i retrospektive studier er på en måde et resultat af sygdom, behandling eller differential overlevelse snarere end årsagen (virkning af omvendt årsagssammenhæng) [14]. Med hensyn prospektive studier, blev ingen sammenhæng findes i tre relativt små studier (134-191 sager vs 306-406 kontroller) [9] – [11]. mere for nylig, større prospektive undersøgelser fandt imidlertid, at længere telomerer var forbundet med højere CRC risiko (sager /kontroller = 2157/3921) [14], eller at både lange og korte telomerer øget CRC risiko (sager /kontroller = 441/549) [15].

på trods af den retrospektive karakter af vores undersøgelse fandt vi, at kræft-ramte fCRC-X individer havde længere telomerer end kræft-fri medlemmer af samme type X familier, kontroller og kræft-ramte medlemmer af LS familier (

MMR

genmutation luftfartsselskaber). Derfor er længere telomerer forbundet med kræftrisiko i MMR-dygtige arvelig ikke-polypose CRC, som observeret i store prospektive populationsbaseret CRC-serien [14], [15]. Yderligere undersøgelser vurderer telomer længde før og efter kræftdiagnose i fCRC-X tilfælde vil være afgørende for at demonstrere den præcise effekt af kræft på blod telomer længde i denne gruppe af patienter.

Forrige beviser understøtter hypotesen om, at lange telomerer måske øge risikoen for kræft: først, kan lange telomerer forsinke cellulær ældning og apoptose, hvilket øger chancen for, at genetiske abnormiteter vil akkumulere [5], [20]; for det andet, en delmængde af kolorektale tumorer har længere telomerer end den tilstødende ikke-tumor colon mucosa [21]. Telomer vurdering længde i fCRC-X tumorer vil give yderligere indsigt i, om MFR-dygtige arvelige tumorer også har aflange telomerer. Tilsvarende kende niveauerne af telomerase ekspression eller af enzymatisk aktivitet i blod og tumorprøver perifere kan hjælpe udformningen af ​​specifikke terapeutiske og /eller forebyggende tilgange til fCRC-X patienter i fremtiden [22].

Vores resultater sammen med dem, der observeres i stor populationsbaseret CRC-serien [14], [15], tyder på, at længere telomerer er en risikofaktor for arvelig og sporadisk MMR-dygtige CRC. Efter denne observation, er det plausibelt at hypotesen, at længere telomerer også fungere som modifikatorer af en alder af debut af kræft og /eller polypose i andre MMR-dygtige CRC syndromer.

Som konklusion, i modsætning til i de bemærkninger for LS, men i overensstemmelse med resultaterne af store CRC prospektive studier, er aflange telomerer forbundet med øget risiko for kræft i Amsterdam-positive MMR-dygtige arvelig ikke-polypose CRC.