Kolorektal kanserlerde DCC onkogenlerin rolü

Abstract

ÖZET Kolorektal tümör gelişmindeki son çalışmalar, çok sayıdaki genetik değişimin birikimi sonunda bu kanser türünün ortaya çıktığını göstermiştir. Bir çok kanser vakalarında iyi huylu adenomatöz poliplerin sonradan kansere (karsinomaya) dönüştüğü kabul edilirse, bu dönüşüme sebep olan genlerin tanımlanması önem kazanmaktadır. Ailesel adenamatöz polipozis, FAP, sıklıkla rastlanan otozomal-dominant hastalıklardan biridir ve belli bir süreç içinde kansere sebep olur. Batı ülkelerinde populasyon sıklığı 1/5000 dir. Hasta kişilerde genelde 100 ile 1000 arasında iyi huylu polip rektum veya kolonda oluşmasına rağmen, bunlardan sadece küçük bir kısmı karsinomaya dönüşür. FAP'a sebep olan genin (APC), sitogenetik çalışmalar sonucu 5q21 kromozomunda olduğu bulunmuştur. APC'nin moleküler genetik analiz sonucuna göre gendeki nokta mutasyonlara FAP' lı hastaların sex hücrelerinde rastlanmıştır ve APC geninin fonksiyonunu kaybetmesi malignant oluşuma yol açabilmektedir. Buna rağmen APC genindeki mutasyonların tek başına malignant tümör oluşumu için yeterli olmadığı, diğer onkogenlerin (ras gibi) ve tümör baskılayıcı genlerinde (p53, DCC/MCC) bu değişimde farklı kademelerde ve önemde rol alabileceği düşünülmektedir. FAP 'lı hastalar incelendiğinde kromozom 18q21'deki heterozigotluğun kayıp sıklığı'nın (yani LOH'un ) adenomlarda ve intramukozal karsinomlarda az, buna karşılık invazif karsinomlarda ise çok olduğu görülmektedir. Moleküler analizler 18q21 kromozomundaki LOH'da gözlenen alelik kaybın, DCC genini de kapsadığı sonucunun çıkartılmasına sebep olmuştur ve kolorektal karsinomların oluşumu sürecinde klinik vakanın seyir ağırlığı ile DCC gene invaktivasyonu arasında mutasyonel bir bağlantı olabileceğini düşündürmektedir. Literatürde bu konu henüz bir açıklığa kavuşmamıştır. Kolorektal karsinogenezdeki tümör oluşumunun moleküler genetik mekanizmalarını daha iyi anlayabilmek için, bu oluşumda rol alabileceği bir veya daha fazla gen lokus'unu bening halden malignant hale dönüşümündeki fonksiyonun belirlenmesi çok önemlidir. Bu sebeple iki tümör baskılayıcı gen arasındaki korelasyon bu çalışmanın özünü teşkil etmektedir. Genel olarak DCC'deki LOH'un APC deki LOH ve/veya ekspresyondaki azalma ile ilişkisinin olup olmadığı sorusu çalışmamızda sorulmuştur. Bu soruya cevap bulabilmek için ise kolorektal polipleri olup, kanser olduğu histopatolojik olarak bilinen vaka biopsileri ile ülser/koliti olanlar normal kontrol kabul edilip karşılaştırılmıştır. Bu gruplarda PCR ile DCC ve APC ekspresyonuna bakılmıştır. Bu genlerinekspresyonlannın karşılaştırılmasında kromozom 5q'daki konstütitif sentezlenen `housekeeping` TB 1 geni expresyonel internal marker olarak kullanılmıştır. Bizim çalışmamız, 20 kolorektal karsinomlu hastadan 8'inde APC geninde mutasyonu olduğunu gösterilmiştir. Geri kalanlarda ise APC gen ekspresyonu kontrol grrubu ile karşılaştırıldığında ekpresyonda farklı derecelerde azalma görülmüştür. DCC geninde ise mutasyon gözlenmemiş olup, sadece normale göre ekpresyonunda kademeli bir azalma gözlenmiştir. DCC 'deki bu azalma APC'ninde mutasyona uğradığının gözlendiği 8 vaka ile aynıdır. Yapılan PCR çalışmasında TBI geninin APC ve DCC deki mutasyonlardan etkilenmediği ve ekspresyonuna aynı düşük seviyede devam ettiği bulunmuştur. Her iki tümör baskılayıcı genin ekspresyonunun karşılaştırılmasında, kolorektal adenomlu hastalarda APC gen ekspresyonunun mutasyonu vakanın klinik ağırlığına bağlı olarak değişiklik gösterdiği bulunmuştur. Çalışma gurubunda DCC ile APC gen ekspresyonu karşılaştırıldığında %40 azaldığı ve yine bu grup ile kontrol grubundaki DCC ile APC'nin ekspresyonu karşılaştırıldığında onunda %40 azaldığı gözlenmiştir. Bu sonuçlar x2 fisher istatistik yöntemiyle analiz edildi. Sonuç olarak; kolorektal kanserlerde DCC ile APC genlerinin ekspresyonu arasında pozitif bir korelasyon vardır. Ayrıca hastalığın metastatik oluşu ile gen ekpresyonu arasında da pozitif bir korelasyon bulunmuştur. Bu orijinal çalışmalarımızdan çıkan sonuçlara dayanarak kolorektal kanser vakalarında PCR ile DCC ve APC gen analiz yapılarak hastalığın erken teşhisine gidilebilir, histopatolojik kesinleşmemiş vakalar sonuçlandırılabilir ve hatta hastalığın seyiri takip edilerek, tedaviye verdiği cevap gözlenebilir diye düşünmekteyiz.

ABSTRACT Recent studies have revealed that the accumulation of several genetic changes is associated with colorectal tumorogenesis. Because most colorectal cancers arise from benign adenomatous polyps, it is of great importance to identify the genes responsible for the transformation from adenoma to carcinoma. Familial adenomatous polyposis (FAP) is one of the most common autosomal- dominant diseases leading to cancer predisposition, population frequency in western countries is 1 in 5000. Affected individuals usually develop hundreds to thousands of adenomatous polyps of the colon and rectum, a small fraction of which progress to carcinoma. The gene responsible for FAP has been assigned to chromosome 5q21 by cytogenetic analysis and called APC. Molecular genetic analysis of APC had shown to carry point mutations in the germ line of FAP patients and loss of function of APC causes the malignant transformation. Howewer it is also shown that mutation of APC is not enough for full trasformation., other oncogenes (e.i.ras) and tumor suppresor genes (e.i.p53 and DCC/MCC) are also involved in the process at different stages. The frequency of loss of heterozygosity (LOH) on chromosome 18q21 was found to be low in adenomas and intramucosal carcinomas whereas invasive carcinomas exhibited a high frequency in the germ line of FAP patients. Molecular analysis has shown that 18q21 LOH also lost the DCC locus. It was concluded that DCC gene is included in the allelic deletion of chromosome 18q21 and that the progression of colorectal carcinoma from early stage to advance stage accompanies the inactivation of the DCC gene through LOH or other mechanisms. In order further our understanding of moleculer and genetic mechanisms involved in tumor progression, in colorectal carcinogenesis, it is important to determine whether defects in one or more of the loci contribute functionally in the progression to malignancy. For this reason correlation between two tumor suppression genes are studied. Whether loss of function of DCC will effect the loss of heterozygosity of APC and/or its expression was the question. To address this question we performed PCR for DCC and APC genes on colorectal adenoma case biopsies, which were confirmed and staged to be carcinomas by histopathological criteria and ulcer and/or colic of the colon patients as normal controls. A housekeeping gene, TB 1 located on chromosome 5q used as marker for this expressional quantitation on colorectal cancer biopsies and normal controls.Our study has showed that 8 out of 20 colorectal carcinomas had mutations of APC gene, the rest of them demonstrated decreased expression of APC when compared to controls. DCC gene did not showed any mutation but compared to controls it had 40% decreased level of expression. Decreased level of DCC expression coincides with the loss of APC gene expression in these 8 patients PCR analysis demonstrated that TBI gene was not effected from the mutational changes in DCC and APC. Comparison of both tumorsuppressor gene's expression, with PCR using TBI for expressional internal marker, we found that in patients w,th colorectal adenomas APC gene expression is change depending to its mutational lost. In the same patient group DCC gene expression was 40% low compared to the control group. Statistical analysis of correlation, we used Fisher X2 square test. We can conclude that in colorectal cancers there is a positive correlation between DCC and APC gene expression lost. Furthermore, there is positive correation between the degree of change in the expression and tumor invasiveness. According to our data, our original study suggests that the PCR analysis of DCC and APC gene may help in the early diagnosis of the colorectal cancers and also help to follow its progression while the patient under treatment.