Введение к работе
Актуальность проблемы
Поддержание стабильности генома - одно из фундаментальных свойств живого. Клеточная ДНК постоянно подвергается действию различных генотоксических факторов экзогенной (ультрафиолетовое и ионизирующее излучение, химические мутагены) и эндогенной (активные радикалы кислорода) природы. Молекулярные механизмы клетки, обеспечивающие ответ на повреждение ДНК (DNA damage response, DDR), представлены целой сетью динамично взаимодействующих белков и белковых комплексов, которые способны распознавать повреждения ДНК, "сигнализировать" клетке о необходимости остановки клеточного цикла, устранять повреждение или элиминировать генетически-нестабильные клетки путем индукции клеточной гибели (Bartek and Lukas, 2007). Нарушения в системе ответа на повреждение ДНК могут приводить к порокам развития или иным генетически-ассоциированным патологическим состояниям, включая тяжелые иммунодефициты и нейродегенеративные синдромы, преждевременное старение и рак (Lehmann, 2003; Hoeijmakers, 2001). В частности, все известные на настоящий момент наследственные мутации, ассоциированные с развитием рака молочной железы (РМЖ), локализуются в генах репарации ДНК и/или апоптоза: BRCA1, BRCA2, СНЕК2, NBS1, PALB2 (lau et al, 2001; Simpson, 2007).
В настоящее время генетическое тестирование дефектов генов каскада ответа на повреждение ДНК в нашей стране ограничено несколькими мутациями (BRCA1 5382insC, BRCA1 4153delA, СНЕК2 llOOdelC). В работах Sokolenko et al (2006), Семиглазова и др., (2006), Chekmariova et al (2006) было продемонстрировано, что упомянутые мутации являются повторяющимися ("founder" - в англоязычной литературе) в российской популяции. Однако выявление данных повреждений позволяет говорить об ассоциации РМЖ с носительством наследственной мутации только у части пациенток с признаками наследственной формы данной патологии. Что важно, носительство наследственного дефекта в генах ответа на повреждение ДНК требует модификации лечебных мероприятий (Byrski et al, 2008; Foulkes et al, 2006; Plummer et al, 2008). В частности, убедительные данные получены для гена BRCA1, наследственные мутации в котором обуславливают резистентность опухоли к таксанам и высокую чувствительность к препаратам платины и PARP-ингибиторам (Kennedy et al, 2004; Tutt A and Ashworth A, 2008; Byrski et al, 2008). Таким образом, молекулярно-генетический анализ в данном случае становится компонентом индивидуализации химиотерапии.
Представляется целесообразным детально охарактеризовать спектр наследственных мутаций, ассоциированных с развитием рака молочной железы, в российской популяции у пациенток с признаками наследственной предрасположенности к данной патологии.
Известно, что одним из эффектов ответа на повреждение является изменение транскрипционного профиля (d'Adda di Fagagna, 2008), обусловленное активацией транскрипционного регулятора р53 (Riley et al, 2008). Роль генетического компонента в индивидуальной способности к транскрипционному ответу на повреждение ДНК в фенотипических исследованиях уже продемонстрирована (Gatti et al, 2001; Correa et al, 2004). Представляется актуальным сравнить этот ответ у больных раком молочной
железы с признаками наследственной предрасположенности и здоровых женщин без случаев онкологической патологии в фенотипическом тесте на изменение экспрессии генов после индукции повреждения ДНК гамма-излучением (Jen and Cheung, 2003).
Цеди и задачи исследования
Цель настоящей работы - охарактеризовать спектр наследственных мутаций в известных РМЖ-ассоциированных генах ответа на повреждение ДНК, а также выяснить, существуют ли отличия в способности к ответу на повреждение ДНК у здоровых женщин без случаев онкологической патологии в семье и пациенток с раком молочной железы.
В связи с этим были поставлены следующие задачи:
Оценить встречаемость повторяющихся РМЖ-ассоциированных мутаций в генах BRCA1, BRCA2, СНЕК2, PALB2, NBS1 в группе пациенток с клиническими признаками наследственного рака молочной железы в российской популяции.
Проанализировать полную кодирующую последовательность гена BRCA1 на предмет редких повреждений в группе пациенток с клиническими признаками наследственного рака молочной железы, негативных в отношении повторяющихся мутаций.
Оценить возможность применения высокоточного анализа кинетики плавления продуктов полимеразной цепной реакции для анализа полной кодирующей последовательности гена BRCA1.
Оценить встречаемость крупных перестроек гена BRCA1 в группе пациенток с клиническими признаками наследственного рака молочной железы, негативных в отношении повторяющихся мутаций.
Сравнить транскрипционный ответ на повреждение ДНК у здоровых женщин и больных раком молочной железы в фенотипическом тесте на изменение экспрессии генов после облучения.
Научная новизна полученных результатов
В настоящей работе впервые подробно охарактеризован спектр наследственных мутаций в РМЖ-ассоциированных генах в Северо-Западном регионе России. Впервые исчерпывающе проанализирован статус гена BRCA1 на большой выборке пациенток с клиническими признаками наследственного рака молочной железы. Показана возможность использования высокоточного анализа кинетики плавления ПЦР-продукта как альтернативы полному секвенированию гена BRCA1. С помощью фенотипического теста был продемонстрировано, что у пациенток с признаками наследственной формы рака молочной железы выраженность транскрипционного ответа на повреждение ДНК отличается от таковой у здоровых женщин.
Практическая значимость
Полученные данные о частоте встречаемости различных мутаций в генах BRCAl, BRCA2, СНЕК2, NBS1, PALB2 могут быть использованы в молекулярно-эпидемиологических исследованиях, направленных на выявление повреждений, ассоциированных с другими новообразованиями. Продемонстрирована возможность использования фенотипического теста для выявления лиц с нормальным и слабым транскрипционным ответом на повреждение ДНК.
Основные положения, выносимые на защиту
Мутации BRCA1 5382insC, 4153delA, 185delAG, СНЕК2 1 lOOdelC, IVS2+1G>A, NBS1 657del5 ассоциированы с развитием существенной доли наследственного рака молочной железы в Северо-Западном регионе России.
В группе пациенток "высокого риска" значительна общая доля редких мутаций в гене BRCA1, что ставит вопрос о необходимости тестирования полной кодирующей последовательности.
У пациенток с признаками наследственной предрасположенности к раку молочной железы отмечен более слабый транскрипционный ответ на повреждение ДНК по результатам фенотипического теста.
Апробация работы
Результаты работы были представлены на Ежегодной Конференции Американской Ассоциации по изучению рака (AACR Annual Meeting 2007, 14-18 апреля, Лос-Анджелес, США), на Международной Конференции "Генетика в России и в мире", посвященной 40-летию Института общей генетики им. Н. И. Вавилова РАН, 2006 (28 июня-2 июля, Москва), на Международном конгрессе по изучению противоопухолевой терапии (JCACT 18th International Congress on Anti Cancer Treatment, 6-9 февраля 2007, Париж, Франция) и на Российской конференции по фундаментальной онкологии "Петровские чтения-2009" (17 апреля, Санкт-Петербург).
Структура и объем диссертации
Похожие диссертации на Клеточный ответ на повреждение ДНК и предрасположенность к раку молочной железы
![Роль СВЧ-гипертермии в паллиативном лечении больных раком предстательной железы и рецидивами рака мочевого пузыря [Электронный ресурс]](/i/i/4431/177751.png "Роль СВЧ-гипертермии в паллиативном лечении больных раком предстательной железы и рецидивами рака мочевого пузыря [Электронный ресурс] Козлов Андрей Александрович")