Análisis de la variabilidad genética de los genes MUC y TFF de protección de la mucosa gástrica en relación al cáncer gástrico y las lesiones precursoras

Abstract

El cáncer gástrico es el resultado final de un largo proceso multifactorial que se desarrolla en distintas etapas y en el que intervienen un elevado número de factores ambientales y genéticos. Los genes TFFs y MUCs codifican para las principales proteínas de formación y mantenimiento de la mucosa gástrica, mucinas y péptidos trefoil, que ejercen un papel importante en la protección del epitelio contra patógenos y otras agresiones externas, así como intervienen en la regulación de diversos procesos celulares durante la homeostasis gástrica normal. Sin embargo, su implicación en la carcinogénesis gástrica todavía es poco conocida aunque cada vez hay más evidencias de su importancia. Este trabajo profundiza en el conocimiento de los factores de susceptibilidad genética al cáncer gástrico y su objetivo principal es el análisis de la variabilidad polimórfica de los genes MUC y TFF de la mucosa gástrica y de su asociación con el cáncer gástrico y la evolución de las lesiones precursoras. Para analizar la variabilidad de estos genes se realizó una búsqueda y selección de polimorfismos en regiones funcionales de TFF1, TFF2 y TFF3 que nos permitió identificar y validar 13 variantes potencialmente funcionales (7 de ellas nuevas), que se seleccionaron para el análisis de asociación. Además, se utilizó la información de HapMap para realizar un análisis de desequilibrio de ligamiento e identificación de haplotipos en las regiones de los tres genes TFF y de los genes MUC1, MUC2 y MUC6, que nos permitió seleccionar marcadores (tagSNPs) de su variabilidad genética. Los estudios de asociación se realizaron en una población de 453 pacientes con lesiones gástricas precursoras de cáncer, en los que se evaluó la evolución de las lesiones al final de un seguimiento medio de 13 años; también se analizó una población caso-control de cáncer gástrico (365 casos y 1284 controles), anidada en la cohorte europea EPIC. En relación a la evolución de las lesiones gástricas, tres polimorfismos de la región 3’ de MUC2 se asociaron como factores protectores de la progresión, mientras que otros cuatro polimorfismos de la región 5’ se asociaron con la regresión. El análisis de haplotipos confirmó la asociación con la variabilidad genética de MUC2, cuyo efecto solo fue significativo en los pacientes infectados por H.pylori, indicando una interacción genética con la bacteria. Además, polimorfismos de MUC2 también se asociaron con cáncer gástrico, especialmente del tipo intestinal y del no cardia, sugiriendo una implicación de la mucina secretada en la carcinogénesis gástrica. Un SNP de MUC1, rs4072037, también se asoció al cáncer gástrico y, específicamente y en mayor medida, al tipo intestinal, y probablemente el del cardias, replicando las asociaciones encontradas en estudios previos. Tres variantes en la región genómica a 5’ de TFF1 se asociaron con la regresión de las lesiones y un SNP intrónico se asoció con un mayor riesgo de progresión. Además, ocho variantes en este gen y regiones reguladoras adyacentes modificaron el riesgo del cáncer gástrico del tipo intestinal. El análisis de haplotipos confirmó la asociación, evidenciando la gran variabilidad de TFF1 y sus distintos efectos en la carcinogénesis en función de las variantes que se combinen en el haplotipo. Aunque la asociación con los genes TFF2, TFF3 y MUC6 no fue tan evidente, algunos resultados indican que estos genes también podrían desempeñar un papel importante en el desarrollo de cáncer gástrico. Finalmente, polimorfismos en los genes CD14, CDH1, TLR4, TNF y PTNP11 se asociaron con la evolución de las lesiones gástricas, sugiriendo un efecto sobre las fases iniciales de la carcinogénesis gástrica, de la variabilidad en genes relacionados con la vía de señalización y respuesta inmunoinflamatoria a la infección por H.pylori.

Gastric cancer is the result of a long multistep and multifactorial process that involves well-characterized sequential stages and where a large number of environmental and genetic factors play a role. Different TFF and MUC genes encode for the main proteins involved in the formation, maintenance and repair of the protective mucous layer of the gastrointestinal tract, where they have a central defensive role against pathogens and other external challenges, as well as having a central regulatory role in cellular processes needed to maintain epithelial homeostasis. However, their role in gastric carcinogenesis is still poorly known despite recent evidences on their importance. This study has been designed with the purpose of analyzing the genetic variability of the MUC and TFF genes of the gastric mucous layer and its association with gastric cancer and with the evolution of its precursor lesions. Through database searches and gene scanning of the functional regions of TFF1, TFF2 and TFF3 we could identify and validate a total of 13 potentially functional variants, seven of which hadn’t been previously reported, that we selected for association analyses. Furthermore, through linkage disequilibrium and haplotype analyses of HapMap information for each of the three TFF and the MUC1, MUC2 and MUC6 genomic regions, we selected tagSNPs of the most common genetic variation of these regions. For the association analyses we used a population of 453 patients with gastric cancer precursor lesions whose evolution was followed for a mean period of 13 years; A case-control population (365 gastric cancer cases y 1284 controls), nested in the European EPIC cohort, was also analyzed. Three polymorphisms of the 3’ region of MUC2 were significantly and inversely associated with the progression of the lesions, appearing as protective against it, while another four polymorphisms of the 5’ region of the gene were associated with regression. Haplotype analyses confirmed this association with genetic variability of MUC2, which was significant only in H.pylori infected patients, thus suggesting a genetic interaction with the bacterium. MUC2 polymorphisms were also found associated with gastric cancer, particularly of the intestinal-type and non cardia localization, thus suggesting a role of this secreted mucin in gastric carcinogenesis. A MUC1 SNP, rs4072037, was also found associated with gastric cancer, with a stronger association with the intestinal-type and, probably, the cardia localization, which was in agreement with previous reports. Three variants at the 5’ region upstream of TFF1 were associated with the regression of the gastric lesions and an intronic SNP was associated with an increased progression risk. Furthermore, eight variants in this gene and its adjacent regulatory were associated with gastric cancer of the intestinal type. This association was confirmed by haplotype analyses, which put into evidence the large variability of TFF1 and the different effects on gastric carcinogenesis according to the different haplotypes. Although association with TFF2, TFF3 and MUC6 was not so clear, some results suggest that these genes could also have an important role in gastric carcinogenesis. Finally, polymorphisms in the CD14, CDH1, TLR4, TNF and PTNP11 genes were associated with the evolution of gastric lesions, suggesting that genetic variability in genes involved in the H.pylori signaling pathway and immunoinflamatory response, may influence the initial stages of gastric carcinogenesis.