Polimorfismos genéticos y cáncer de tiroides

Abstract

La carcinogénesis es un complejo proceso con base multigénico-ambiental; en el cual intervienen genes de control del ciclo celular, del metabolismo y de reparación del DNA, entre otros de funciones propias del órgano afectado. Los polimorfismos de estos genes, ya sea de manera individual o en combinación, pueden alterar la susceptibilidad a la carcinogénesis. <br/>El cáncer de tiroides es la neoplasia maligna más común del sistema endocrino y contribuye en más del 50% a las muertes por cánceres de este origen. Sin embargo, no está esclarecido el mecanismo molecular que subyace en su malignización, ni cuál es la influencia de los distintos polimorfismos genéticos sobre su riesgo. Por ello se estudiaron 14 SNPs que afectan a genes del mecanismo de reparación por escisión de bases (XRCC1 y OGG1), del mecanismo de reparación por recombinación homóloga (XRCC2 y XRCC3), genes propios del tiroides (TG y TSHR) y genes de control del ciclo celular (PTPRJ). Para el genotipado se utilizaron técnicas de PCR RFLP, PCR en tiempo real con sondas FRET y PCR alelo específica con cebadores LNA. Se hizo el estudio de asociación alélica y el análisis de múltiples loci, además se evaluaron las interacciones entre los polimorfismos de los genes en estudio y la modulación del riesgo por efecto de la interacción genotipo-ambiente. <br/>Los mejores marcadores de susceptibilidad resultaron ser los SNPs del gen TG, sus alelos variantes analizados solos y en combinación haplotípica aumentaron la susceptibilidad al riesgo. El SNP Arg280His de XRCC1 se asoció con un incremento del riesgo de cáncer de tiroides, sobre todo con su variante papilar; por su parte el SNP del codón 194 de XRCC1 disminuyó la susceptibilidad para este carcinoma. Los haplotipos 399Gln-280His-194Arg y 399Arg-280His-194Arg incrementaron el riesgo e indicaron que los alelos 280His y 194Arg están en desequilibrio de ligamiento. Asimismo, en SNP de región intrónica IVS5-14 de XRCC3 y el del codón 188 de XRCC2 tuvieron efecto protector. El cambio de aminoácido que representa el polimorfismo Thr241Met de XRCC3 es irrelevante sobre el riesgo al cáncer de tiroides, pero el alelo Met en combinación haplotípica con el alelo A-IVS5-14 incrementó el riesgo, posiblemente por estar en desequilibrio con un SNP funcional y de susceptibilidad al cáncer de tiroides. Los resultados en relación a PTPRJ, sin ser significativos, sugieren que la sustitución en el codón 872 de PTPRJ pudiera tener un efecto protector frente al desarrollo del cáncer de tiroides. TSHR y OGG1 no parecen ser relevantes en la carcinogénesis tiroidea. La combinación de algunos genotipos de XRCC1 y de XRCC3, aumentan la susceptibilidad al cáncer y revelan la interacción entre enzimas de dos mecanismos reparadores. Las interacciones de los genotipos de las GST con las enzimas de reparación no tuvieron efecto significativo sobre el riesgo a desarrollar cáncer de tiroides, en tanto la susceptibilidad al cáncer de tiroides se incrementa por el genotipo NAT2 (en concreto por NAT2*5 +/+ y NAT2*6) en individuos donde los mecanismos reparadores están alterados por los polimorfismos en los codones 280 y 399 de XRCC1, y IVS5-14 de XRCC3. El sexo femenino hace más susceptible a los portadores de los genotipos de riesgo y, por el contrario, el hábito de consumir alcohol se relacionó con un efecto protector. No se detectaron interacciones significativas de los diversos genotipos con el hábito de fumar y con la edad.

Cancer is the result of complex interactions between inherited and environmental factors. Genetic predisposition to cancer acts via a combination of low and high-penetrance genes and, genetic variation in low-penetrance genes appears to constitute the most essential component of cancer risk heritability. <br/>Thyroid cancer is of special concern in the practice of endocrinology because it accounts for more than 90% of all endocrine cancers, and contributes to more than 50% of the deaths derived from this type of tumour. Nevertheless, little information is available about the eventual risk factors associated to thyroid cancer appearance. In this Thesis, we analysed SNPs in several genes, focusing on genes involved in base excision repair: 8-oxoguanine DNA glycosylase (OGG1), and x-ray repair cross-complementing group 1, (XRCC1), genes regulating the homologous recombination pathway of DNA double-strand-break repair (XRCC2 and XRCC3), genes participating in the thyroid hormonal homeostasis (TSHR and TG) or playing important roles in cell growth, differentiation and development (PTPRJ). <br/>A case-control study was carried out to determine if there was an association between germ-line variants and thyroid cancer risk. The study was carried out in a group of 455 Caucasians adults, where 248 were confirmed thyroid cancer patients. Peripheral blood lymphocytes and buccal cells were used as a source of genomic DNA. Polymorphisms were genotyped by TrueSNP Allele-Specific PCR in real time PCR, real time PCR with FRET probes, and by PCR-restriction length fragment polymorphism analysis. <br/>Analysis of association and analysis of interactions (gene-gene or gene-environment) were based on logistic regression. Linkage disequilibrium (LD) and haplotype analysis was also performed. The statistical analysis of these studies was done using the SPSS statistical packages, and the SNPstas software. <br/>Case control association studies demonstrated that an exon 10-12 SNPs cluster and an exon 33 SNP were significantly linked with thyroid cancer risk. Haplotype analyses also showed evidences for linkage with thyroid cancer, suggesting that TG is a strong susceptibility candidate gene for thyroid cancer. <br/>Our findings suggest that the XRCC1 Arg399Gln polymorphism is not associated with the risk of thyroid cancer; however, an increased risk was found for His allele of Arg280His at the XRCC1 gene. For the Arg194Trp polymorphism, we observed that Trp allele acts a protective factor. Haplotype analyses also confirmed these findings. A reduced risk was found for those individuals carrying the homozygous variants of Arg188His and IVS5-14 from the XRCC2 and XRCC3 genes, respectively. From our results, there are no significant associations between XRCC3 Thr241Met polymorphism and the overall risk of thyroid cancer, but increased risk was detected when Met allele was in haplotypic combination. <br/>On the other hand, no significant associations were detected between Ser326Cys, TSHR-Pro52Thr, TSHR-Asp727Glu and PTPRJ-Asp872Glu genotypes and thyroid cancer risk. <br/>Because of the multi-factorial nature of cancer, the interaction between genetic variants, or these with environmental factors, can potentially be quite important in determining the observed phenotype. In our study, we observed that the combination of two risk genotypes of XRCC1 and XRCC3 facilitate the to thyroid cancer progression. In addition, NAT2 status appears to modulate thyroid cancer risk associated with XRCC1 and XRCC3 polymorphisms.<br/>Alcohol consumption apparently modify the effect of the polymorphisms on thyroid cancer risk; thus, a decreased risk was found among individuals with the drinking habit carrying the risk alleles of Arg194Trp, Arg399Gln, Arg188His, Arg1980Trp polymorphisms. Finally, any of the interactions between age, smoking and genotypes were found to determine the individual susceptibility to thyroid cancer.