Cancer de prostata-mutatii ELAC2, RNASEL, BRCA2, SRD5A2

Laborator Synevo

 

Informatii generale si recomandari pentru efectuarea testului genetic

Cancerul de prostata este cea mai frecventa forma de cancer care apare la barbati. Incidenta bolii creste odata cu inaintarea in varsta, insa afectiunea poate fi intalnita si la barbatii tineri. Diagnosticat precoce, cancerul de prostata este vindecabil.

In prezent, mecanismele care stau la baza aparitiei si progresiei cancerului de prostata raman in mare parte necunoscute. Factorii de risc, cum ar fi dieta, stilul de viata si hormonii au fost mult timp incriminati in aparitia cancerului de prostata. In plus fata de varsta si rasa, un istoric familial pozitiv de cancer prostatic este unul din factorii determinanti ai bolii. Numeroase studii epidemiologice si genetice indica faptul ca predispozitia ereditara are un impact considerabil asupra dezvoltarii cancerului de prostata. Cu toate acestea, lipsa de coerenta intre studii sugereaza, in plus, ca tumorile prostatice sunt tulburari genetic heterogene, cu implicarea multiplilor factori genetici si de mediu^4;6.

In 1996, a fost descrisa gena  HPC1,  cartografiata pe cromozomul 1q24-25 asociata cu cancerul prostatic. Studiile ulterioare de corelare a HPC1 cu tumora s-au dovedit neconcludente, unele au confirmat legatura, iar altele nu. Cu toate acestea, intr-o analiza globala a 772 familii din 9 grupuri internationale a fost confirmata corelatia dintre HPC1 si cancerul prostatic.

Una dintre genele implicate in patologia prostatica, situata in regiunea HPC1, este RNASEL, care codifica RN-aza L 2’-5’-oligoadenilat dependenta (RNASEL). Este o endoribonucleaza secretata constitutiv, ce mediaza activitati antivirale si proapoptotice ale sistemului 2-5A IFN-inductibil. Direct sau indirect, RN-aza L suprima una sau mai multe etape in tumorigeneza si/sau aparitia metastazelor in prostata.

Efectul polimorfismelor Glu265X, Arg462Gln si Asp541Glu de la nivelul genei RNASEL asupra riscului de cancer de prostata a fost raportat, dar cu concluzii contradictorii.

Carpten et al. au detectat o mutatie nonsens, Glu265X, intr-o familie de origine europeana, in care trei frati erau afectati. Rökman et al. au raportat o frecventa semnificativ mai mare de mutatii Glu265X la pacientii finlandezi cu cancer ereditar de prostata decat in loturile control, cu cea mai mare frecventa a mutatiei in familiile in care mai mult de 4 membri erau afectati. In schimb, Wiklund et al. si Maier si colab. nu au gasit nici o asociere intre aceasta mutatie si un risc crescut de tumori prostatice la pacientii suedezi sau germani. Avand in vedere insa raritatea acestei variante in randul populatiei, studii mai mari cu multe mii de subiecti ar fi necesare pentru a confirma acest rezultat.

Rökman et al. au constatat, de asemenea, ca mutatia Arg462Gln este implicata in mai mult de 13% din cazurile de cancer ereditar de prostata. Activitatea enzimatica a RN-azei L 2’-5’-oligoadenilat dependenta in aceste cazuri este de trei ori mai mica decat in tipul salbatic. Acest tip de mutatie a fost asociat cu risc crescut de cancer de prostata la caucazieni si afro-americani.

Rennert et al. au raportat o crestere semnificativa a riscului de aparitie a tumorilor prostatice la pacientii care prezinta genotipul Arg/Gln si Gln/Gln.

Wang si colab. si Nakazato et al. au demonstrat efectul protector al genotipului Gln/Gln la caucazieni si japonezi. Cu toate acestea, nu a existat nici o dovada a asocierii dintre Arg462Gln si cancerul de prostata in populatiile suedeze si respectiv germane. Desi Nakazato et al. au raportat un efect protector al mutatiei Arg462Gln la japonezi, studii suplimentare ar trebui sa fie efectuate pentru a confirma un astfel de efect in populatiile asiatice.

Nakazato et al. a raportat ca genotipul Asp/Asp al polimorfismului Asp541Glu prezinta un risc crescut de dezvoltare a cancerului de prostata in randul populatiei japoneze. Polimorfismul Asp541Glu a fost, de asemenea, identificat la finlandezi, albii non-hispanici, suedezi, germani si americanii de origine europeana.

Mutatiile genetice, cum ar fi Met1Ile la americanii de origine africana, Gly59Ser si Ser406Phe in populatia finlandeza si 471delAAAG la evreii Ashkenazi au fost identificate in gena RNASEL in plus fata de Glu265X, Arg462Gln, si Asp541Glu. Cu toate acestea, doar unul sau doua studii au investigat aceste mutatii^6;7.

Gena care determina aparitia cancerului ereditar de prostata, elaC homolog-2 (ELAC2/HPC2), situata pe cromozomul 17p11, formata din 24 exoni, a fost prima gena identificata implicata in determinismul tumorilor prostatice. Proteina codificata, ELAC2, este o hidrolaza metal-dependenta posibil implicata in repararea ADN-ului si formarea ARNm. In plus, proteina ELAC2 umana detine activitate de 3’-tRN-aza si interactioneaza cu γ-tubulina, o componenta a aparatului mitotic, ceea ce sugereaza un posibil rol al ELAC2 in reglarea ciclului celular.

Mutatiile in gena ELAC2 sunt rare. Analiza secventiala a genei ELAC2 a identificat mai multe mutatii cu penetranta scazuta, Ser217Leu, Ala541Thr, Arg781His, Glu622Val si insG 1641. Mutatia Ser217Leu, situata in regiunea hidrofilica a proteinei ELAC2, determina substitutia serinei cu leucina hidrofoba ceea ce poate modifica structura tridimensionala a proteinei, iar a doua mutatie, Ala541Thr, poate produce alterarea functiilor acestei proteine. Camp et al. si Severi et al. au facut o meta-analiza a asocierii dintre cele 2 mutatii missens ale genei ELAC2 si riscul aparitiei cancerului de prostata, dar rezultatele au fost neconcludente. Cu toate ca in ultimii ani au fost efectuate un numar mare de studii axate pe corelatia dintre aceste mutatii si susceptibilitatea aparitiei cancerului de prostata, rezultatele au fost, din pacate, contradictorii.

Un studiu extins recent efectuat de B. Xu et al. a evidentiat ca mutatiile genei ELAC2 (Ser217Leu si Ala541Thr) pot fi asociate cu riscul de aparitie al cancerului de prostata, insa au penetranta redusa. Este de asteptat ca mai multe studii prospective cu un numar mai mare de participanti din intreaga lume sa analizeze asociatia dintre anomaliile genei ELAC2 si riscul de cancer de prostata si sa stabileasca corelatia exacta boala-factori genetici^2;4.

Gena SRD5A2 situata pe cromozomul 2p23 este formata din aproximativ 40 kilobaze, continand 5 exoni si 4 introni. Aceasta gena codifica o enzima, steroid 5 α-reductaza tip II (SRD5A2), care catalizeaza conversia ireversibila a testosteronului intr-un androgen mai puternic, dihidrotestosteron. Dihidrotestosteronul si (intr-o masura mai mica) testosteronul se leaga la receptorul androgen intracelular, complexul astfel format traverseaza porii nucleari si ajunge in nucleu unde activeaza transcrierea genei.

Makridakis et al. au identificat 10 mutatii (A49T, A51T, C5R, F194L, F234L, P30L, P48R, R227Q, T187M, si V89L) in gena SRD5A2. Cu exceptia V89L si A49T cele mai multe dintre aceste substitutii sunt rare, avand o frecventa mai mica de 2%. Substituirea valinei cu leucina la codonul 89 reduce activitatea SRD5A2 atat in vitro cat si in vivo; pe de alta parte, substitutia alaninei cu treonina la codonul 49 creste activitatea in vitro a enzimei de 5 ori. Makridakis et al. au postulat ca prin modificarea activitatii enzimatice aceste mutatii ar putea influenta nivelul dihidrotestosteronului si astfel, riscul de aparitie a cancerului de prostata.

Studii efectuate de Kantoff et al. au evidentiat o asociere intre variatia numarului de dinucleotide TA repetitive si riscul de aparitie a cancerului de prostata.

Gena SRD5A2 a fost mult timp considerata un element important in aparitia tumorilor prostatice, din cauza rolului sau in metabolismul androgenilor. Unele cercetari in vitro avand ca obiect de studiu mutatiile V89L si A49T au evidentiat modificari functionale enzimatice. Cu toate acestea, dupa un deceniu de cercetare, studiile genetice au produs rezultate contradictorii. O meta-analiza efectuata de Jun Li et al. a constatat ca tumorile de prostata nu se asociaza cu mutatia V89L si, foarte probabil, nici cu A49T. In mod evident, rolul metabolismului androgenilor, inclusiv functia SRD5A2, ramane un domeniu important pentru studiu in identificarea factorilor genetici in cancerului de prostata⁸.

Genele BRCA1 si BRCA2, care determina o crestere a riscului de cancer mamar, au fost studiate, de asemenea, pentru implicarea lor in cancerul prostatic. BRCA1 este situata pe cromozomul 17q21 si codifica o fosfoproteina nucleara cu rol important in reglarea ciclului celular, mentinerea stabilitatii genomice si in supresia tumorala. Studii populationale efectuate pe evreii ashkenazi au evaluat cele doua mutatii BRCA1, 185delAG si 5382insC, comune acestui grup etnic si au evidentiat o dublare a riscul de aparitie a cancerului de prostata in randul purtatorilor acestor mutatii fata de nepurtarori, cu un risc cumulat de 30% pana la de 80 de ani. Studiile clinice efectuate pe loturi de persoane care prezinta mutatii la nivelul genei BRCA2 (situata pe cromozomul 13q12-q13), au furnizat dovezi consistente pentru sustinerea ideii ca riscul aparitiei cancerului de prostata este de 5-7 ori mai mare la purtatorii acestei mutatii, iar varsta de debut este mai mica. Gena are 27 exoni si codifica o proteina cu rol in repararea ADN-ului prin interactiunea cu un supresor tumoral, RAD 51. Barbatii care prezinta mutatii in genele BRCA1 sau BRCA2 au un scor Gleason semnificativ mai mare decat non-purtatorii cu tumori prostatice si, prin urmare, sunt markeri de prognostic pentru formele agresive de cancer prostatic, dar aceste mutatii sunt rare (2%) si explica doar o foarte mica fractiune din cancerele ereditare de prostata^3;5.

Studiile epidemiologice indica faptul ca formele ereditare de cancer de prostata cu penetranta crescuta reprezinta 5-10% din totalul cazurilor de tumori prostatice si maxim 30-40% din formele cu debut timpuriu. In plus, un procent mai mare din cazuri este probabil atribuit unor variante genetice care determina doar o crestere moderata a riscului de aparitie a bolii. Barbatii cu un istoric familial de cancer de prostata au in mod semnificativ un risc mai crescut de boala, in special in cazul in care o ruda a fost diagnosticata la o varsta tinara sau in cazul in care mai multi membri ai familiei au fost afectati. Cele mai multe studii sugereaza ca riscul de a dezvolta cancer prostatic este mai mare daca exista in familie un frate afectat decat daca este afectat tatal. Deoarece prevalenta bolii afecteaza valoarea predictiva pozitiva a testelor de screening, barbatii cu o valoare crescuta a PSA si un istoric familial pozitiv de cancer de prostata sunt mai susceptibili de a dezvolta tumora decat cei cu aceeasi valoare PSA si un istoric familial negativ. Prin urmare, istoricul familial trebuie intotdeauna evaluat atunci cand se decide efectuarea unei biopsii la barbatii cu un PSA de 3-10 ng/mL.

Agregarea familiala a cancerului de prostata poate fi cauzata si de factori genetici care nu sunt mosteniti. Prin urmare, in contextul unei incidente in crestere a populatiei cu tumori de prostata, dar si a unei cresteri a expunerii la anumiti factori de mediu, este posibil ca aparitia tumorilor sa se datoreze unei interactiuni gene-mediu^9;11.

Cea mai importanta caracteristica clinica a cancerului ereditar de prostata este varsta relativ timpurie de debut. Pacientii care provin din familiile cu cancer ereditar de prostata sunt diagnosticati, in medie, cu 6-7 ani mai devreme decat cei cu forma sporadica.

Simptomatologia tumorilor prostatice cuprinde manifestari urinare (polakiuria si disuria sunt semnele cele mai frecvente) insotite in stadiile avansate si de semne generale. Semnele urinare apar ca uramare a obstructiei cervico-prostatice si extensiei tumorii spre uretra. Disuria este provocata de infiltratia tumorala a colului vezical si are o evolutie progresiva, invariabil spre retentie urinara, incompleta sau completa. Hematuria nu este caracteristica, dar apare ca urmare a invaziei colului si trigonului vezical. Durerea este cauzata de extensia extracapsulara a tumorii si poate fi insotita de senzatia de corp strain rectal. Prezenta determinarilor secundare vertebrale poate determina dureri lombo-sacrate de tip sciatic, paraplegie prin compresie medulara si fracturi patologice. Compresiunea venoasa determinata de adenopatia regionala extinsa se manifesta prin edem scrotal si al membrelor inferioare. Oliogoanuria apare tardiv ca urmare a obstructiei ureterale bilaterale^10;11.

Au fost identificate mai multe mutatii ce pot determina aparitia cancerului ereditar de prostata, insa cu toate acestea, din cauza numarului mare de gene implicate, testarea este complicata si nu va putea intotdeauna sa identifice o mutatie relevanta.

Pentru investigarea adultilor asimptomatici cu risc sunt disponibile in laboratorul nostru teste pentru mutatii la nivelul genelor RNASEL, ELAC2, BRCA si SRD5A2.

Criteriile pentru prezenta cancerului ereditar de prostata sunt:

1) familie nucleara cu 3 sau mai multe cazuri;

2) cancer de prostata prezent la 3 generatii succesive;

3) cel putin doua persoane diagnosticate inainte de virsta de 55 ani.

Testarea persoanelor asimptomatice cu risc de boala implica, de obicei, interviuri pre-test, in care sunt solicitate motivele testarii, sunt discutate cunostintele individuale ale pacientului despre forma cu debut precoce, posibilul impact al rezultatelor testelor pozitive sau negative. Deoarece nevoia de consiliere genetica creste pe masura ce populatia constientizeaza faptul ca  tumorile ereditare sunt in crestere, toti urologii ar trebui sa poata oferi o baza de consiliere, inclusiv notificarea corespunzatoare a riscului si informatiile privind masurile disponibile pentru a reduce riscul de deces prematur din cauza cancerului de prostata.

Mecanismele genetice ce stau la baza aparitiei cancerului ereditar de prostata s-au dovedit a fi remarcabil de greu de deslusit, cel mai probabil pentru ca sunt mult mai complexe decat in alte forme ereditare de cancer. In prezent datele disponibile sugereaza ca riscul de cancer de prostata in familiile cu sau fara cazuri multiple de boala este modulat de un numar mare de gene si, de asemenea, de factorii de mediu^10;11.

Specimen recoltat – sange venos¹.

Recipient de recoltare – vacutainer ce contine EDTA ca anticoagulant¹.

Cantitate recoltata –  5 mL sange¹.

Cauze de respingere a probei – folosirea heparinei ca anticoagulant; probe coagulate sau hemolizate¹.

Stabilitate proba – 7 zile la 2-8ºC¹.

Metoda

1) secventierea exonilor 7, 16, 17, 20, 24 ELAC2;

2) secventierea exonilor 1 & 3 RNASEL;

3) secventierea exonilor 11, 12, 15, 18 BRCA2;

4) secventierea exonului 3 (V89L) SRD5A2¹. 

Raportarea si interpretarea rezultatelor

Vor fi comunicate polimorfismele/mutatiile depistate in genele ELAC2, RNASEL, , BRCA2 si SRD5A2 precum si genotipul respectiv². 

Bibliografie

1. Angelescu Nicolae, Tratat de patologie chirurgicala, Ed. Medicala, 2919-2933, 2003.
2. Annika Rőkman, Tarja Ikonen, Nina Mononen, Ville Autio, Mika P. Matikainen, Pasi A. Koivisto, Teuvo L. J. Tammela, Olli-P. Kallioniemi, and Johanna Schleutker. ELAC2/HPC2 Involvement in Hereditary and Sporadic Prostate Cancer. In Cancer Reserch, 61:6038–6041, 2001
3. A Mitra, C Fisher, CS Foster, C Jameson, Y Barbachanno, J Bartlett, E Bancroft, R Doherty, Z Kote-Jarai, S Peock, D Easton, The IMPACT and EMBRACE Collaborators and R Eeles British. Prostate cancer in male BRCA1 and BRCA2 mutation carriers has a more aggressive phenotype. In Journal of Cancer 98:502 – 507, 2008.
4. B Xu, N Tong, J-m Li, Z-d Zhang and H-f Wu. ELAC2 polymorphisms and prostate cancer risk: a meta-analysis based on 18 case–control studies, Prostate Cancer and Prostatic Diseases, 13:270–277, 2010.
5. Daniel J. Schaid. The complex genetic epidemiology of prostate cancer. In Human Molecular Genetics, 13:R103–R121, 2004.
6. Fredrik Wiklund, Björn-Anders Jonsson, Anthony J. Brookes, Linda Strömqvist, Jan Adolfsson, Monica Emanuelsson, Hans-Olov Adami, Katarina Augustsson-Bälter,and Henrik Grönberg. Genetic Analysis of the RNASEL Gene in Hereditary, Familial, and Sporadic Prostate Cancer. In Clinical Cancer Research, 10:7150–7156, 2004.
7. Huihua Liand Bee ChooTai. RNASEL Gene Polymorphisms and the Risk of Prostate Cancer: a Meta- analysis. In Clin Cancer Res, 12:5713, 2006.
8. Jun Li, Ralph J. Coates, Marta Gwinn, and Muin J. Khoury, Steroid 5-a-Reductase Type 2 (SRD5a2) Gene Polymorphisms and Risk of Prostate Cancer: A HuGE Review. In Am J Epidemiol, 171:1–13, 2010.
9. L.E. Johns and R.S. Houlston. A systematic review and meta-analysis of familial prostate cancer risk. In BJU International, 91:789– 794
10. Laborator Synevo. Referintele specifice tehnologiei de lucru utilizate 2010. Ref Type: Catalog.
11. Ola Bratt, Hereditary prostate cancer: clinical aspects. In The Journal Of Urology, 168:906–913, 2002