ОЦЕНКА АКТУАЛЬНОСТИ МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКОГО ТЕСТИРОВАНИЯ МУТАЦИЙ В ГЕНАХ BRCA И CHEK2

EVALUATION OF THE RELEVANCE OF MOLECULAR-GENETIC TESTING OF MUTATIONS IN THE BRCA AND CHEK2 GENES

Aina Dutaeva

Master's student, Department of Cell Biology, Morphology and Microbiology, Chechen State University

Russia, Grozny

Iman Israilova

Master's student, Department of Cell Biology, Morphology and Microbiology, Chechen State University

Russia, Grozny

Kheda Yusupova

Master's student, Department of Cell Biology, Morphology and Microbiology, Chechen State University

Russia, Grozny

Yakhita Ibragimova

Master's student, Department of Cell Biology, Morphology and Microbiology, Chechen State University

Russia, Grozny

Zura Bisultanova

scientific advisor, lecturer, Department of Cell Biology, Morphology and Microbiology, Chechen State University,

Russia, Grozny

Petimat Dzhambetova

scientific adviser, Doctor of Biological Sciences, associate professor, professor of the Department of Cell Biology, Morphology and Microbiology, Chechen State University,

Russia, Grozny

АННОТАЦИЯ

Исследование наиболее распространенных в российской популяции BRCA-мутаций не выявил мутаций в гене BRCA1 и BRCA2 у пациенток (n=56) с раком яичника и молочной железы и в когорте здоровых женщин (n=118) чеченской популяции с отягощенной семейной историей. Только у одной пациентки с РМЖ, в семейном анамнезе которой диагностирован рак легких и рак матки у родственников первой линии родства, в гене CHEK2 было обнаружено гетерозиготное носительство мутации 470T>C(Ile157Thr).

ABSTRACT

A study of the most common BRCA mutations in the Russian population did not reveal mutations in the BRCA1 and BRCA2 gene in female patients (n = 56) with ovarian and breast cancer and in a cohort of healthy women (n = 118) of the Chechen population with a burdened family history. Only one patient with breast cancer, whose family history was diagnosed with lung cancer and uterine cancer in first-line relatives, had a heterozygous carrier of the 470T> C (Ile157Thr) mutation in the CHEK2 gene.

Ключевые слова. BRCA1, BRCA2, CHEK2, рак молочной железы, рак яичника, семейный анамнез.

Keywords. BRCA1, BRCA2, CHEK2, breast cancer, ovarian cancer, family history.

Быстрый прогресс в геномике мультифакторных заболеваний определил будущее использование методов определения генетических маркеров в профилактике, диагностике и лечении. Хотя крупномасштабные ассоциативные исследования способствуют оценке прогностических значений, связанных с генетическими вариантами, а большое количество генетических локусов, связанных с факторами риска заболеваний, дает понимание биологических путей, лежащих в основе случаев заболевания, результаты таких исследований для прогнозирования, профилактики и лечения соответствующих рисков еще предстоит выяснить. Результаты исследования генома человека привели к их применению на основе фактических данных в области медицины и общественного здравоохранения [11].  Выявление мутаций в генах-супрессорах опухолей, ответственных за образование рака груди, определило разработку инструмента скрининга здоровых женщин, находящихся в группе высокого риска [3].  Со временем генетическое тестирование зародышевой линии стало неотъемлемой частью лечения пациентов с раком груди и яичников, и их семей с момента выявления BRCA1 и BRCA2 ( BRCA1 / 2 ) в 1994–1995 годах [6]. Рак груди  - наиболее частый вид рака у женщин и по распространённости, и по смертности. Рак яичников (РЯ) занимает пятое место по распространенности.  среди женщин и пятое место среди причин смерти от рака. Большинство случаев рака груди и яичников возникают спорадически. Однако некоторые женщины предрасположены к более высокому уровню заболеваемости раком груди и яичников, вторичным по отношению к основной генетической мутации, которую часто называют наследственными мутациями гена предрасположенности к раку груди и яичников [10]. К высокому риску рака груди и яичников предрасполагают унаследованные мутации в генах-супрессорах опухолей BRCA1 и BRCA2. Ряд исследователей полагают, что риски рака груди и яичников для носителей мутаций BRCA1 и BRCA2, выявленных среди населения в целом, столь же высоки, как и для носителей мутаций, выявленных в личном или семейном анамнезе рака. Гены BRCA1/2 являются наиболее хорошо изученными генами, которые коррелируют с восприимчивостью к риску, в то время как были идентифицированы другие гены, которые коррелируют с повышенным риском рака груди; один из этих генов - CHEK2, ген-супрессор опухоли, который кодирует серин / треонинкиназу, CHK2 [7,8]. Общий скрининг BRCA1, BRCA2 и CHEK2 может идентифицировать многих носителей, которые в настоящее время не обследованы, и может служить моделью для популяционного скрининга на генетическую предрасположенность к раку [12]. Однако, многочисленные исследования показывают, что мутационные спектры существенно различаются между видами, континентальными группами людей и даже некоторыми близкородственными популяциями [14].

В связи с этим, нами была проведена оценка актуальности молекулярно-генетического тестирования распространенных в российской популяции мутаций (BRCA1, BRCA2 и CHEK2) у пациентов со злокачественными новообразованиями яичника и молочной железы в когорте женщин чеченской популяции с отягощенной семейной историей.

Материалы исследования. Для анализа была использована коллекция образцов ДНК лимфоцитов периферической крови, имеющаяся в распоряжении научно-исследовательской лаборатории ЦКП ФГБОУ ВО «Чеченский государственный университет им. А.А. Кадырова», выделенная из крови здоровых женщин, с семейной историей раковых опухолей (n=76) и без случаев рака (n=42). Для сравнительного анализа была сформирована выборка из образцов ДНК пациентов с гистологически подтверждённым диагнозом РМЖ (n=44 (35 семей)) или РЯ (n=12 (12 семей)), со случаями отягощённого семейного анамнеза. Средний возраст пациентов составил 57±2,4 года. От всех женщин было получено информированное согласие об участии в настоящем исследовании.

Экстракция ДНК. Для получения высокоочищенной геномной ДНК использовали набор реагентов для выделения: Diatom DNA Prep 200 пр-ва ООО «Изоген» (г. Москва). Метод выделения ДНК основывался на использовании суспензии смеси ионообменников «ЭкстраГен».

Генотипирование. Для анализа распространенных мутаций в генах BRCA1 и BRCA2 использовали стандартную диагностическую панель, включающую восемь мутаций в генах BRCA1 (185delAG, 4153delA, 5382insC, 3819delGTAAA, 3875delGTCT, 300T>G (Cys61Gly), 2080delA), BRCA2 (6174delT) и диагностическую панель для CHEK2 (1100delC, IVS2+1G>A, 470T>C(Ile157Thr) («ДНК-технология»). Детекцию мутаций проводится методом реал-тайм ПЦР с последующим анализом кривых плавления с помощью амплификатора ДТ-лайт (ООО «НПО ДНК-Технология») с помощью встроенного программного обеспечения.

Статистическую обработку полученных результатов проводили с помощью описательной статистики с применением программы «Statistica 6.0», интегрированной в Excel.

Результаты и обсуждение. Генетический анализ BRCA1/2 не выявил мутации 185delAG, 4153delA, 5382insC, 3819delGTAAA, 3875delGTCT, 300T>G (Cys61Gly), 2080delA в гене BRCA1 и мутацию  6174delT в гене BRCA2 в исследованных группах. В тоже время у одной пациентки с РМЖ в гене CHEK2 было обнаружено гетерозиготное носительство мутации 470T>C(Ile157Thr). В семейном анамнезе у пациентки диагностирован рак легких и рак матки у родственников первой линии родства. GeneDx Variant Classification (06012015) [16] классифицирует rs17879961 как вероятно патогенную (likely pathogenic) мутацию.

Диагностические панели, использованные в данной работе, включали наиболее распространенные в российской популяции мутации в генах BRCA1 и BRCA2, отбор которых производился на основании данных российских ученых о роли мутаций в генезе РМЖ и РЯ [3]. Наиболее распространенными в российской популяции BRCA-мутациями являются 5382insC, 4153delA, 185delAG, 300T>G (в гене BRCA1) и 6174delT (в гене BRCA2) [4]. Наиболее частыми мутациями гена CHEK2 у российских пациентов с РМЖ, являются транкирующие мутации IVS2+1G>A (c.444+1G>A, p.E149Ifs*6), c.1100delC(p.T367Mfs*15) и del5395 (p.M304Lfs*16), что подтвердило недавнее масштабное исследование «случай-контроль» по определению вовлеченности наследственных мутаций CHEK2 в формирование предрасположенности к раку молочной железы. Однако, как известно, российская популяция не однородна по своей структуре и  образована большим количеством разнообразных этнических групп со сложной историей формирования и большим генетическим разнообразием [15]. Многочисленные исследования показывают, что мутационные спектры существенно различаются между видами, континентальными группами людей и даже некоторыми близкородственными популяциями [1,13]. Отсутствие мутаций в исследованной выборке указывает на генетическое своеобразие исследованной выборки и необходимость анализа всей кодирующей части генов BRCA1, BRCA2 и CHEK2 для выявления специфичных герминальных мутаций у больных РМЖ и РЯ. Кроме того, исследования показывают, что BRCA-ассоциированный РМЖ в российской популяции характеризуется широким спектром патогенных вариантов, который не ограничен мутациями, включенными в «стандартные» клинико-диагностические панели, подходящие скорее для первичного скрининга [5]. Поэтому исследования спектра мутаций и распространенности основных мутаций в различных этнических группах важны для разработки инструментов молекулярной диагностики генетических причин заболеваний.

Эволюция генетического тестирования на предрасположенность к раку породила повышенный спрос на ясность в клинических отчетах и сообщении о генетических тестах и их значениях [9]. И для более точного результата с ранее отрицательным результатом генетического тестирования BRCA требуются более крупные когорты исследования.

Список литературы:

1. Алексахина С. Н. Характеристика CHEK2-ассоциированных опухолей молочной железы. Диссертация на соискание ученой степени к. б. н. - Санкт-Петербург – 2019.
2. Батенева Е.И. Обоснование состава диагностической панели для генетического тестирования больных раком молочной железы и/или раком яичников: спектр частых мутаций в генах BRCA1 и BRCA2 в российской популяции / Е.И. Батенева, В.В. Кадочникова, Д.Ю. Трофимов, М.Г. Филиппова А.А. Мещеряков, Л.Н. Любченко //Медицинская генетика, 2013. - №7. – С. 26-31
3. Имянитов Е. Носительство мутаций в генах BRCA1 и BRCA2 у здоровых женщин и мужчин: ДНК-тестирование, диагностические мероприятия и профилактика рака. /Е. Имянитов, А. Беляев, А. Щербаков, Л. Берштейн, А.Бессонов и др. /Вопросы онкологии, 2017.  - Т.63. -  № 2. – С.190-198
4. Лемешко В. А. Оценка актуальности молекулярно-генетического тестирования мутаций в генах BRCA у пациентов со злокачественными новообразованиями яичника и молочной железы /В. А. Лемешко, Т. С. Тепцова, С. С. Ратушняк, Н. З. Мусина // Генетика, 2020. - T. 56 - № 12. – С. 1349-1365
5. Новикова Е. И. Характеристика BRCA-ассоциированного рака молочной железы в российской популяции. /Е.И. Новикова, Е.А.Кудинова, В.К. Боженко, В.А. Солодкий. // ВЕСТНИК РГМУ, 2021. – №1. - C.26-32.
6. Allison W. Kurian Genetic Testing and Results in a Population-Based Cohort of Breast Cancer Patients and Ovarian Cancer Patients Allison W. Kurian, Kevin C. Ward, Nadia Howlader, Dennis Deapen, Ann S. Hamilton, Angela Mariotto, Daniel Miller, Lynne S. Penberthy, and Steven J. Katz. //Journal of Clinical Oncology, 2019. - №37(15). – Р.1305-1315
7. Ansari N. Prognostic Significance of CHEK2 Mutation in Progression of Breast Cancer. /N. Ansari, S. Shahrabi, A. Khosravi, R. Shirzad, H. Rezaeean. // Lab Med., 2019. - №50(3). – Р.36-41.
8. Apostolou P. Current perspectives on CHEK2 mutations in breast cancer /P. Apostolou, I. Papasotiriou //Breast Cancer (Dove Med Press), 2017.– №9. – Р.331-335.
9. Bono M. Impact of deleterious variants in other genes beyond BRCA1/2 detected in breast/ovarian and pancreatic cancer patients by NGS-based multi-gene panel testing: looking over the hedge. / Bono M, Fanale D, Incorvaia L, et al. //ESMO Open, 2021. - №6(4) . – Р. 235-241.
10. Elezaby Mai BRCA Mutation Carriers: Breast and Ovarian Cancer Screening Guidelines and Imaging Considerations. /M Elezaby, B Lees, K E. Maturen, L Barroilhet, K B. Wisinski, S Schrager, L G. Wilke, E Sadowski. //Radiology, 2019. – №291. – Р.554–569
11. Fiatal S Application of Single-Nucleotide Polymorphism-Related Risk Estimates in Identification of Increased Genetic Susceptibility to Cardiovascular Diseases: A Literature Review. / Fiatal S, Ádány R //Frontiers in Public Health, 2018. - V.5. – Р.358.
12. Gabai-Kapara E. Population-based screening for breast and ovarian cancer risk due to BRCA1 and BRCA2 /E. Gabai-Kapara, A. Lahad, B. Kaufman, et al // PNAS, 2014. - №111 (39). - Р.14205-14210
13. Gervas P. Ethnic aspects of hereditary breast cancer. / Gervas P., Molokov A., Panpherova E., Pisareva L., Cherdyntseva N. //Siberian journal of oncology, 2019.- №518. – Р.102-108.
14. Harris K. Rapid evolution of the human mutation spectrum /K. Harris, Jonathan K Pritchard //eLife, 2017 - №6 – Р.24
15. Petrova N. Ethnic Differences in the Frequency of CFTR Gene Mutations in Populations of the European and North Caucasian Part of the Russian Federation / Petrova N, Balinova N, Marakhonov A et al //Frontiers in Genetics, 2021 - V.12. -Р.934
16. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/clinvar/RCV000212410/