colorrectal
Extracto
Antecedentes
El cáncer es causado por alteraciones somáticas de ADN tales como mutaciones puntuales del gen, el número de copias de ADN aberraciones (CNA) y variantes estructurales (SVS). Los análisis de todo el genoma de los VE en grandes series de muestras con información clínica bien documentada son todavía escasos. En consecuencia, el impacto de los VE en la carcinogénesis y la evolución del paciente sigue siendo poco conocida. Este estudio tuvo como objetivo realizar un análisis sistemático de los genes que se ven afectados por las roturas cromosómicas asociadas-CNA en el cáncer colorrectal (CCR) y para determinar la relevancia clínica de los genes de punto de interrupción recurrentes.
Métodos
Primaria CRC muestras de pacientes con enfermedad metastásica de los ensayos clínicos Cairo y CAIRO2 se caracterizaron previamente por hibridación genómica comparativa-matriz. Estos datos se utilizan ahora para determinar la prevalencia de roturas cromosómicas asociadas-CNA dentro de genes a través de 352 muestras de CRC. Además, el estado de mutación del comúnmente afectadas
APC
,
TP53
,
KRAS
,
PIK3CA
,
FBXW7
,
SMAD4
,
BRAF
y
ANR
genes se determinó para 204 muestras de CRC por secuenciación masiva en paralelo de destino. relevancia clínica se evaluó sobre la estratificación de los pacientes en función de las mutaciones genéticas y los puntos de interrupción de genes que se observaron en & gt;. el 3% de los casos de CCR
Resultados
En total, se identificaron 748 genes que fueron recurrentemente afectada por las roturas cromosómicas (FDR & lt; 0,1).
MACROD2
se vio afectada en el 41% de las muestras de CRC y otros 169 genes mostraron puntos de interrupción en & gt; 3% de los casos, lo que indica que la prevalencia de los puntos de interrupción de genes es comparable a la prevalencia de mutaciones puntuales de genes conocidos. estratificación de los pacientes sobre la base de los puntos de interrupción de genes y mutaciones puntuales reveló un subtipo CRC con muy mal pronóstico.
Conclusiones
concluyen que roturas cromosómicas asociadas-CNA dentro de los genes representan un subconjunto altamente prevalente y clínicamente relevante de SV en el CCR
Visto:. van den Broek E, Dijkstra MJJ, Krijgsman O, Sie D, Haan JC, Traets JJH, et al. (2015) de alta prevalencia y relevancia clínica de los genes afectados por roturas cromosómicas en el cáncer colorrectal. PLoS ONE 10 (9): e0138141. doi: 10.1371 /journal.pone.0138141
Editor: Masaru Katoh, Centro Nacional del Cáncer, JAPÓN
Recibido: 5 de Marzo, 2015; Aceptado: August 25, 2015; Publicado: 16 Septiembre 2015
Derechos de Autor © 2015 van den Broek et al. Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de la licencia Creative Commons Attribution License, que permite el uso ilimitado, distribución y reproducción en cualquier medio, siempre que el autor original y la fuente se acreditan
Disponibilidad de datos: CGH-array los datos se han depositado en el NCBI gene Expression Omnibus (GEO número de acceso GSE63216; http://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo)
Financiación:. Este estudio fue apoyado financieramente por subvenciones de la VUmc el cáncer se Center Amsterdam (E. van den Broek) y el holandés Cancer Society (KWF-2.007-3.832), y se realizó en el marco del Centro de Medicina traslacional Molecular, proyecto decodificar (subvención 03O-101) y el cáncer colorrectal holandesa grupo (DCCG). Estos proveedores de fondos no tiene función alguna en el diseño del estudio, la recogida de datos, análisis de datos, decisión a publicar, o la preparación del manuscrito
Conflicto de intereses:.. Los autores han declarado que no existen intereses en competencia
Introducción
El cáncer es causado por las aberraciones genómicas que impulsan la iniciación y progresión del tumor. activación de oncogenes y genes supresores de tumores inactivación puede ser causada por varios tipos de aberraciones de ADN somáticas, incluyendo mutaciones no sinónimas (puntuales), aberraciones cromosómicas número de copias (CNA) y variantes estructurales (SVS) [1]. SV representan deleciones, inserciones, inversiones y translocaciones intra e inter-cromosómicas, todos los cuales implican roturas cromosómicas [2]. Curiosamente, mientras que las mutaciones de punto y cambios de número de copias de ADN se han examinado ampliamente, los efectos de los genes con roturas cromosómicas están mal caracterizados. Tomando el cáncer colorrectal (CCR) como un ejemplo, hasta la fecha varios en-marco se ha informado de los genes de fusión que incluye
VTI1A-TCF7L2
,
NAV2-TCF7L1
y las fusiones de R-espondina
PTPRK-RSPO3 Opiniones y
eIF3e-RSPO2
[3-5]. Las fusiones de R-espondina activan la vía de señalización Wnt y son mutuamente excluyentes con
APC
mutaciones, lo que indica que estos desplazamientos se producen alteraciones de proteínas con ganancia de función. Alternativamente, SV también puede causar alteraciones de pérdida de función. Por ejemplo, la deleción del codón de parada de la
EpCAM
gen da lugar a una lectura a través de la transcripción que hace que la hipermetilación y en consecuencia el silenciamiento del gen de reparación de genes adyacentes
MSH2
[6]. Sin embargo, a pesar de estos ejemplos interesantes, investigación a fondo de los VE en el CCR se ha visto obstaculizada por la falta de información sobre el genoma entero secuenciación profunda en grandes series de muestras. En consecuencia, el impacto putativa de los VE en (colorrectal) el desarrollo del tumor es, probablemente, muy subestimado.
array de hibridación genómica comparada (CGH-array) análisis de alta resolución realizado previamente en una serie de aproximadamente 350 CRC muestras primarias de los pacientes que habían desarrollado la enfermedad metastásica y participó en la fase III de ensayos clínicos Cairo y CAIRO2 [7-9]. En el presente estudio hemos utilizado estos datos para determinar las posiciones genómica de interrupción cromosómicas, basados en la suposición de que los cambios intra-cromosómicas en CNA-estado sólo puede explicarse por mecanismos que implican roturas cromosómicas. Aunque este tipo de análisis no proporciona una visión global de los VE en el genoma del cáncer, la hipótesis de que este análisis sería identificar un subconjunto sustancial de los VE a una resolución suficiente para asignar a roturas cromosómicas posiciones de genes. Por otra parte, se previó que los eventos recurrentes no aleatorias entre las muestras de CRC revelarían los genes que mejoran el desarrollo del tumor. Aquí, se muestra que este enfoque reveló 748 genes de punto de interrupción recurrentes y demostrar su impacto en la clasificación CRC.
Materiales y Métodos
Copiar número de aberración cromosómica asociada a la detección de punto de interrupción
Los pacientes seleccionado para el estudio actual participado en cualquiera de los dos multicéntrico de fase III de ensayos del grupo holandés colorrectal cáncer (DCCG), a saber CAIRO (CKTO 2002-07, ClinicalTrials.gov, NCT00312000) y CAIRO2 (CKTO 2005-02, ClinicalTrials.gov ; NCT00208546). Los dos ensayos clínicos aleatorios fueron aprobados por el Comité de Derechos Humanos investigaciones relacionadas Arnhem-Nijmegen y por las juntas de revisión institucional local. El consentimiento informado por escrito se requiere para todas las pacientes antes del ingreso al estudio también incluyó la investigación traslacional en el tejido tumoral. detección de punto de ruptura cromosómica asociada-CNA se realizó a través de 352 muestras de CRC. datos CGH-array se obtuvieron anteriormente utilizando ADN aislado de fijado en formalina incluido en parafina (FFPE) tumores primarios y los pares de tejido normal de pacientes emparejados por [9]. Las sondas de 4548 que se habían añadido para enriquecer la cobertura de 238 genes del censo cáncer ahora se excluyeron para el análisis cromosómico punto de interrupción, dejando 168823 sondas que fueron distribuidos de manera uniforme en todo el genoma de aproximadamente 17kb intervalos S1 (Tabla). posiciones de sondas genómicas se basan en el genoma humano NCBI Build36 /hg18. los datos CGH-array se han depositado en el NCBI Gene Expression Omnibus (GEO número de acceso GSE63216). copia segmentos de número de ADN se definen por el R-paquete "DNAcopy" (versión 1.36.0) y fueron demarcadas por la primera y la última sonda del segmento [10]. interrupción cromosómicas fueron definidos por las posiciones de inicio genómicas de segmentos de número de copias de ADN (figura 1B) con la excepción de la primera segmento de ADN de cada cromosoma y de los puntos de interrupción entre las regiones neutras dos el número de copias tal como se define por el R-paquete "CGHcall" (versión 2.17.6) [11]. Para detectar los genes que se vieron afectados por las roturas cromosómicas asociadas-CNA, los puntos de corte fueron asignadas a las anotaciones de genes sobre la base de referencia del genoma humano hg18 /Ensembl54.
(A) CGH-array de ADN copiar el perfil número de una muestra CRC. El eje X representa los cromosomas X y 1-22 (numeradas 23) con los límites indicados cromosómicas por líneas de puntos verticales. El eje Y representa la relación de log2 de la cantidad de ADN
frente
ADN normal paciente con ajuste tumor. Los puntos negros representan puntos de datos individuales de sonda CGH-array. Las líneas horizontales azules representan segmentos de ADN, indicativo de ADN tumoral número de copias aberraciones cuando se desvían de 0. La flecha verde y barras indican que la región del cromosoma 6 que está resaltado en la figura 1B. (B) La ampliación de la figura 1A (barra verde). Vertical líneas de puntos rojos indican lugares del genoma de interrupción cromosómicas asociadas-CNA,
i
.
e
. las posiciones genómicas donde log2 ratios de segmentos de ADN cambio. (C) Frecuencia de trama interrupción cromosómicas asociadas a la CNA en la q-brazo del cromosoma 13. El eje X representa la posición genómica en Mb. El eje Y representa las frecuencias de punto de interrupción cromosómica a través de la cohorte de 352 muestras de CRC. las frecuencias de punto de interrupción se indican en CGH-array sonda de nivel (barras negras verticales) y el gen de nivel (barras rojas horizontales). genes de punto de interrupción recurrentes (FDR y lt; 0,1) se nombran. La flecha verde y barras indican los
PIBF1
región del cromosoma 13q que se destaca en la figura 1D. (D) La ampliación de la figura 1C (barra verde), lo que ilustra que
PIBF1
puntos de interrupción de genes se concentran en la parte distal del gen. La vecina genes que no albergan las tasas de recurrencia de punto de interrupción significativos se indican en azul.
El análisis estadístico de detección de punto de ruptura cromosómica
Un análisis de significación estadística dedicada fue ideado para el punto de ruptura cromosómica basada en los genes análisis, que consta de tres pasos. En primer lugar, por CGH-array perfil la probabilidad de línea de base de un punto de interrupción se produce en un gen al azar se determinó, que representa el número de puntos de corte en un perfil, la longitud de genes por la cobertura de sonda del gen asociado y el número de sondas de genes asociada utilizando una Regresión logística. En segundo lugar, la estadística de prueba se definió como el número de perfiles con al menos un punto de interrupción en un gen dado. Entonces, un
P
-valor se calculó a partir de la nula distribución de la estadística de prueba. Esta distribución fue nulo una convolución (más perfiles independientes) de variables aleatorias de Bernoulli con una génicas y específico del perfil "éxito (= punto de ruptura) de probabilidad '. En tercer lugar, a todos los
P-valores
de los genes candidatos de punto de interrupción, de múltiples ensayos se aplicó por un dedicado de tipo Benjamini-Hochberg FDR corrección [12]. Esto explica la corrección para el carácter discreto de la nula distribución. El análisis estadístico cromosómico punto de interrupción basada en la sonda se realiza bajo el supuesto de que por matriz-CGH perfil la probabilidad de ser una sonda de punto de interrupción asociado-CNA es igual a través de sondas. En este caso la dedicada corrección Benjamini-Hochberg de tipo FDR es equivalente a la corrección estándar Benjamini-Hochberg FDR, porque, a diferencia de los genes, todas las sondas corresponden a la misma null-distribución. FDR inferior a 0,1 se consideró significativo.
mutación génica análisis
APC
,
TP53
,
KRAS
,
PIK3CA
,
FBXW7
,
SMAD4
,
BRAF
y
ANR ¿Cuáles son los genes con una prevalencia de las mutaciones publicadas en el CCR de aproximadamente 3% o más [4]. FFPE muestras de ADN se analizaron por secuenciación de próxima generación utilizando el Panel de TruSeq amplicón Cáncer (TSACP; Illumina Inc, San Diego, CA, EE.UU.). estado de mutación del gen se determinó utilizando la variante de la persona que llama tubería "Falco" [13]. Las lecturas fueron alineados con el genoma de referencia humano (NCBI Build37 /hg19) y variantes fueron anotados a las entradas dbSNP (build 137). Las mutaciones fueron llamados cuando se observó la variante anotada en al menos el 20% de las operaciones de lectura y fue designada como una aberración no sinónimos.
red basada en la estratificación
NBS se utiliza para agrupar muestras de CRC, mientras incluida la información de las interacciones moleculares de punto de ruptura de genes y mutaciones de genes [14]. Las características clinicopatológicas de línea de base de las muestras de CRC (n = 203, véase la Tabla S5) fueron similares a la serie analizada por Haan et al. [9]. El
SMAD4
gen adquirieron dos puntos de ruptura y mutaciones, que se fusionaron para el análisis de NBS. Para la etapa de propagación de la red se utilizó la red de interacción proteína humana CADENA predefinido que se suministra con la distribución NBS. NBS parámetros se fijaron a sus valores predeterminados excepto
k Windows que se establece en 4. Uso de la matriz de la muestra-similitud de NBS, las muestras fueron asignados a los subtipos CRC mediante enlace media de la agrupación jerárquica. CRC pacientes se agruparon en cuatro subtipos de CRC y las tasas de SG se visualizaron mediante curvas de Kaplan-Meier y los correspondientes
P
-valores se calcularon mediante la prueba de log-rank.
CRC genes del subtipo asociado
NBS no proporciona las puntuaciones basadas en la red de genes de aberración como la salida estándar. Por lo tanto, para determinar qué genes se asoció significativamente con un subtipo específico CRC, los basados en la red de genes de aberración puntuaciones para cada gen por muestra fueron extraídos de la siguiente manera. En primer lugar, para cada iteración NBS
i
de un total de
n
iteraciones (n = 1000) las matrices de entrada
V
i
eran reconstruidos a partir del factor de matrices
W
i
y
H
i con descuento que se han obtenido durante la factorización de la matriz no negativa procedimiento: Read
las matrices,
V
i
, representar los datos utilizados por NBS para determinar la agrupación de la muestra para cada iteración. Un vector promedio de las puntuaciones de aberración gen basados en la red,
R
s
ahora se obtuvo para cada muestra de
s fotos: por un promedio de más la entrada de matrices
V
i
en todos los
n
iteraciones:
A continuación,
V
es
es la fila de
V
s Windows que corresponde a la muestra
s
en la iteración
i
.
C
s
es un factor de normalización, que se define como el número de iteraciones en el que
s
se seleccionó una muestra para la agrupación. Tenga en cuenta que si una muestra no fue seleccionado durante la agrupación de todos los
V
es
valores se establecen en cero. pruebas de Mann-Whitney U se realizaron sobre las puntuaciones de genes de aberración basados en la red promediados para probar si un gen específico contribuyó a la formación de un subtipo CRC. Para cada gen éstos
R
s
puntajes fueron agrupados de acuerdo al subtipo CRC para determinar el
P
-valores, que indica si un gen contribuyeron significativamente a la formación de un subtipo específico CRC.
Multi-Dendrix
la entrada de datos para el análisis de múltiples Dendrix era idéntica a la entrada de datos utilizado para el análisis de NBS, a excepción de genes que comparten los mismos puntos de interrupción, que ahora se agruparon en "piscinas" (S8 Tabla). Los parámetros fueron los múltiples Dendrix a k7t7s11 [15].
Resultados
Detección de genes de punto de interrupción recurrentes
se determinó el estado cromosómico CNA de 352 muestras primarias avanzada CRC utilizando 180K Agilent matrices que cubren el genoma con una separación media de la sonda de aproximadamente 17kb, como se describe anteriormente [9]. Después de número de copias de ADN segmentación, las ubicaciones genómicas de cambios en el estado del número de copias de ADN se utilizan ahora para estimar la posición de los puntos de interrupción cromosómicas asociadas-CNA (Fig 1A y 1B). La evaluación estadística produjo 1605 ubicaciones de punto de interrupción genómicas con recidivas en múltiples muestras de CRC (FDR & lt; 0,1; S1 Tabla), lo que indica que la posición del salto asociado-CNA es a menudo no aleatoria. Al agrupar los puntos de interrupción de genes afectados, se identificaron un total de 748 genes de punto de interrupción recurrentes (FDR & lt; 0,1; S2 Tabla). La distribución del genoma y la prevalencia de la interrupción cromosómicas en el q-brazo del cromosoma 13 se proporciona en la figura 1C y para todos los demás cromosomas en la figura S1.
El gen con mayor prevalencia de interrupción cromosómicas fue
MACROD2
, que se vio afectada en el 40,9% de las muestras de CRC. Otro punto de interrupción 169 genes recurrentes se vieron afectadas en & gt;. 3% de las muestras de CRC avanzada, similar a las frecuencias de mutación de oncogenes comúnmente afectadas y genes supresores de tumores (figura 2) guía
Las frecuencias génicas de punto de ruptura (barras rojas) se basaron en el análisis de 352 muestras de CRC y las frecuencias de mutación génica (barras azules) en el análisis de 204 muestras. Los genes marcados con un "*" indica un grupo de genes que comparten sonda (s) asociado con interrupción cromosómicas: la
PCMTD2 *
piscina también incluye
LINC00266-1; PARK2 *
también incluye
PACRG
;
ZNF337 *
también incluye
NCOR1P1
,
FAM182A
,
FAM182B
,
FRG1B
,
MIR663A
,
MLLT10P1
;
CD99 *
también incluye
XG
;
PARP8 *
también incluye
EMB
.
Relevancia clínica de los genes de punto de interrupción recurrentes
genes de punto de interrupción recurrentes pueden representar regiones genómicas que son vulnerables a roturas cromosómicas,
i
.
e
. un epifenómeno asociado con CNA. Como alternativa, los genes de punto de interrupción recurrentes pueden conducir cáncer y someterse a selección positiva durante la tumorigénesis, y por lo tanto afectar a los resultados clínicos tales como la supervivencia global del paciente (OS). Por lo tanto, para cada uno de los genes de punto de interrupción recurrentes que fue identificado, el sistema operativo del subgrupo de pacientes con que punto de interrupción de genes específicos se comparó con el subgrupo de pacientes sin que punto de interrupción. Ninguno de los genes de punto de interrupción recurrentes individuales se asoció significativamente con OS (log-rank
P-valores
seguido de la corrección de Bonferroni para múltiples pruebas, los datos no presentados).
procesos biológicos relacionados con el cáncer son complejo y controlado por la acción concertada de múltiples genes. Por esta razón se realizó un análisis combinado de los 170 más prevalentes (& gt; 3%) los genes de punto de interrupción recurrentes descritos anteriormente y el estado de mutación génica de los genes clave de cáncer. Utilizando el ADN aislado de archivo de tejidos embebidos en parafina y fijado en formalina estado de mutación de
TP53
,
APC
,
KRAS
,
PIK3CA
,
FBXW7
,
SMAD4
,
BRAF
y
ANR
se determinó mediante secuenciación dirigida próxima generación, que sucedió para 204 muestras de CRC (figura 2, S3 y S4 Mesas). Como un caso carecía de puntos de ruptura y mutaciones de los genes seleccionados, 203 casos estaban disponibles para proporcionar datos tanto de punto de ruptura de genes y mutaciones de genes como entrada para la red basada en la estratificación (NBS) [14]. NBS se aplicó a propagar los eventos de punto de interrupción de genes y mutación de genes dispersos a la cadena de la red de interacción de proteínas predefinido seguido por la agrupación de los pacientes de CRC en subtipos sobre la base de las sub-redes afectadas [14]. Este análisis reveló cuatro subtipos CRC (figura 3A y la Tabla S6). características de los pacientes clinicopathological basales fueron altamente comparables entre los cuatro subtipos de CRC (por un lado la prueba exacta de Fisher; S5 Tabla). El análisis OS reveló diferencias significativas entre estos subtipos (log-rank
P = 0,001
; figura 3B), con el subtipo 3, que tiene un sistema operativo significativamente peor que los otros tres subtipos de CRC (HR = 2,17 CRC; log-rank
P = 0,0002
; la figura 3C), con una diferencia de 218 días en la mediana de supervivencia global
(a) matriz de co-agrupamiento de muestras de CRC generados por el análisis de NBS.. La intensidad del color de la matriz representa la puntuación de similitud. La barra de color en la parte superior indica los grupos de pacientes relacionadas con los cuatro subtipos de CRC (k = 4) según lo determinado por la agrupación jerárquica tras el análisis NBS. (B) gráfico de Kaplan-Meier para la supervivencia global (en días) de CRC subtipo 1 (n = 80 pacientes), subtipo 2 (n = 45 pacientes), subtipo 3 (n = 27 pacientes) y el subtipo 4 (n = 51 pacientes ). Existen diferencias significativas en la SG entre los cuatro subtipos de CRC (log-rank
P
= 0,001), con sistema operativo más pobre de subtipo 3 pacientes con CCR. (C) gráfico de Kaplan-Meier para el sistema operativo del subtipo CRC 3 pacientes
pacientes frente
en otros subtipos de CRC, que muestran una razón de riesgo (HR) de 2,17 y una mediana de SG de 392 días
frente
610 días, respectivamente (log-rank
P = 0,0002
).
al explorar aún más las redes asociadas con esta clasificación CRC, la mayoría de los genes que contribuyen resultó ser punto de interrupción recurrente genes complementan con algunos de los oncogenes CRC comúnmente mutados y genes supresores de tumores (S7 tabla). A nivel de genes individuales dentro de los genes del subtipo asociado CRC identificados, el pobre pronóstico CRC subtipo 3 fue
a
.
o
. enriquecida por mutaciones puntuales en genes
BRAF gratis (por las dos caras prueba exacta de Fisher:
P Hotel & lt; 0,0001) y
FBXW7 gratis (
P = 0,01
), y de los puntos de interrupción de genes en
WWOX gratis (
P Hotel & lt; 0,0001),
FHIT gratis (
P Hotel & lt; 0,0001), y
PIBF1 gratis (
P
= 0,03). Debido a que las mutaciones en
BRAF Con qué frecuencia se asocian con tumores inestables de microsatélites (MSI) [16], se analizó la distribución de muestras de MSI en los cuatro subtipos de CRC. Curiosamente, ocho de cada diez muestras de MSI en este grupo de 203 CRC estaban en el subtipo 3 (a dos caras prueba exacta de Fisher:
P Hotel & lt; 0,0001; S5 Tabla). Tomados en conjunto, estos datos indican que los genes de punto de interrupción recurrentes asociados-CNA son clínicamente relevantes, ya que contribuyen a la clasificación de los subtipos de CRC con valor pronóstico.
la importancia biológica de los genes de punto de interrupción recurrentes
Para investigar más a fondo si genes de punto de interrupción recurrentes pueden impulsar el desarrollo de CRC, se aplicó el algoritmo multi-Dendrix para identificar las vías o módulos de genes oncogénicos en base a dos criterios, a saber: 1) los eventos dentro de un módulo deben ser mutuamente excluyentes, y 2) los acontecimientos deben cubrir casi la totalidad estudiaron muestras de cáncer [15]. Los datos de entrada para este análisis fue idéntico al de las NBS,
i
.
e
. el estado de la mutación del gen de ocho genes CRC comúnmente afectadas y el estado de punto de interrupción de los 170 más prevalentes (& gt; 3%) recurrente genes de punto de interrupción a partir de 203 muestras de CRC. Este análisis reveló cuatro módulos de genes distintos, tres módulos que contienen ambas mutaciones genéticas y los puntos de interrupción de genes y siendo un módulo compuesto en su totalidad de los genes de punto de interrupción recurrentes (figura 4). Se observó la exclusividad mutua fuerte entre
TP53
mutaciones y
PIBF1
puntos de ruptura, un gen cuya puntos de ruptura fueron más prevalentes en el subtipo 3 CRC mostró que el pronóstico más pobre. La ubicación genómica de
PIBF1
en la q-brazo del cromosoma 13 se pone de relieve en la figura 1D, que ilustra el enriquecimiento de los puntos de interrupción de genes en la parte distal de este gen. Por otra parte, también
MACROD2
,
PPP1R12B
,
AKAP13
,
ERGIC1
,
PTPRT
,
SLC22A5
,
HIST1H1A
,
ASNS
, y
Rock1
genes de punto de interrupción estaban representados en uno de los módulos de genes, y contribuyó a la clasificación del subtipo CRC (figura 4 y Tabla S7). Estos datos implican que múltiples genes de punto de interrupción recurrentes juegan un papel biológico importante en el desarrollo de CCR.
Los nodos comprenden tanto los puntos de interrupción de genes (contorno rojo) y mutaciones genéticas (esquema azul). Bordes (líneas grises) conectar los genes que se ven afectados mutuamente exclusiva. El grosor de las líneas grises y el número correspondiente reflejan la puntuación robustez. Se observa la exclusividad mutua fuerte entre
PIBF1
y
TP53
. Los genes marcados con un "*" indica un grupo de genes que comparten sonda (s) asociado con interrupción cromosómicas: la
ZNF337 *
piscina también incluye
NCOR1P1
,
FAM182A
,
FAM182B
,
FRG1B
,
MIR663A
,
MLLT10P1
;
ZNF519 *
también incluye
ANKRD20A5P
,
ANKRD30B
.
Discusión
Caracterización molecular de ADN aberraciones somáticas es una estrategia útil para ayudar a la prognosis y la terapia de la predicción de los pacientes individuales. Si bien el análisis de mutaciones puntuales no es sinónimo de genes del cáncer frecuentemente mutados y determinación de cromosómica CNA se han convertido en estándar de la práctica para la caracterización de las muestras tumorales, análisis a gran escala en todo el genoma detallado de los VE se encuentra todavía en su infancia. Nosotros demostramos que aquí CNA perfiles permiten detectar genes cuya función puede verse afectada por las roturas cromosómicas asociadas-CNA. En el total se identificaron 748 genes de punto de interrupción recurrentes basado en el análisis de una serie grande (n = 352) de muestras de alta resolución CGH-array de tumores primarios de pacientes que participaron en dos ensayos clínicos de fase III en CCR metastásico. Además de su abundancia también la prevalencia de los genes de punto de interrupción recurrentes fue relativamente alta, con 170 genes siendo afectados por roturas cromosómicas en más de 3% de los casos de cáncer. Como tal, la prevalencia de los genes afectados por roturas cromosómicas asociadas-CNA es comparable a la prevalencia de mutaciones puntuales en el conocido y comúnmente afectadas oncogenes CRC y genes supresores de tumores (Figura 2).
Una de las claves preguntas que estén dirigidos a resolver es si las roturas cromosómicas dentro de los genes son sólo un epifenómeno asociado con inestabilidad cromosómica o si los genes de punto de interrupción recurrentes representan los conductores de cáncer con relevancia biológica y clínica. Aunque ninguno de los genes de punto de interrupción recurrentes individuales mostró efectos significativos en OS, la propagación de los 170 genes de punto de interrupción más prevalentes en combinación con ocho genes comúnmente mutado en una red predefinida permitido clasificar CRC en cuatro subtipos de NBS. Uno de los subtipos de CRC, el CRC subtipo 3, tenían un pronóstico significativamente peor que los otros (figura 3), lo que indica que los subtipos clínicamente distintas podrían ser identificados. En un análisis multivariado (datos no mostrados) se conservaron los factores 'de la OMS el rendimiento de estado', 'LDH en la aleatorización', 'terapia adyuvante previa', 'el estadio del tumor primario del tumor "," número de órganos afectados' y 'estado de MSI. Debido a que las mutaciones genómicas son causales para la tumorigénesis y dictan el comportamiento del tumor, es muy posible que los factores fenotípicos, que en última instancia son el resultado de la biología subyacente, enmascaran el efecto pronóstico de los subtipos genómicos CRC. Tal dependencia entre parámetros de pronóstico clínico-patológicos y los subtipos de CRC como se describe aquí, por tanto, no refuta valor pronóstico univariante de esta clasificación.
CRC subtipo 3 resultó ser enriquecido para los tumores con
BRAF mutaciones
(33% de los casos
frente página 5% en las otras muestras de CRC; S7 Tabla) y los tumores MSI (30% de los casos
frente a 1% en las otras muestras CRC).
BRAF
está mutado a frecuencias mucho más altas en los tumores MSI que en los tumores inestables cromosómicas, y dentro de los tumores MSI,
BRAF
mutación se sabe que están asociados con un mal pronóstico [16]. Aunque los tumores MSI tienen un pronóstico relativamente bueno en la enfermedad en estadio temprano, que también están asociados con un mal pronóstico en forma explícita CCR metastásico [17]. MSI tumores a menudo tienen una menor frecuencia de aberraciones CNA que los tumores que son microsatélites estables (MSS) y por lo tanto tienen menos puntos de interrupción cromosómicas asociadas-CNA que los tumores del SMS. Esto sugiere que los tumores MSI pueden llegar a ser agrupadas en un subtipo distinto CRC con independencia de la función de los genes de punto de interrupción recurrentes (alteraciones en). Siguiendo esta línea de razonamiento, se podría predecir que el mal pronóstico CRC subtipo 3 carece de genes de punto de interrupción recurrentes con el aumento de las frecuencias de mutación en comparación con los otros subtipos de CRC. Sin embargo, nuestros datos muestran lo contrario (Tabla S7), con un enriquecimiento significativo de las frecuencias de punto de interrupción en el CCR subtipo 3
contra las otras muestras de CRC para
WWOX gratis (33%
frente
5%),
FHIT gratis (59%
frente al 13%), y
PIBF1 gratis (15%
frente página 3%). Estos datos ponen de relieve que los genes de punto de interrupción recurrentes contribuyen de manera significativa a la clasificación clínicamente relevante CRC.
Como nuestros datos apoyan la relevancia clínica de los genes de punto de interrupción recurrentes, se espera que roturas cromosómicas dentro de estos genes de alguna manera resultan en la selección positiva de las células cancerosas y estimular el desarrollo de tumores. Análisis funcional de los genes de punto de interrupción recurrentes para entender sus efectos biológicos estaba más allá del alcance del presente estudio. Sin embargo, para muchos de estos un papel en la tumorigénesis ha sido descrita en la literatura.
WWOX
y
FHIT ¿Cuánto tiempo se ha sabido que residen en sitios frágiles comunes y se han demostrado para actuar como supresores del desarrollo del tumor mediante modelos de ratones knockout de genes [18]. Por otra parte,
WWOX
sobreexpresión fue mostrado para promover la respuesta inmune en un modelo de glioma [19] mientras que
FHIT
regula positivamente la expresión de moléculas MHC de clase I en las células del cáncer [20]. Estos datos sugieren que la pérdida de la función de
WWOX
y
FHIT
ayuda para escapar de la vigilancia inmunológica. Así mismo, el factor de unión inmunomodulador progesterona
PIBF1
se identificó como un factor secretado que puede prevenir la pérdida del embarazo por amortiguación de la respuesta inmune. Teniendo en cuenta que
PIBF1
puntos de interrupción se observaron predominantemente en la parte distal del gen (Figura 1D) es tentador especular que
PIBF1
puntos de interrupción de genes que perturben su señal de localización nuclear en que haya adquirido un secretada proteína con anti-tumorales capacidades inmunosupresores [21]. Se cree que los tumores MSI para evocar una respuesta inmune anti-tumor que previene la diseminación metastásica, sin embargo, una vez eludidas estos tumores se vuelven muy agresivo [16]. En este sentido, es interesante observar que los genes de punto de interrupción que más contribuyeron a la clasificación de los pobres subtipo pronóstico CRC 3,
i
.
e
.
WWOX
,
FHIT
, y
PIBF1
, todos han sido implicados para modular la respuesta inmune.
MACROD2
fue el más prevalente gen punto de interrupción recurrente en nuestra cohorte, siendo afectada en el 41% de los casos de CCR. Este gen fue también uno de los genes reordenados observadas con mayor frecuencia a través de una deleción focal en otros estudios [3,22].
MACROD2
es capaz de hidrolizar los grupos mono-ADP-ribosilo endógenos, un resto de modificación post-traduccional reversible, a partir de proteínas diana, tales como
GSK3B
. Esto restaura la función de
GSK3B
, que es un inhibidor de la clave de la vía de señalización Wnt. Por lo tanto, la ausencia de funcional
MACROD2
puede disminuir la actividad quinasa de
GSK3B
y promover así la señalización Wnt [23-25]. Por otra parte,
MACROD2
pueden desempeñar un papel en la modulación de la función de las proteínas histonas y sea contratado en caso de respuesta al daño del ADN [23,25].
Para seguir haciendo frente a la importancia biológica de punto de interrupción recurrente genes que trataron de construir módulos de genes putativos de cáncer de manejar, usar Multi-Dendrix. Por un lado, este análisis puede revelar vías oncogénicas mediante la búsqueda de patrones de mutación de genes que se excluyen mutuamente, que cubren casi todas las muestras de CRC. Por otro lado, si un grupo aparentemente homogénea de tumores consiste en los subtipos de tumores diferentes, la exclusividad mutua entre genes también puede reflejar la presencia de (previamente no reconocidos) subtipos de cáncer.