Extracto
El descubrimiento de SNP (polimorfismos de nucleótido único) -Medioambiente interacciones pueden generar nuevas hipótesis sobre la función de las variantes genéticas mal caracterizado y factores ambientales, como los pesticidas. Se evaluaron las interacciones SNP-ambiente entre 30 confirmado loci de susceptibilidad de cáncer de próstata y 45 pesticidas y el riesgo de cáncer de próstata en 776 casos y 1.444 controles en el Estudio de Salud Agrícola. Se utilizó la regresión logística no condicional para estimar la odds ratio (OR) y los intervalos de confianza del 95% (IC). interacciones SNP-pesticidas multiplicativos se calcularon utilizando una prueba de razón de verosimilitud. Después de la corrección de múltiples ensayos utilizando el método de tasa de falso descubrimiento, dos interacciones se mantuvieron digno de mención. Entre los hombres que llevan dos alelos T en rs2710647 en el dominio EH proteína 1 de unión (
EHBP1
) SNP, el riesgo de cáncer de próstata en aquellos con alto uso de malatión fue 3,43 veces mayores que las que no los utilizaron (IC del 95%: 1.44- 8,15) (P-interacción = 0,003). Entre los hombres que llevan dos alelos A en rs7679673 en
TET2
, el riesgo de cáncer de próstata asociado con el uso de alta Aldrin fue 3,67 veces mayores que con el no uso (IC del 95%: 1,43, 9,41) (P-interacción = 0,006) . Por el contrario, las asociaciones eran nulas para otros genotipos. Aunque se necesitan estudios adicionales y los mecanismos exactos son desconocidos, este estudio sugiere conocida loci de susceptibilidad genética puede modificar el riesgo entre el uso de pesticidas y el cáncer de próstata
Visto:. Koutros S, Berndt SI, Hughes Barry K, G Andreotti , Hoppin JA, Sandler DP, et al. (2013) Susceptibilidad genética Loci, exposición a los pesticidas y el cáncer de próstata de riesgo. PLoS ONE 8 (4): e58195. doi: 10.1371 /journal.pone.0058195
Editor: Michael Scheurer, Baylor College of Medicine, Estados Unidos de América
Recibido: 2 Agosto, 2012; Aceptó 3 de febrero de 2013; Publicado: 4 Abril 2013
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Financiación:. Esta investigación fue apoyada por el Programa de Investigación Intramural de los Institutos Nacionales de Salud, Instituto Nacional del Cáncer, División de Epidemiología del Cáncer y Genética (Z01CP010119 ) y el Instituto Nacional de Ciencias de Salud Ambiental (Z01ES049030). Los donantes no tenía papel en el diseño del estudio, la recogida y 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
la exposición ocupacional a plaguicidas se ha asociado con un mayor riesgo de cáncer de próstata en muchos estudios epidemiológicos [1] - [6]. En concreto, varios grupos o clases de productos químicos se han relacionado con el cáncer de próstata, incluyendo herbicidas de triazina [1], [7], [8], insecticidas organoclorados (OC) [8] - [11], y los insecticidas organofosforados (OP) [8 ], [12], [13], pero ninguna de las asociaciones son concluyentes y no está claro qué pesticidas específicos podrían estar impulsando los resultados de los grupos. En el Estudio de Salud Agrícola (AHS), una cohorte prospectiva de la aplicación de pesticidas comerciales y privados con licencia de Iowa y Carolina del Norte, hemos observado consistentemente un exceso de cáncer de próstata entre los hombres de AHS en comparación con los hombres en las poblaciones generales de Iowa y Carolina del Norte [ ,,,0],14], [15] y con el continuo seguimiento de esta cohorte se informó recientemente un exceso de riesgo de cáncer de próstata asociado con cuatro insecticidas, fonofos (OP), terbufos (OP), malatión (OP), y aldrín (OC) [ ,,,0],. 16]
estudios de asociación
genoma completo (GWAS) han identificado varios polimorfismos independientes nucleótido único (SNP) como factores de riesgo para el cáncer de próstata [17] - [27]. Dado que estos descubrimientos, grandes estudios epidemiológicos también han intentado descubrir SNP interacción con el medio, con la esperanza de generar nuevas hipótesis acerca de la función de muchas de estas regiones pobres de genes. Del mismo modo, las interacciones SNP-medio ambiente ayudan a informar a nuestra comprensión de los mecanismos potenciales por los cuales un factor ambiental podría influir en el riesgo. Hemos informado anteriormente de las interacciones entre los organofosforados (OP) fonofos insecticidas y conocido loci de susceptibilidad en la región 8q24 y significativos mayor riesgo de cáncer de próstata, lo que sugiere que las variantes identificadas de GWAS puede interactuar con factores ambientales [28]. Con el aumento de la información sobre la función de la región 8q24 en el desarrollo del cáncer [29] - [31], este hallazgo proporciona información valiosa sobre cómo el uso de pesticidas podría actuar para influir en el riesgo de cáncer de próstata
En este estudio, utilizamos. datos recién genotipo en 32 SNPs de próstata GWAS que siga analizando las posibles interacciones SNP-pesticidas y el riesgo de cáncer de próstata en 2.220 sujetos AHS incluidos en un estudio de casos y controles anidados.
Materiales y Métodos
estudio de la población
La peste equina es un estudio de cohorte prospectivo que incluye a 55.747 varones aplicadores de pesticidas autorizados en Iowa y Carolina del Norte, reclutados entre 1993 y 1997 [32]. Durante una entrevista de seguimiento realizado en 1999-2003, se pidió a los aplicadores para una muestra de enjuague bucal enjuague para proporcionar el ADN de las células bucales. Aproximadamente el 72% de todos los aplicadores que completaron el seguimiento de la entrevista volvió una muestra bucal. Además, aplicadores con la incidencia de cáncer de próstata que no había vuelto una muestra en el seguimiento se les preguntó por separado para proporcionar una, con 307/561 (55%) el regreso de una muestra. Blanco aplicadores de plaguicidas de sexo masculino con diagnóstico de cáncer de próstata incidente entre 1993 y 2004 se incluyeron en el estudio de casos y controles anidados. Elegibilidad, la inclusión y criterios de exclusión se han descrito anteriormente [28]. En pocas palabras, los casos de cáncer fueron codificados usando la
Clasificación Internacional de Enfermedades para Oncología
, 2
ª edición, y la etapa (local, regional, a distancia, no preparado) y grado (bien diferenciado, moderadamente diferenciado, mal diferenciado , indiferenciada, que falta) se resumieron mediante los registros de cáncer del estado de Iowa y Carolina del Norte. controles elegibles fueron emparejados 02:01 a los casos por fecha de nacimiento (+/- 1 año). Los controles eran blancas, aplicadores de sexo masculino que proporcionó material de células bucales, estaban vivos y no perdidos durante el seguimiento en el momento del diagnóstico caso, y que no tenían diagnóstico de cáncer anterior, excepto cáncer de piel no melanoma. Sobre la base de estos criterios de inclusión, se identificaron 841 casos (66% de los casos totales blancas en la cohorte a partir de 2004) y 1.659 controles (N total = 2.500). Debido a las limitaciones de espacio de genotipado se excluyeron 164 controles. De las muestras restantes, 108 se retiraron debido a la calidad del ADN insuficiente o pobre (N = 20; 14 casos, 6 controles) o & lt; 90% la tasa de terminación (es decir, más de 10% de los ensayos de SNP no para una muestra dada, N = 88; 47 casos, 41 controles). Se identificaron otros 5 individuos que eran sospechosos de ser no blanca (& lt; 80% de ascendencia europea que utilizan el software ESTRUCTURA [33] o desviación significativa de los dos primeros componentes en el análisis de componentes principales [34]) dejando un tamaño de muestra final de 776 casos y 1.444 controles. consentimiento informado
Genotipado los participantes por escrito, y el protocolo de estudio fue aprobado por las juntas de revisión institucional de los Institutos Nacionales de Salud, la Universidad de Iowa, y otros contratistas en el cumplimiento de todos los requisitos aplicables de los Estados Unidos. y control de Calidad
Treinta y dos SNPs genotipo no previamente en la AHS, pero reportan como loci de susceptibilidad de GWAS del cáncer de próstata [17] - [27] fueron evaluados. La genotipificación se realizó en en genotipado del NCI (http://cgf.nci.nih.gov/operations/uniplex-genotyping.html) [35], utilizando Applied Biosystems TaqMan ® SNP genotipificación ensayos. SNPs con baja tasa de finalización (& lt; 90% de las muestras) fueron excluidos (rs1465618 y rs4962416). La tasa de genotipado media fue de 96% para los 30 SNPs restantes. No hay SNPs mostraron evidencia de desviación de equilibrio de Hardy-Weinberg proporciones de alfa = 0,05 /30 = 0,0017 después de la corrección de Bonferroni. duplicados de las muestras ciegas (5%) también fueron incluidos y la concordancia de estas muestras fue del 100%.
Análisis estadístico
regresión logística no se utilizó para estimar la odds ratio (OR) y los intervalos de confianza del 95% (IC) para la asociación entre los SNPs y el cáncer de próstata y la interacción entre los SNPs y el uso de plaguicidas, con el riesgo de cáncer de próstata. Para las asociaciones de SNP, los genotipos fueron codificados como recuentos del alelo de riesgo asumiendo un modelo y modelos log-aditivo se ajustaron por edad (10 YR-intervalos) y el estado (Iowa o Carolina del Norte). La información sobre el uso de por vida de 50 pesticidas fue capturado en dos cuestionarios autoadministrados completados durante la inscripción cohorte. Todos los participantes en el estudio de casos y controles anidados completaron el primer cuestionario (inscripción), que se interesó por siempre /nunca utilice uno de los 50 pesticidas, así como la duración y frecuencia de uso para un subconjunto de 22 de los pesticidas, mientras que 1.439 de estos hombres ( 60,4% de los casos y el 67,2% de los controles), completaron el segundo cuestionario (para llevar a casa), que se interesó por el uso de los 28 plaguicidas restantes. Se excluyeron los plaguicidas con una prevalencia de consumo de menos de 5% en la actual subgrupo de casos y controles anidados dejando 45 pesticidas para el análisis (17 herbicidas, insecticidas, 21 2 fumigantes, fungicidas y 5); una lista de los 45 plaguicidas y su prevalencia de consumo se presenta en la Tabla S1. vida útil de exposición acumulativa a cada plaguicida fue evaluada por días de exposición de toda la vida de intensidad ponderados y clasifica en tres grupos (no expuesta, baja y alta, con alta y baja dividida en la mediana entre los controles para cada pesticida). interacciones SNP-pesticidas, ajustados por edad y estado, se examinaron en un modelo multiplicativo utilizando la variable de pesticidas de tres niveles y suponiendo que el modelo genético dominante de SNPs. El valor P (1 df) para cada SNP interacción de pesticidas se calculó mediante la comparación de modelos anidados con y sin los términos cruzada de productos utilizando una prueba de razón de verosimilitud. Se presentan 0,05 y un riesgo significativamente mayor (α = 0,05) de cáncer de próstata siguiendo un patrón monotónico con el aumento de la exposición a plaguicidas en un grupo de genotipo y ninguna asociación significativa en el otro grupo; SNP combinaciones de pesticidas con un P-interacción. & lt También se evaluó la interacción de plaguicidas con una variable puntuación acumulada (continuas y categóricas) por los genotipos de codificación como cero, uno o dos alelos de riesgo para evaluar la contribución de múltiples SNP independientes (n = 26, incluidos los de 8q24 [28]) y la próstata el riesgo de cáncer. Todos los valores de p son de doble cara y todos los análisis se realizaron utilizando la versión de liberación de datos AHS P1REL0712.04
Hemos aplicado la tasa de falso descubrimiento (FDR). (Benjamini - Hochberg ajuste) método para dar cuenta de la proporción esperada de falsos descubrimientos. FDR valores se calcularon por separado para cada plaguicida a partir de los resultados de 30 pruebas (es decir, el número total de SNPs evaluados) en la evaluación de la asociación entre cada SNP interacción de pesticidas y el riesgo de cáncer de próstata. Las interacciones se consideraron digno de mención en un FDR = 0,20 nivel.
Resultados
Aplicadores en el presente estudio eran representativos de los aplicadores en la cohorte más amplia con respecto a una variedad de características demográficas [28]. Además, los casos fueron similares en edad, estado de residencia, y el tipo de aplicación a los controles en el estudio, pero tenía una mayor proporción de familiares de primer grado con antecedentes familiares de cáncer de próstata en comparación con los controles (16,7% frente a 10,0%, Tabla 1) .
Todas las asociaciones observadas para los 30 SNPs y el cáncer de próstata se encontraban en la misma dirección como se informa en GWAS de cáncer de próstata [17] [18], [22], - [27], [36 ], [37] (Tabla 2), excepto para rs12500426 (
PDLIM5
) para los que se observó el alelo opuesto al ser el alelo de riesgo en comparación con el informe inicial [17]. Entre los 30 SNPs genotipo, la asociación más fuerte fue con el
MSMB
SNP rs10993994 (p-tendencia = 0,0002, Tabla 2). Además, hubo ocho loci con 0,001 & lt; P-Trend & lt; 0,01 (rs1859962, rs5759167, rs2710647, rs4430796, rs7841060, rs902774, rs17632542, rs16901979) y tres loci con 0,01 & lt; P-Trend & lt; 0,05 (rs10896449, rs266849 , rs10486567) guía empresas
odds ratios estratificados para la asociación entre el uso de pesticidas y el cáncer de próstata para las interacciones. & lt; 0,05 y un significativo aumento del riesgo de cáncer de próstata siguiendo un patrón monotónico se presentan en la Tabla 3. entre los hombres que lleva dos alelos T en rs2710647 en EH dominio de unión a la proteína 1 (
EHBP1
), el riesgo de cáncer de próstata en aquellos con baja utilización malatión fue de 2,17 veces los que no tienen (IC del 95%: 0,91, 5,14) y el uso en aquellos con alto uso de malatión fue 3,43 veces mayores que las que no los utilizaron (IC del 95%: 1,44 a 8,15) (P-interacción = 0,003). Entre los hombres que llevan dos alelos A en rs7679673 en
TET2
, el riesgo de cáncer de próstata asociado con un bajo uso de la aldrina fue 1,86 veces mayores que con el no uso (IC del 95%: 0,73 a 4,75) y para el uso de alta Aldrin fue 3,67 tiempos de los que no tienen uso (IC del 95%: 1,43, 9,41) (P-interacción = 0,006). Por el contrario, las asociaciones eran nulas para otros genotipos. Después de la corrección de múltiples pruebas, tanto de estas interacciones se mantuvo digno de mención en el FDR = 0,20 nivel.
Entre los hombres portadores del alelo variante en el
PDLIM5
SNP rs1859962 o rs17021918 aumentó el cáncer de próstata el riesgo se observó con alta comparada con su uso no terbufos (OR = 2,05, IC del 95%: 1,16 a 3,64; p = 0,037 interacción), (OR = 1,59 IC del 95%: 1,03 a 2,45; p = 0,042 interacción), respectivamente (Tabla 3). Aunque nominalmente importantes sin ajuste para múltiples pruebas, estas interacciones no fueron notables después del ajuste por el método de FDR.
No se observaron interacciones entre el uso de pesticidas y la puntuación genética acumulada en relación con el riesgo de cáncer de próstata (datos no mostrados).
Discusión
Hemos observado cuatro interacciones cuantitativas entre los GWAS loci y seleccione el uso de pesticidas y el riesgo de cáncer de próstata. Dos de ellos, el malatión-rs2710647 y rs7679673-aldrin, se destacaron en el FDR = 0,20 nivel después de la corrección de múltiples ensayos. interacciones adicionales con terbufos también se observaron con un menor nivel de significación. Curiosamente, todas las interacciones observadas son con pesticidas que han sido implicados en la enfermedad, tal como factores de riesgo para el cáncer de próstata agresivo [16].
Las interacciones con el malatión insecticidas OP y terbufos estaban en una región en el cromosoma nongenic 17q24 y dos regiones de genes,
EHBP1
y
PDLIM5
. La función de la rs1859962 SNP, que se encuentra en una región nongenic, no se conoce. Aunque el más cercano de codificación de proteína regiones,
KCNJ2
y
SOX9
, se ~1Mb distancia,
SOX9
está implicado en la diferenciación del epitelio de próstata y observado para promover la proliferación de células tumorales de próstata cuando upregulated [38], [39].
EHBP1
codifica una proteína de unión de dominio de homología Eps15, que está implicado en la endocitosis mediada por clatrina, un proceso fundamental para la neurotransmisión, la transducción de señales y la regulación de muchas actividades de la membrana plasmática. Alteraciones (mutaciones somáticas, fusiones, mayores y menores de la expresión de proteínas) de endocitosis mediada por clatrina se han reportado en numerosos tipos de cáncer, incluyendo el cáncer de próstata [40].
PDLIM5 gratis (PDZ y LIM dominio 5, también llamado
ENH
o
ENH1
) es una proteína PDZ-LIM. proteínas PDZ-LIM pueden actuar como moduladores de señal, influir en la dinámica de actina, regular la arquitectura celular, y controlar la transcripción de genes [41]. proteínas PDZ-LIM mal regulada se han demostrado para promover la invasión de células tumorales y la metástasis en tumores de próstata y líneas celulares de cáncer de próstata [42], [43]. Curiosamente, el plaguicidas organofosforados malatión y terbufos se acetilcolinesterasa (enzima que degrada el neurotransmisor acetilcolina) inhibidores. PDLIM5 se observa que se expresa en varias regiones del cerebro y se localiza en los terminales nerviosos presinápticos donde se almacenan las vesículas de neurotransmisores [44]. Aunque no está claro cómo los pesticidas pueden interactuar con estas variantes para aumentar el riesgo de cáncer de próstata, es posible que la exposición a estos pesticidas puede alterar importantes vías de transducción de señales y /o comprometer la morfología celular para promover el desarrollo de la carcinogénesis.
se observó otra interacción para el organoclorados (OC) aldrin insecticida y rs7679673 SNP en el cromosoma 4. Este SNP se encuentra entre dos regiones de genes,
TET2
, un gen caracterizado recientemente como un gen supresor de tumor involucrado en la patogénesis de varias enfermedades hematopoyéticas [45], y
PP2A
, un gen implicado en la regulación de andrógenos en líneas celulares de cáncer de próstata [46]. plaguicidas organoclorados, como aldrín, han sido implicados como los disruptores endocrinos y pueden alterar los niveles de andrógenos para influir en el riesgo de cáncer de próstata [47]. Aunque no hay información directa acerca de la función de rs7679673, esta variante se ha demostrado que se asocia con la aparición temprana de la enfermedad y de tener una fuerte asociación con el cáncer de próstata entre los que tienen una historia familiar de cáncer de próstata [17], [48] . En la AHS, se observó una interacción significativa entre el aldrín y antecedentes familiares de cáncer de próstata [16]. Un pequeño número en el análisis actual se oponen a la evaluación del efecto de los antecedentes familiares de cáncer de la asociación aldrin-rs7679673 prostático (interacción de 3 vías).
A pesar de que hemos observado interacciones interesantes, el tamaño de la muestra para el estudio actual es limitado. Este tamaño de muestra limitado se refleja en los recuentos de células pequeñas para algunos grupos de genes de la exposición y en la incapacidad para lograr la misma magnitud del efecto observado en GWAS para todas las asociaciones de SNP. Esto no niega la importancia de estos SNPs en nuestra población, ya que se conocen variantes de riesgo para el cáncer de próstata a lo establecido por GWAS. También se consideraron muchas interacciones en el análisis actual de este modo nuestros hallazgos podrían deberse al azar, sin embargo, después de ajustar por múltiples comparaciones algunas interacciones se destacaron. Al interpretar el significado de una interacción entre dos factores, se da más crédito a una interacción positiva cuando cada componente se ha demostrado que es un factor de riesgo para la enfermedad de forma independiente. Por lo tanto, es importante señalar que se observaron las interacciones que encontramos en nuestro estudio entre loci GWAS bien establecida y el uso de dos pesticidas específicos (malatión y Aldrin) que de forma independiente se han asociado con el cáncer de próstata en la AHS [16].
en muchos estudios gen de la exposición, una limitación clave es la calidad de la información de la exposición. En el AHS, tenemos información de alta calidad en uso en la vida de los plaguicidas específicos de varios cuestionarios detallados, que se ha demostrado ser fiable [49], [50]. Pocos estudios tienen la capacidad de examinar las interacciones entre la exposición a plaguicidas y los factores de riesgo genético para el cáncer de próstata, por tanto, la replicación de estos resultados puede ser difícil.
En conclusión, observamos varias interacciones positivas entre el uso de pesticidas y loci GWAS. Las interacciones entre los rs2710647 cromosoma 2p15 SNP y el malatión, así como el cromosoma 4q24 rs7679673 SNP y aldrín, fueron notables después de la corrección de múltiples ensayos. Aunque se necesitan estudios adicionales y los mecanismos exactos por los que estas variantes pueden interactuar con estos pesticidas específicos son desconocidos, nuestro estudio plantea algunas preguntas intrigantes sobre interacción de factores de riesgo genéticos y ambientales para el cáncer de próstata.
Apoyo a la Información
Tabla S1. List de 45 productos químicos evaluados para la interacción
doi:. 10.1371 /journal.pone.0058195.s001 gratis (DOC)