University of Oulu

DNA damage response gene mutations and inherited susceptibility to breast cancer

Saved in:
Author: Mantere, Tuomo1,2,3,4
Organizations: 1University of Oulu Graduate School
2University of Oulu, Faculty of Medicine
3University of Oulu, Biocenter Oulu
4Oulu University Hospital
Format: ebook
Version: published version
Persistent link: http://urn.fi/urn:isbn:9789526216416
Language: English
Published: Oulu : University of Oulu, 2017
Publish Date: 2017-09-26
Thesis type: Doctoral Dissertation
Defence Note: Academic dissertation to be presented with the assent of the Doctoral Training Committee of Health and Biosciences of the University of Oulu for public defence in the Leena Palotie auditorium (101A) of the Faculty of Medicine (Aapistie 5 A), on 6 October 2017, at 12 noon
Tutor: Docent Katri Pylkäs
Professor Robert Winqvist
Reviewer: Professor Päivi Peltomäki
Docent Auli Karhu
Description:

Abstract

Breast cancer is the most common malignancy in women and it is strongly influenced by hereditary risk factors. So far, most of the breast cancer-associated genes, including BRCA1/2, have been identified among those that encode proteins involved in DNA damage response (DDR) pathways. However, known genetic risk factors explain less than half of the familial risk of breast cancer. Identification of novel genes and mutations that predispose to breast cancer is important for the understanding of the mechanisms that contribute to the disease development and also for the identification of those individuals who are at high risk.

The first aim of this study was to resolve the complementation groups of Finnish patients with Fanconi anemia (FA), which is a rare genetic disease caused by defects in a specific DDR pathway, and to study the role of the causative gene mutations in breast cancer predisposition. The second aim of this study was to identify novel breast cancer susceptibility genes and alleles by targeted next-generation sequencing (NGS) of multiple (~800) DDR related genes. In both approaches, the identified gene mutations were subjected to case-control association analysis utilizing DNA samples of over 1,000 breast cancer cases and 1,000 healthy controls.

Investigation of the Finnish FA patients revealed six different disease-causing mutations in three different genes (FANCA, FANCG and FANCI). All of the studied mutations were recurrent in the Finnish population but did not associate with breast cancer.

Targeted NGS identified three novel potential breast cancer susceptibility genes. A significant enrichment of TEX15 c.7253dupT and FANCD2 c.2715+1G>A mutations was observed among the hereditary breast cancer cases (P = 0.018 and P = 0.036, respectively). The strongest evidence was found for a Finnish founder mutation in MCPH1 (c.904_916del), which associated with breast cancer susceptibility both in familial (P = 0.003, OR 8.3) and unselected (P = 0.016, OR 3.3) patient cohorts. The tumor suppressive function of MCPH1 was indicated by the loss of the wild-type allele of MCPH1 in 40% of the studied carrier tumors. Furthermore, carriers exhibited a significant increase in genomic instability measured by spontaneous chromosomal rearrangements in peripheral blood lymphocytes.

see all

Tiivistelmä

Rintasyöpä on naisten yleisin syöpä. Sairastumisriskiin vaikuttavat voimakkaasti perinnölliset alttiustekijät, ja suurin osa tähän asti tunnistetuista rintasyöpäalttiusgeeneistä, kuten BRCA1/2, koodaa DNA-vauriovasteessa (DDR) toimivia proteiineja. Tunnistetut tekijät selittävät yhä kuitenkin vain alle puolet rintasyövän perinnöllisestä alttiudesta. Uusien alttiusgeenien tunnistaminen on tärkeää rintasyövän patomekanismien ymmärtämiseksi sekä korkean rintasyöpäriskin omaavien henkilöiden tunnistamiseksi.

Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli määrittää viallisesta DDR-signaalinsiirtoreitistä johtuvan Fanconin anemian (FA) komplementaatioryhmät suomalaisilta FA-potilailta sekä tutkia sairauden taustalla olevien geenimutaatioden yhteyttä rintasyöpäriskiin. Uusia alttiusgeenejä etsittiin myös kohdennetulla uuden sukupolven sekvensointimenetelmällä, jonka avulla tutkittiin yhtäaikaisesti n. 800 DDR-geeniä. Molemmilla lähestymistavoilla tunnistettujen geenimuutosten yhteyttä rintasyöpään selvitettiin tapaus-verrokkitutkimuksen avulla, jossa tutkittiin DNA-näytteitä yli tuhannelta rintasyöpäpotilaalta sekä yli tuhannelta terveeltä henkilöltä.

Suomalaisten FA-potilaiden geenimuutoksia selvittävässä tutkimuksessa tunnistettiin yhteensä kuusi mutaatiota kolmessa eri geenissä (FANCA, FANCG ja FANCI). Kaikki tutkimuksessa tunnistetut mutaatiot olivat toistuvia suomalaisessa väestössä, mutta merkitsevää assosiaatiota näiden mutaatioiden ja rintasyöpäalttiuden välillä ei havaittu.

DDR-geenien sekvensoinnin avulla tunnistettiin kolme uutta mahdollista rintasyöpäalttiusgeeniä. Tutkimuksessa havaittiin TEX15 c.7253dupT ja FANCD2 c.2715+1G>A mutaatioiden rikastuminen perinnöllisessä rintasyöpäaineistossa (P = 0.018 ja P = 0.036). Merkittävin yhteys rintasyöpäalttiuden kanssa todettiin MCPH1-geenin perustajamutaatiolle (c.904_916del). Tämä mutaatio assosioitui rintasyöpäalttiuden kanssa sekä perinnöllisessä (P = 0.003, OR 8.3) että valikoimattomassa potilasaineistossa (P = 0.016, OR 3.3). Useissa mutaatiokantajien tuumoreissa (40 %) normaali MCPH1 vastinalleeli oli hävinnyt, mikä viittaisi siihen, että MCPH1 toimii tuumorisuppressorina. Mutaatiokantajilla todettiin myös kohonnut määrä kromosomaalisia muutoksia veren periferaalisissa lymfosyyteissä, mahdollisesti kohonneeseen genomiseen epävakauteen liittyen.

see all

Series: Acta Universitatis Ouluensis. D, Medica
ISSN: 0355-3221
ISSN-E: 1796-2234
ISSN-L: 0355-3221
ISBN: 978-952-62-1641-6
ISBN Print: 978-952-62-1640-9
Issue: 1427
Subjects:
Copyright information: © University of Oulu, 2017. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.