Malign Plevral Mezotelyomanın Ekzom Dizileme Çalışmaları

NGS teknolojileri, DNA ve RNA’nın benzeri görülmemiş bir hızda dizilenmesine, potansiyel sürücü genlerin ortaya çıkarılmasına ve yeni biyolojik uygulamalar yaratılmasına izin vermiştir. Son on yılda, NGS, kanserdeki sürücü genetik mutasyonları tespit etmek ve tümörijenez hakkında yeni bilgiler sağlamak için kullanılmıştır. NGS ile malign plevral mezotelyomayı (MPM) araştırmak için yapılan ilk çalışmada dört hastanın, RNA ekspresyon seviyelerini ve mutasyonlarını karakterize etmek için shotgun pyrosequencing kullanılmış ve dört transkriptomda birkaç farklı mutasyon bulunmuştur. Ek olarak, RNA düzenleme gen delesyonları ve gen susturma tanımlanmıştır. 2010 yılında, bir MPM tümörünün ilk tam genom dizisi ve eşleşen normal doku, sentez yoluyla dizileme ve piroz dizileme metodolojilerinin bir kombinasyonu kullanılarak gerçekleştirilmiştir.
Bu çalışma, bu tümördeki anöploidi ve kromozomal yeniden düzenlemelerin nokta mutasyonlarından daha fazla olduğunu gösterir. Dipeptidil peptidaz benzeri 10 (DPP10) genindeki büyük bir silme, karşılık gelen transkriptin ekspresyonunu değiştirerek 53 ek MPM tümöründe daha da araştırılmıştır. İfade eden hastalar DPP10 eksik hastalar ile karşılaştırıldığında istatistiksel olarak daha uzun sağkalım DPP10 ekspresyonu gözlemlenmiştir. 2016 yılında Bueno ve ekibi, MPM’nin mutasyonel manzarasının kapsamlı bir analizini yapmışlardır. Doksan dokuz MPM tümörü tam ekzom dizileme ile incelenirken, ek 103 örnek hedeflenen ekzom dizileme ile karakterize edilmiştir. BAP1, NF2, TP53, SETD2, DDX3X, ULK2, RYR2, CFAP45, SETDB1 ve DDX51’in önemli ölçüde mutasyona uğradığı, SF3B1 ve TRAF7’de tekrarlayan mutasyonlar bulunmuştur.
2018 yılında, Kanser Genom Atlası (TCGA) programı, ekzom dizileme, kopya sayısı dizileri, mRNA dizileme, kodlamayan RNA profilleme, DNA metilasyonu ve ters faz protein dizileri dâhil olmak üzere 74 birincil MPM örneğinin kapsamlı bir moleküler profili çıkarılmıştır. Bu çalışmada önemli ölçüde mutasyona uğramış genler BAP1, NF2, TP53, LATS2 ve SETD2’dir. Ayrıca, bu çalışma yeni bir haploide yakın moleküler MPM alt tipi tanımlamışlardır. TCGA çalışması, Bueno ve TCGA kohortları arasında önemli ölçüde mutasyona uğramış genlerin bir karşılaştırmasını gerçekleştirmişlerdir. Bu analiz, her iki çalışmada da sıklıkla mutasyona uğrayan beş geni tanımlamıştır; BRCA1 ile ilişkili protein-1, nörofibromin 2, tümör proteini P53, 2 içeren SET alanı, histon lizin metiltransferaz ve SET alan bifürkat histon lizin metiltransferaz 1’dir.

BAP1

BAP1, MPM’de sıklıkla silinen bir bölge olan 21.1. Pozisyonunda kromozom 3’ün kısa (p) kolunda bulunur. Bu gen, hücre döngüsü regülasyonunda, gen transkripsiyonunun modülasyonunda, hücresel farklılaşmada ve DNA onarımında rol alan bir deubikuitinazı kodlardır. BAP1, MPM’deki en yaygın mutasyona uğramış genlerden biridir. Germline BAP1 mutasyonları, uveal ve kutanöz melanomu, atipik spitz tümörlerini, renal hücre karsinomunu ve MPM’yi içeren BAP1 tümör yatkınlık sendromunun gelişimi ile ilişkilendirilmiştir. MPM dışındaki tüm bu malignitelerde, BAP1 hariç mutasyonlar kötü prognozla ilişkilidir. Aksine, bazı çalışmalar, BAP1 mutasyonları taşıyan MPM’li hastaların vahşi tip BAP1 hastalarına kıyasla daha uzun genel sağkalıma sahip olduğunu göstermiştir.
Bir çalışmada, BAP1 immünohistokimyası, 229 MPM tümör içeren doku mikrodizi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar, nükleer BAP1 boyaması olan hastalarda, BAP1 nükleer boyama kaybının 16,11 aylık daha uzun medyan sağkalımla ilişkili olduğunu göstermiştir. Baumann vd. 23 hastada germ hattı mutasyonları taşıyan MPM’li 23 hastada sağkalımı karşılaştırmıştır. BAP1 Gözetim, Epidemiyoloji ve Son Sonuçlar (SEER) veritabanından bir kontrol grubu MPM hastası ile ve BAP1 mutasyonu olan hastalarda uzun vadeli sağkalımda 7 kat artış bulmuşlardır. MPM’deki prevalansı göz önüne alındığında, IHC tarafından nükleer BAP1 ekspresyonunun kaybı, MPM’de tanısal bir belirteç olarak yaygın olarak kullanılmaktadır.
Son zamanlarda, BAP1 durumu ilaç yanıtı ile ilişkilendirilmiştir. I in Vitro çalışmalar taşıyan MPM hücre çizgileri gösterirken BAP1 mutasyonlar, vahşi tip hücrelere kıyasla, gemsitabin önemli ölçüde daha az duyarlı kalmıştır. Susturma BAP1 MPM yabani tip hücrelerde önemli ölçüde bir rolü olduğunu düşündürmektedir. Kumar vd. MS01 denemesinde 60 hastadan alınan MPM tümörlerinde IHC tarafından nükleer BAP1’in varlığını veya yokluğunu analiz eden retrospektif bir çalışma gerçekleştirmiştir. Nükleer BAP1 ekspresyonu, vinorelbin ile tedavi edilen hastalarda hayatta kalmada küçük, ancak istatistiksel olarak anlamlı olmayan bir azalma ile ilişkilendirilmiştir.

NF2

NF2, 12.2 konumundaki kromozom 22’nin uzun (q) kolunda bulunur ve 22. kromozom kaybı, MPM’de yaygın bir değişikliktir. Bu gen, hücre büyümesi, adhezyonu ve mikrotübül stabilizasyonunda yer alan anahtar sinyal yollarını düzenleyen merlin (mozezrin-radiksin benzeri protein) veya schwannomin olarak bilinen bir proteini kodlardır. Germ hattı mutasyon ya da kromozomal silme NF2 kraniyal ve periferik sinir tümörleri hem de menenjiyom ve ependimoma ile ilişkilidir. NF2’deki germ hattı mutasyonları da MPM ile ilişkilendirilmiştir, ancak hem nörofibromatozis tip 2 sendromlu hem de MPM’li hastalar oldukça nadirdir. Son çalışmalar, NF2 mutasyonlarının MPM’nin % 14-19’unda meydana geldiğini göstermiştir. Ek olarak, karyotip veya FISH analizleri, % 56 MPM’lerin 22q kromozom kaybı gösterdiğini göstermiştir. 22q delesyonları, epiteloid olmayan MPM’den daha sık olarak epiteloid ile ilişkilidir.
2009 yılında yapılan bir çalışma önersinde NF2 upstream düzenleyiciler ile inaktive edilebilir MPM tümörler burada bir NF2 sapmaları tespit edilebilir. 204 MPM hastası üzerinde yapılan bir araştırmada, düşük sitoplazmik merlin ekspresyonunun daha kısa rekürens aralığını ve daha kısa genel sağkalımı öngördüğü bulunmuştur. Lopez-Lago vd. MPM hücre hatlarında merlin kaybı ve mTORC1 aktivasyonu arasındaki ilişkiyi araştırmış ve merlin negatif veya merlin tükenmiş hücre hatlarının rapamisinin büyümeyi inhibe edici etkisine daha duyarlı olduğunu bulmuşlardır. 2014 yılında, düşük merlin ekspresyonunun MPM hücre hatlarının FAK inhibitörü VS-471’e artan duyarlılığı ile ilişkili olduğu bulunmuştur. Bununla birlikte, klinik çalışmalarda, FAK inhibitörü defaktinib, MPM’li hastalarda birinci basamak kemoterapiden sonra progresyonsuz veya genel sağkalımı iyileştirmemiştir.

TP53

17p31.1’de bulunan TP53, transkripsiyonu düzenleyen ve DNA hasarı varlığında hücre apoptozunu kontrol eden bir tümör baskılayıcı işlevi olan diziye özgü bir DNA bağlayıcı protein olan tümör proteini p53’ü (p53) kodlardır. Genomun koruyucusu olarak adlandırılan p53, kontrol noktası kontrolü, hücresel yaşlanma ve BCL-2 aracılı apoptoz gibi birçok hücresel süreçte rol oynar. TP53, genel olarak, kanserler hastalığında en sık değiştirilen gendir. MPM’deki TP53 mutasyonlarının farklı çalışmalarda sıklığı değişkendir, ancak genel olarak diğer katı tümörlerden çok daha düşüktür.
TP53 önemli ölçüde daha kadınlarda sık mutasyona uğramıştır, bütün numuneler iki büyük MPM çalışmaları dâhil erkekler (17/169, % 10) (Fisher p = 0.044) ile karşılaştırıldığında (10/40, % 25) analiz edilmiştir. Ayrıca Bueno ve ekibi TP53 mutasyonu olan MPM hastalarının vahşi tip TP53 olanlara göre daha kısa genel sağkalıma sahip olduklarını bildirmişlerdir.

AYAR2

SETD2, 3p21.31 ile eşleşir ve epigenetik mekanizmalar yoluyla transkripsiyonu düzenleyen histon H3’ün lizin-36’sına özgü bir histon metiltransferazı kodlardır. İnaktive edici SETD2 mutasyonları çoklu kanserlerde tanımlanmıştır. Özellikle, hedeflenen sekanslama, berrak hücreli renal hücreli karsinom tümörlerinde SETD2 bi-allelik inaktivasyonunu ortaya çıkarmış ve ilk kez SETD2’nin tümör oluşumuna katkıda bulunabileceğini düşündürmüştür. MPM’de, SETD2’deki tek nükleotid mutasyonları ve 3p kayıpları sıklıkla gözlenir. Son bir kaç yıl içinde, SETD2 değişiklikleri, birkaç kanserde DNA’ya zarar veren kemoterapiye direnç mekanizmaları ile ilişkilendirilmiştir.

AYARLAR1

SETDB1, MPM’de sıklıkla silinen başka bir bölge olan 1q21’de konumlandırılmıştır ve histon H3’ün Lys-9’unu trimetile eden histon-lizin N-metiltransferaz SETDB1’i kodlardır. Bir epigenetik modülatör olarak SETDB1, embriyonik gelişim, adiposit farklılaşması ve iltihaplanma gibi çeşitli biyolojik süreçlerde kritik bir role sahiptir. Ayrıca P13K-AKT ekseni, p53, STAT1-CCND1 / CDK6 ekseni ve gen promoter metilasyonu dahil olmak üzere çeşitli sinyal yollarının düzenlenmesini sağlar.
Hedeflenen derin sıralama, MPM’li hastaların % 10’unda somatik SETDB1 mutasyonlarını ortaya çıkarmıştır. SETDB1’deki mutasyon ile sağkalım arasında anlamlı bir ilişki bulunmamıştır. SETDB1’deki mutasyonlar, farklı bir kohorttaki MPM’lerin % 3’ünde tanımlanmıştır. Hmeljak vd. SETDB1 mutasyonlarının TP53 ile birlikte mevcut olduğunu ve MPM’nin % 3’ünde yoğun heterozigotluk kaybının olduğunu bulmuşlardır. Bu nadir genomik alt tip, kadın ve tanı anında daha genç yaşla ilişkili olduğu bulunmuştur.

LATS2

13q12.11’de bulunan LATS2, hücre döngüsü regülasyonu, hücre motilitesi ve farklılaşması gibi geniş bir program dizisinde yer alan bir serin / treonin kinazı kodlardır. Kopya numarası değişikliği veya mutasyon yoluyla LATS2 kaybı, MPM’de yanı sıra birkaç farklı kanser tipinde tanımlanmıştır. 266 MPM örneğinden oluşan bir kohortta, LATS2’de mutasyonlar, epiteloid olmayan örneklere kıyasla epiteloidde daha düşük sıklıkta olmak üzere örneklerin % 5’inde gözlenmiştir. Ek olarak, LATS2 mutasyonları asbest maruziyeti olmayan hastalarda maruz kalanlara göre daha sıktır. MPM yeni moleküler alt grubu tespit edilen diğer bir çalışma, bir ko-meydana gelen mutasyon ile karakterize LATS2 ve NF2’dir. Bu alt gruptaki MPM hastalarının prognozu, genel olarak kohortla karşılaştırıldığında kötüdür.
Birkaç araştırma, LATS2’yi Hippo yollarında yer alan kopyalama düzenleyicisine YAP bağlanmıştır. Mizuno vd. LATS2’nin inaktivasyonunun YAP aşın ekspresyonuna yol açtığını, bu da yıkıldığında hücre hareketliliğini ve in vitro invazyonu inhibe ettiğini bulmuşlardır. Başka bir çalışma, LATS2’nin mezotelyomada YAP aktivitesini baskılayan AJUBA’nın anahtar bağlayıcı ortağı olduğunu göstermiştir.

DDX3X

DDX3X, Xp11.4 üzerinde bulunur ve DNA veya RNA tarafından uyarılan RNA’dan bağımsız ATPaz aktivitesine sahip ATP’ye bağımlı bir RNA helikazı kodlardır. DDX3X, çeviri, transkripsiyonun düzenlenmesi, pre-mRNA splicing ve mRNA aktarımı dâhil olmak üzere hem sitoplazmik hem de nükleer işlevlere sahiptir. İşlevleri karmaşık ve çeşitlidir: DDX3X, bazen tek bir kanser türü bağlamında, hem bir onkojen hem de bir tümör baskılayıcı olarak kabul edilmiştir. COSMIC veri tabanının bir analizi, DDX3’teki genetik anormalliklerin % 12’sinin tümör baskılayıcılar için tipik olduğunu, % 81’inin ise fonksiyon kazanımı için daha tipik olduğunu bulmuştur.

RYR2

RYR2 1q43’te bulunur ve kalp kasında yüksek oranda eksprese edilen ancak aynı zamanda düz kasta ve sinir sisteminde bulunan kalsiyum kanallarının ryanodin reseptör ailesinin bir üyesinin kodlarıdır. RyR2 aracılığıyla sarkoplazmik retikulumdan sitoplazmaya kalsiyum salınımı miyositlerde kasılmayı tetiklerken, beyinde öğrenme ve hafıza ile ilgili işlevlere yardımcı olur. Mutasyonlar rağmen RyR2’yi diğer kanserler bildirilmiş olmasına, RyR2’yi MPM’de mutasyonlar sadece bir çalışmada tespit edilmiştir.

ULK2

Bir Atg1 homologu ve normalde otofagozomların zarında lokalize olan ve özellikle besin yoksunluğu veya mTOR inhibisyonunda otofajide anahtar rol oynayan bir Atg1 homologu ve serin / treonin kinazı kodlardır. ULK2, astrositom ve kolorektal kanser gelişimi ile bağlantılıdır ve MPM’de nadir ULK2 mutasyonları tanımlanmıştır. MPM’nin sferoid modellerinde, otofaji ULK1 / 2 inhibitörü MRT 68921 tarafından başarıyla inhibe edilmiştir.

DDX51

DDX51, 12q24.33’te bulunur ve 28S rRNA’nın 3 ′ ucunun oluşumu için gerekli bir ribozom sentez faktörüdür. DDX51’in anormal işlevi NSCLC, lösemi ve meme kanseri ile ilişkilendirilmiş ve MPM’de az sayıda DDX51 mutasyonu bulunmuştur.

Kaynakça:
ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4336947/
sciencedirect.com/science/article/pii/S1556086416304956

Yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu