Object

Alternative title:

Importance of germinal mutations in PTEN and NOD2 genes in patients with pancreatic cancer

Abstract:

Pancreatic cancer is one of the most malignant tumours with a very unfavourable prognosis, late onset of symptoms and a high potential for metastasis. Genetic mutations play an important role in the pathogenesis of pancreatic cancer. Germline mutations predisposing to cancer development are found in 5-10% of patients with sporadic pancreatic cancer. It has been shown that one of the most frequently mutated tumour suppressor genes is the PTEN gene. It acts as an inhibitor of the mTOR kinase pathway. PTEN inhibits many kinases that promote cell proliferation. Targeted therapy with rapamycin analogues is available for patients with a PTEN gene mutation - a treatment registered in the treatment of some malignancies. Another gene whose germline mutations increase the risk of cancer is NOD2. The NOD2 protein is responsible for regulating the immune system. Mutations in its gene cause chronic inflammation. NOD2 function is seriously impaired by the c.3020insC NOD2 mutation, which causes a frameshift and premature termination of transcription. The analysis of germline mutations in pancreatic cancer makes it possible to classify the patient into a group of increased risk of the disease and to undergo special oncological supervision. Moreover, understanding somatic and germline mutations in pancreatic cancer is of great importance for the development of personalized treatment and the use of targeted therapy. The aim of the study was to analyze germline PTEN and c.3020insC NOD2 mutations in patients diagnosed with pancreatic cancer. In addition, the study included determining the relationship between PTEN and NOD2 mutations and the following clinical data in patients with pancreatic cancer: age, gender, BMI, diabetes, cardiovascular disease, family history of cancer, coexisting malignant tumours, histopathological diagnosis, stage of the disease according to the TNM classification, Ca19-9 and CEA marker levels.
Materials and methods
The study used DNA isolated from whole blood of 69 patients diagnosed with pancreatic cancer and 46 healthy people. The presence of PTEN gene mutations in exons 5, 6, 7 and 8 was analyzed using Sanger sequencing compared to the reference sequence. NOD2 c.3020insC mutation analysis was performed using commercial fluorescent probes (SNP, TaqMan Genotyping Assay, ThermoFisher Scientific). The patients' clinical data were statistically analyzed - age, gender, BMI, diabetes, cardiovascular diseases, family history of cancer, coexisting malignant tumours, stage of the disease according to the TNM classification, Ca19-9 marker concentration and CEA. The relationship between c.3020insC NOD2 mutations and the above-mentioned clinical data of patients was analyzed. Statistical analysis was performed using the Statistica program (StatSoft).

Results
The average age of the studied patients was 66.61 years. 53.6% of the study group were men, 46.4% women. A family history of cancer was found in 30.2% of patients. In the examined material, no germline mutations were found in exons 5, 6, 7 and 8 of the PTEN gene in patients diagnosed with pancreatic ductal carcinoma. The NOD2 c.3020insC mutation was detected in 13 patients (18.8% of the group), compared to 4 patients in the control group (8.7% of the group), but the difference was not statistically significant (p = 0.182). In the study group, one person had a homozygous mutation, the remaining 12 cases were heterozygous mutations. The statistical analysis of the CEA marker concentration confirmed a statistically significant difference in the occurrence of cancer metastases (p <0.001). Patients with metastases had higher CEA levels (median = 9.70 U/ml) than patients without metastases (median = 3.70 U/ml), MD = 6.00 U/ml CI95 [3.30; 15.67]. Moreover, there was a statistically significant difference in the concentration of the CEA marker in relation to the stage of cancer advancement (p=0.004). Patients with stage IV had significantly higher CEA marker levels (median = 8.50 U/ml) than patients with stage II (median = 3.10 U/ml), p = 0.002. No statistical significance was found between the CEA marker concentration and diabetes, nicotine addiction, T and N trait from the TNM classification. In the statistical analysis of the Ca19-9 marker concentration, no statistical significance was found between the concentration of this marker and diabetes, nicotine addiction, or cancer stage according to the TNM classification.
Conclusions
(1) In the genetic analysis of the study group, no germline mutations were found in exons 5, 6, 7 and 8 of the PTEN gene in patients diagnosed with pancreatic ductal carcinoma. Due to the availability of targeted treatment and the unfavourable prognosis in patients with pancreatic cancer, further research on somatic mutations and various disorders of PTEN expression and functioning is necessary. (2) The NOD2 c.3020insC mutation was detected in 13 patients (18.8% of the group), compared to 4 patients in the control group (8.7% of the group), but the difference was not statistically significant (p = 0.182). (3) Further research on germline mutations increasing the risk of pancreatic cancer is necessary in order to identify patients with an increased risk of developing the disease and subject them to special oncological surveillance. (4) No statistical significance was found between the occurrence of the NOD2 c.3020insC mutation and age, gender, BMI, diabetes, cardiovascular diseases, nicotine addiction, family history, co-occurrence of other cancers, Ca19-9 marker concentration, CEA and cancer stage according to the TNM classification.




Rak trzustki jest jednym z najbardziej złośliwych nowotworów o bardzo niekorzystnym rokowaniu, późnym występowaniem objawów oraz wysokim potencjałem do tworzenia przerzutów. W patogenezie raka trzustki duże znaczenie mają mutacje genetyczne. U 5-10% pacjentów ze sporadycznym rakiem trzustki stwierdza się mutacje germinalne predysponujące do zachorowania na raka. Wykazano, że jednym z najczęściej zmutowanych genów supresorowych w nowotworach złośliwych jest gen PTEN. Pełni on rolę inhibitora szlaku kinazy mTOR. PTEN hamuje wiele kinaz promujących proliferację komórek. Dla chorych z mutacją genu PTEN dostępna jest terapia celowana analogami rapamycyny – leczenie zarejestrowane w terapii niektórych nowotworów złośliwych. Innym genem, którego mutacje germinalne zwiększają ryzyko zachorowania na raka jest NOD2. Białko NOD2 jest odpowiedzialne za regulację układu odpornościowego. Mutacje jego genu powodują przewlekły stan zapalny. Funkcję NOD2 poważnie zaburza mutacja c.3020insC NOD2, która powoduje zmianę ramki odczytu oraz przedwczesną terminację transkrypcji. Analiza mutacji germinalnych w raku trzustki daje możliwość zakwalifikowania pacjenta do grupy zwiększonego ryzyka zachorowania oraz specjalnego nadzoru onkologicznego. Ponadto, poznanie mutacji somatycznych oraz germinalnych w raku trzustki ma ogromne znaczenie dla rozwoju spersonalizowanego leczenia oraz zastosowania terapii celowanej. Celem pracy była analiza mutacji germinalnych PTEN oraz c.3020insC NOD2 u pacjentów z rozpoznanym rakiem trzustki. Ponadto w celu pracy uwzględniono określenie związku między mutacjami PTEN oraz NOD2 a następującymi danymi klinicznymi pacjentów chorych na raka trzustki: wiek, płeć, BMI, zachorowanie na cukrzycę, choroby układu krążenia, obciążony wywiad rodzinny w kierunku choroby nowotworowej, współistniejące nowotwory złośliwe, rozpoznanie histopatologiczne, stopień zaawansowania choroby według klasyfikacji TNM, stężenie markera Ca19-9 oraz CEA.
Materiał i metody
Do badania wykorzystano DNA wyizolowane z krwi pełnej 69 pacjentów z rozpoznanym rakiem trzustki oraz 46 zdrowych osób. Obecność mutacji genu PTEN w eksonie 5,6,7 oraz 8 była analizowana za pomocą sekwencjonowania Sangera w porównaniu do sekwencji referencyjnej. Analiza mutacji NOD2 c.3020insC została wykonana z wykorzystaniem komercyjnych sond fluorescencyjnych (SNP, TaqMan Genotyping Assay, ThermoFisher Scientific). Poddano analizie statystycznej dane kliniczne chorych - wiek, płeć, BMI, zachorowanie na cukrzycę, choroby układu krążenia, obciążony wywiad rodzinny w kierunku choroby nowotworowej, współistniejące nowotwory złośliwe, stopień zaawansowania choroby według klasyfikacji TNM, stężenie markera Ca19-9 oraz CEA. Przeanalizowano zależność między mutacjami c.3020insC NOD2 a wyżej wymienionymi danymi klinicznymi chorych. Analizy statystycznej dokonano z użyciem programu Statistica (StatSoft).

Wyniki
Średnia wieku badanych pacjentów wynosiła 66,61 lat. 53,6% grupy badanej stanowili mężczyźni, 46,4% kobiety. Obciążony wywiad rodzinny w kierunku choroby nowotworowej stwierdzono u 30,2% pacjentów. W przebadanym materiale nie stwierdzono mutacji germinalnych w eksonach 5, 6, 7 i 8 genu PTEN u pacjentów z rozpoznanym rakiem przewodowym trzustki. Mutację NOD2 c.3020insC stwierdzono u 13 pacjentów (18,8% grupy), w porównaniu do 4 pacjentów w grupie kontrolnej (8,7% grupy), różnica nie była jednak istotna statystycznie (p = 0,182). W grupie badanej jedna osoba miała mutację homozygotyczną, pozostałe 12 przypadków to mutacje heterozygotyczne. W analizie statystycznej stężenia markera CEA potwierdzono istotną statystycznie różnicę względem występowania przerzutów nowotworowych (p <0,001). Pacjenci z przerzutami mieli wyższe stężenie CEA (mediana = 9,70 U/ml) niż pacjenci bez przerzutów (mediana = 3,70 U/ml), MD = 6,00 U/ml CI95 [3,30; 15,67]. Ponad to wykazano istotną statystycznie różnicę w stężeniu markera CEA względem stopnia zaawansowania nowotworu (p=0,004). Pacjenci z IV stopniem zaawansowania mieli istotnie wyższe stężenie markera CEA (mediana = 8,50 U/ml) niż pacjenci z II stopniem zaawansowania (mediana = 3,10 U/ml), p = 0,002. Nie stwierdzono istotności statystycznej między stężeniem markera CEA a cukrzycą, nikotynizmem, cechą T oraz N z klasyfikacji TNM. W analizie statystycznej stężenia markera Ca19-9 nie stwierdzono istotności statystycznej między stężeniem tego markera a cukrzycą, nikotynizmem, stopniem zaawansowania nowotworu wg klasyfikacji TNM.
Wnioski
(1) W analizie genetycznej grupy badanej nie stwierdzono mutacji germinalnych w eksonach 5, 6, 7 i 8 genu PTEN u pacjentów z rozpoznanym rakiem przewodowym trzustki. Ze względu na dostępność leczenia celowanego oraz niekorzystne rokowanie u pacjentów z rakiem trzustki konieczne są dalsze badania nad mutacjami somatycznymi oraz różnego rodzaju zaburzeniami ekspresji i funkcjonowania PTEN. (2) Mutację NOD2 c.3020insC stwierdzono u 13 pacjentów (18,8% grupy), w porównaniu do 4 pacjentów w grupie kontrolnej (8,7% grupy), różnica nie była jednak istotna statystycznie (p = 0,182). (3) Konieczne są dalsze badania nad germinalnymi mutacjami zwiększającymi ryzyko zachorowania na raka trzustki celem wyłonienia pacjentów ze zwiększonym ryzykiem zachorowania i objęcia ich specjalnym nadzorem onkologicznym. (4) Nie stwierdzono istotności statystycznej między występowaniem mutacji NOD2 c.3020insC a wiekiem, płcią, BMI, cukrzycą, chorobami układu krążenia, nikotynizmem, obciążonym wywiadem rodzinnym, współwystępowaniem innych nowotworów, stężeniem markera Ca19-9, CEA oraz stopniem zaawansowania nowotworu wg klasyfikacji TNM.

Additional notes:

Zawiera ilustracje ; Bibliogr. s. 94-104 ; Streszcz. ang.

Identifier:

oai:bibliotekacyfrowa.ujk.edu.pl:12998

Computer catalogue:

click here to follow the link

Language:

pol

Degree name:

doktor

Date obtained:

23.09.2024

Degree grantor:

Uniwersytet Jana Kochanowskiego w Kielcach

Supervisor:

Głuszek, Stanisław

Reviewer:

Słodkowski, Maciej ; Oracz, Grzegorz ; Mik, Michał

Field:

Dziedzina nauk medycznych i nauk o zdrowiu

Scientific disciplines:

Nauki medyczne

Faculty:

Collegium Medicum

Type:

rozprawa doktorska

Access rights:

tylko w Oddziale Informacji Naukowej

Publication status:

niepublikowana