Programa de prevenció del càncer de colon en persones amb predisposició genètica

El càncer de colon és un problema mundial, amb una incidència anual d’1 milió de casos i una mortalitat anual de més de 500.000. A causa de l’envelliment i la expansió de les poblacions el nombre absolut de casos augmentarà en les pròximes dos dècades tan en els països desenvolupats com en els no desenvolupats. D’acord amb la Societat Estado Unidense d’ Oncologia (American Cancer Society) el càncer de Colon és una de les causes més importants de mort relacionades amb càncer als Estats Units. Es desconeixen les causes de l’origen però no els factors que influeixen a desencadenar aquest tipus de càncer per això és important saber quins són i com poder evitar-los. És un dels càncers més predominants i mortals d’avui dia, per tant la societat hauria d’intentar minimitzar al màxim l’exposició a aquests factors que comporten a desenvolupar el càncer. També es desconeix el risc de presentar-lo i per tan existeix una important falta d’informació. El càncer es pot prevenir i curar per tan es possible identificar als individus amb major risc a presentar-lo. Els coneixements, l’ansietat i la percepció del risc poden interferir en l’acceptació de programes preventius.

Análisis de la expresión de las moléculas relacionadas con el complejo principal de histocompatibilidad de clase I y de NKG2D como respuesta al daño oxidativo del DNA en el cáncer urotelial de vejiga. Relación con las características clínico patológicas y supervivencia

Es tracta d'un estudi retrospectiu de casos de 280 pacients diagnosticats de tumor vesical primari amb un seguiment mínim de 8 anys. S'ha construït un Tissue microarray i mitjançant mètodes semiquantitatius d’inmunohistoquímica es determinarà l'expressió de les molècules MICA (MHC class I chain-related gene A) i del seu receptor NKG2D (Natural-Killer group 2-member D) a nivell tissular, relacionant-lo amb variables anatomopatològiques segons els grups de risc, hàbit tabàquic i sexe. Finalment valorarem l'expressió de MICA/NKG2D com a factor independent de recidiva / progressió tumoral. En la literatura només existeixen 2 treballs que relacionin MICA amb el càncer vesical.

Paper de la quinasa IKKalpha al càncer colorectal

Prèviament havíem identificat la presència d’una forma de l’IKKα de 45kD que s’expressa específicament en el nucli de les cèl.lules de cancer colorectal. A més havíem demostrat que aquesta forma estava fosforilada la qual cosa suggereix que es tracta d’una forma activa d’IKKa. Un dels objectius que ens varem plantejar va ser determinar el mecanisme per el qual es generava aquesta forma de la quinasa. Mitjançant eines bioinformàtiques hem identificat possibles llocs de processament proteolític en la seqüència d’IKKα que podrien ser responsables de generar el fragment de 45kD present en les cèl.lules tumorals. Després, hem demostrat que les proteases identificades in silico són capaces de processar IKKa in vitro, específicament en els llocs predits. S’ha pogut constatar, mitjançant la mutació dels possibles llocs de processament, que només un dels llocs identificats bioinformàticament corresponent a Cathepsin B/L era funcional in vitro, mentre que els altres llocs predits no ho eren. D’igual manera, l’expressió ectòpica de la Cathepsin B o L és capaç de produïr el processament d’IKKα. Pel contrari, la inhibició de l’activitat de la proteasa mitjançant inhibidors específics és capaç de bloquejar el processament d’IKKa en cèl.lules tumorals. Finalment, hem demostrat que els nivells de la Cathepsin B i L, proteases identificades com a responsables de processar IKKa es troben sobre-expressades en la majoria de les mostres humanes de càncer de colon analitzades comparat amb el teixit normal adjacent del mateixos pacients.

Susceptibilitat genètica al càncer gàstric: caracterització de les interaccions de segon ordre entre gens i variants identificades en l’estudi EPIC‐EURGAST

En aquest Treball de Final de Grau s’exposen els resultats de l’anàlisi de les dades genètiques del projecte EurGast2 "Genetic susceptibility, environmental exposure and gastric cancer risk in an European population”, estudi cas‐control niat a la cohort europea EPIC “European Prospective lnvestigation into Cancer and Nutrition”, que té per objectiu l’estudi dels factors genètics i ambientals associats amb el risc de desenvolupar càncer gàstric (CG). A partir de les dades resultants de l’estudi EurGast2, en el què es van analitzar 1.294 SNPs en 365 casos de càncer gàstric i 1.284 controls en l’anàlisi Single SNP previ, la hipòtesi de partida del present Treball de Final de Grau és que algunes variants amb un efecte marginal molt feble, però que conjuntament amb altres variants estarien associades al risc de CG, podrien no haver‐se detectat. Així doncs, l’objectiu principal del projecte és la identificació d’interaccions de segon ordre entre variants genètiques de gens candidats implicades en la carcinogènesi de càncer gàstric. L’anàlisi de les interaccions s’ha dut a terme aplicant el mètode estadístic Model‐based Multifactor Dimensionality Reduction Method (MB‐MDR), desenvolupat per Calle et al. l’any 2008 i s’han aplicat dues metodologies de filtratge per seleccionar les interaccions que s’exploraran: 1) filtratge d’interaccions amb un SNP significatiu en el Single SNP analysis i 2) filtratge d’interaccions segons la mesura Sinèrgia. Els resultats del projecte han identificat 5 interaccions de segon ordre entre SNPs associades significativament amb un major risc de desenvolupar càncer gàstric, amb p‐valor inferior a 10‐4. Les interaccions identificades corresponen a interaccions entre els gens MPO i CDH1, XRCC1 i GAS6, ADH1B i NR5A2 i IL4R i IL1RN (que s’ha validat en les dues metodologies de filtratge). Excepte CDH1, cap altre d’aquests gens s’havia associat significativament amb el CG o prioritzat en les anàlisis prèvies, el que confirma l’interès d’analitzar les interaccions genètiques de segon ordre. Aquestes poden ser un punt de partida per altres anàlisis destinades a confirmar gens putatius i a estudiar a nivell biològic i molecular els mecanismes de carcinogènesi, i orientades a la recerca de noves dianes terapèutiques i mètodes de diagnosi i pronòstic més eficients.

Aspectes genètics de qüestions bioètiques importants en el currículum de l'ESO. 'Aspectos genéticos de cuestiones bioéticas importantes en el currículo de la ESO'.

Resumen tomado de la autora

Aspectes genètics de qüestions bioètiques importants en el currículum de l'ESO. 'Aspectos genéticos de cuestiones bioéticas importantes en el currículum de la ESO'.

Resumen del autor en catalán

Capacidad pronóstica del eje SDF-1/CXCR4 en pacientes con carcinomas escamosos de cabeza y cuello

Introducció: El Stromal Derived Factor 1 (SDF-1) és una quimioquina que compta amb la capacitat de modular en la proliferació, supervivència, angiogènesi, quimiotaxi i metàstasi de les cèl•lules tumorals actuant a través del seu receptor: CXCR4. L'objectiu d'aquest estudi és valorar la relació en l'expressió dels gens de SDF-1 i CXCR4 comparant-los amb l'expressió en mucosa sana i determinar l'impacte en la supervivència en pacients amb Carcinoma escamós de cap i coll. Material i mètodes: Es va dur a terme una determinació de l'expressió de SDF-1 i CXCR4 en mostres de biòpsies prèvies al tractament i de mucosa sana en 76 pacients amb carcinoma escamós de cap i coll mitjançant una tècnica de PCR quantitativa. Es va determinar la supervivència ajustada mitjançant una tècnica d'arbres de classificació. Resultats: Van existir diferències significatives en la supervivència en funció dels nivells d'expressió de SDF-1 i CXCR4 (p = 0,004). Conclusions: L'expressió dels gens que codifiquen l'eix SDF-1 / CXCR4 té capacitat pronòstica significativa en pacients amb Carcinoma escatós de cap i coll.

Human synthetic lethal inference as potential anti-cancer target gene detection

Background: Two genes are called synthetic lethal (SL) if mutation of either alone is not lethal, but mutation of both leads to death or a significant decrease in organism's fitness. The detection of SL gene pairs constitutes a promising alternative for anti-cancer therapy. As cancer cells exhibit a large number of mutations, the identification of these mutated genes' SL partners may provide specific anti-cancer drug candidates, with minor perturbations to the healthy cells. Since existent SL data is mainly restricted to yeast screenings, the road towards human SL candidates is limited to inference methods. Results: In the present work, we use phylogenetic analysis and database manipulation (BioGRID for interactions, Ensembl and NCBI for homology, Gene Ontology for GO attributes) in order to reconstruct the phylogenetically-inferred SL gene network for human. In addition, available data on cancer mutated genes (COSMIC and Cancer Gene Census databases) as well as on existent approved drugs (DrugBank database) supports our selection of cancer-therapy candidates.Conclusions: Our work provides a complementary alternative to the current methods for drug discovering and gene target identification in anti-cancer research. Novel SL screening analysis and the use of highly curated databases would contribute to improve the results of this methodology.

Evidence for classification of c.1852_1853AA>GC in MLH1 as a neutral variant for Lynch syndrome

Background: Lynch syndrome (LS) is an autosomal dominant inherited cancer syndrome characterized by early onset cancers of the colorectum, endometrium and other tumours. A significant proportion of DNA variants in LS patients are unclassified. Reports on the pathogenicity of the c.1852_1853AA>GC (p.Lys618Ala) variant of the MLH1 gene are conflicting. In this study, we provide new evidence indicating that this variant has no significant implications for LS.Methods: The following approach was used to assess the clinical significance of the p.Lys618Ala variant: frequency in a control population, case-control comparison, co-occurrence of the p.Lys618Ala variant with a pathogenic mutation, co-segregation with the disease and microsatellite instability in tumours from carriers of the variant. We genotyped p.Lys618Ala in 1034 individuals (373 sporadic colorectal cancer [CRC] patients, 250 index subjects from families suspected of having LS [revised Bethesda guidelines] and 411 controls). Three well-characterized LS families that fulfilled the Amsterdam II Criteria and consisted of members with the p.Lys618Ala variant were included to assess co-occurrence and co-segregation. A subset of colorectal tumour DNA samples from 17 patients carrying the p.Lys618Ala variant was screened for microsatellite instability using five mononucleotide markers.Results: Twenty-seven individuals were heterozygous for the p.Lys618Ala variant; nine had sporadic CRC (2.41%), seven were suspected of having hereditary CRC (2.8%) and 11 were controls (2.68%). There were no significant associations in the case-control and case-case studies. The p.Lys618Ala variant was co-existent with pathogenic mutations in two unrelated LS families. In one family, the allele distribution of the pathogenic and unclassified variant was in trans, in the other family the pathogenic variant was detected in the MSH6 gene and only the deleterious variant co-segregated with the disease in both families. Only two positive cases of microsatellite instability (2/17, 11.8%) were detected in tumours from p.Lys618Ala carriers, indicating that this variant does not play a role in functional inactivation of MLH1 in CRC patients.Conclusions: The p.Lys618Ala variant should be considered a neutral variant for LS. These findings have implications for the clinical management of CRC probands and their relatives.

Genetic and genomic analysis modeling of germline c-MYC overexpression and cancer susceptibility

Background: Germline genetic variation is associated with the differential expression of many human genes. The phenotypic effects of this type of variation may be important when considering susceptibility to common genetic diseases. Three regions at 8q24 have recently been identified to independently confer risk of prostate cancer. Variation at 8q24 has also recently been associated with risk of breast and colorectal cancer. However, none of the risk variants map at or relatively close to known genes, with c-MYC mapping a few hundred kilobases distally. Results: This study identifies cis-regulators of germline c-MYC expression in immortalized lymphocytes of HapMap individuals. Quantitative analysis of c-MYC expression in normal prostate tissues suggests an association between overexpression and variants in Region 1 of prostate cancer risk. Somatic c-MYC overexpression correlates with prostate cancer progression and more aggressive tumor forms, which was also a pathological variable associated with Region 1. Expression profiling analysis and modeling of transcriptional regulatory networks predicts a functional association between MYC and the prostate tumor suppressor KLF6. Analysis of MYC/Myc-driven cell transformation and tumorigenesis substantiates a model in which MYC overexpression promotes transformation by down-regulating KLF6. In this model, a feedback loop through E-cadherin down-regulation causes further transactivation of c-MYC.Conclusion: This study proposes that variation at putative 8q24 cis-regulator(s) of transcription can significantly alter germline c-MYC expression levels and, thus, contribute to prostate cancer susceptibility by down-regulating the prostate tumor suppressor KLF6 gene.

Comparative analysis of cancer genes in the human and chimpanzee genomes

Background: Cancer is a major medical problem in modern societies. However, the incidence of this disease in non-human primates is very low. To study whether genetic differences between human and chimpanzee could contribute to their distinct cancer susceptibility, we have examined in the chimpanzee genome the orthologous genes of a set of 333 human cancer genes. Results: This analysis has revealed that all examined human cancer genes are present in chimpanzee, contain intact open reading frames and show a high degree of conservation between both species. However, detailed analysis of this set of genes has shown some differences in genes of special relevance for human cancer. Thus, the chimpanzee gene encoding p53 contains a Pro residue at codon 72, while this codon is polymorphic in humans and can code for Arg or Pro, generating isoforms with different ability to induce apoptosis or interact with p73. Moreover, sequencing of the BRCA1 gene has shown an 8 Kb deletion in the chimpanzee sequence that prematurely truncates the co-regulated NBR2 gene. Conclusion: These data suggest that small differences in cancer genes, as those found in tumor suppressor genes, might influence the differences in cancer susceptibility between human and chimpanzee. Nevertheless, further analysis will be required to determine the exact contribution of the genetic changes identified in this study to the different cancer incidence in non-human primates.

Structural and functional properties of genes involved in human cancer

Background: One of the main goals of cancer genetics is to identify the causative elements at the molecular level leading to cancer.Results: We have conducted an analysis of a set of genes known to be involved in cancer in order to unveil their unique features that can assist towards the identification of new candidate cancer genes. Conclusion: We have detected key patterns in this group of genes in terms of the molecular function or the biological process in which they are involved as well as sequence properties. Based on these features we have developed an accurate Bayesian classification model with which human genes have been scored for their likelihood of involvement in cancer.

Predicting cancer involvement of genes from heterogeneous data

Background: Systematic approaches for identifying proteins involved in different types of cancer are needed. Experimental techniques such as microarrays are being used to characterize cancer, but validating their results can be a laborious task. Computational approaches are used to prioritize between genes putatively involved in cancer, usually based on further analyzing experimental data. Results: We implemented a systematic method using the PIANA software that predicts cancer involvement of genes by integrating heterogeneous datasets. Specifically, we produced lists of genes likely to be involved in cancer by relying on: (i) protein-protein interactions; (ii) differential expression data; and (iii) structural and functional properties of cancer genes. The integrative approach that combines multiple sources of data obtained positive predictive values ranging from 23% (on a list of 811 genes) to 73% (on a list of 22 genes), outperforming the use of any of the data sources alone. We analyze a list of 20 cancer gene predictions, finding that most of them have been recently linked to cancer in literature. Conclusion: Our approach to identifying and prioritizing candidate cancer genes can be used to produce lists of genes likely to be involved in cancer. Our results suggest that differential expression studies yielding high numbers of candidate cancer genes can be filtered using protein interaction networks.

Genetic Variation in the TP53 Pathway and Bladder Cancer Risk. A Comprehensive Analysis

Introduction: Germline variants in TP63 have been consistently associated with several tumors, including bladder cancer, indicating the importance of TP53 pathway in cancer genetic susceptibility. However, variants in other related genes, including TP53 rs1042522 (Arg72Pro), still present controversial results. We carried out an in depth assessment of associations between common germline variants in the TP53 pathway and bladder cancer risk. Material and Methods: We investigated 184 tagSNPs from 18 genes in 1,058 cases and 1,138 controls from the Spanish Bladder Cancer/EPICURO Study. Cases were newly-diagnosed bladder cancer patients during 1998–2001. Hospital controls were age-gender, and area matched to cases. SNPs were genotyped in blood DNA using Illumina Golden Gate and TaqMan assays. Cases were subphenotyped according to stage/grade and tumor p53 expression. We applied classical tests to assess individual SNP associations and the Least Absolute Shrinkage and Selection Operator (LASSO)-penalized logistic regression analysis to assess multiple SNPs simultaneously. Results: Based on classical analyses, SNPs in BAK1 (1), IGF1R (5), P53AIP1 (1), PMAIP1 (2), SERINPB5 (3), TP63 (3), and TP73 (1) showed significant associations at p-value#0.05. However, no evidence of association, either with overall risk or with specific disease subtypes, was observed after correction for multiple testing (p-value$0.8). LASSO selected the SNP rs6567355 in SERPINB5 with 83% of reproducibility. This SNP provided an OR = 1.21, 95%CI 1.05–1.38, p-value = 0.006, and a corrected p-value = 0.5 when controlling for over-estimation. Discussion: We found no strong evidence that common variants in the TP53 pathway are associated with bladder cancer susceptibility. Our study suggests that it is unlikely that TP53 Arg72Pro is implicated in the UCB in white Europeans. SERPINB5 and TP63 variation deserve further exploration in extended studies.

Risc i efectes a la salut de la desinfecció de l'aigua: una aproximació a la relació entre els subproductes de la cloració de l'aigua i el càncer colorectal

Aquest projecte es centra en l'estimació del risc ambiental que suposen els subproductes de la desinfecció de l'aigua (amb els trihalometans com a marcadors) per a la incidència de càncer colorectal. Això s'estudia mesurant les exposicions i usos de l'aigua d'un grup de casos i controls a diversos llocs de l'Estat Espanyol, comparant els nivells de trihalometans d'aquestes ciutats, estimant-ne l'absorció i, per últim, calculant-ne el risc mitjançant la odds ratio (probabilitat de patir la malaltia dividit per la probabilitat de no desenvolupar-la). Per assolir-ho és vital l'acurada estimació de l'exposició de la població a aquests productes, ja que, tot i que l'aigua de xarxa és una exposició ubiqua i, per tant, ambiental, hi ha persones més exposades que d'altres. Comparant els nivells de trihalometans arreu d'Espanya, la qualitat de l'aigua de consum varia molt als diferents llocs d'estudi, essent Barcelona la de pitjor qualitat ambiental i Guipúscoa la millor. La primera estimació al risc (l'estudi oficial, dut a terme pel Centre de Recerca en Epidemiologia Ambiental, no està conclòs) dóna positiu en la majoria d'exposicions, amb l'excepció de l'assistència a piscines durant l'hivern.