Гаплотипный анализ генов BRCA1 и TP53

Аннотация. Проведен анализ различных гаплотипов двух полиморфизмов гена BRCA1 и трех полиморфизмов гена TP53, выявлены ассоциации некоторых гаплотипов с высоким риском развития рака молочной железы.

Ключевые слова:  BRCA1, TP53, онкология, рак молочной железы, гаплотипы.

Введение. Онкология – системное заболевание, которое захватывает все органы человека и характеризуется неуправляемым, безграничным размножением клеток. Опухолевые клетки образуются из нормальных клеток любых органов и тканей организма в результате мутаций генов, регулирующих клеточный цикл и рост клеток [4].

Доказано, что ген BRCA1,кодирующий белок BRCA1, играет важную роль в регуляции клеточного цикла, транскрипции, репарации ДНК, убиквитинизации белков. Ген BRCA1 является геном-супрессором опухоли, в норме защищающим клетку от злокачественного перерождения. При возникновении мутации в этом гене значительно повышается вероятность развития рака молочной железы (РМЖ) и яичников [5,10].

Белок р53, кодируемый геном TP53, это центральный компонент защитной системы организма, направленный на ограничение возможности возникновения генетически измененных клеток. Основная функция белка р53 связана с возможностью как активировать, так и репрессировать транскрипцию специфических генов. Эта система защиты генома очень уязвима и ее функция не дублируется другими. Поэтому повреждения в структуре гена ТР53 приводят к утрате способности клетки контролировать свое состояние и к быстрому накоплению генетических изменений [1,9].

Полиморфизм Arg72Pro (rs1042522) гена ТР53 заключается в трансверсии гуанина на цитозин в 72-м кодоне 4-го экзона. Протективный аллель  - *Arg, мутантный аллель - *Pro. Аллель *Pro ассоциирован с затрудненным прохождением белка в митохондрии [6].

Полиморфизм DUP16BP (rs17878362) гена ТР53 характеризуется дупликацией 16 пар нуклеотидов в 3-м интроне. Протективный аллель - *I, мутантный аллель - *D, он ассоциирован с нарушением перехода из стрессовой конформации в латентную, тем самым нарушается стимуляция рекомбинации и репарации ДНК [6].

Полиморфизм rs1625895 гена ТР53 заключается в замене гуанина на аденозин в 13494 позиции 6-го интрона. Протективный аллель *А ассоциирован с более высоким уровнем апоптоза лейкоцитов по сравнению с пациентами, имеющими в генотипе непротективный аллель *G [2].

Целью данной работы является анализ гаплотипов гена BRCA1 и гена TP53 и использование полученных данных в диагностике для предективного формирования групп высокого риска и персонифицированного лечении онкологических заболеваний.

Материалы и методы. В работе были использованы образцы с определенными ранее генотипами лабораторией БГПУ им. Акмуллы.

Все образцы геномной ДНК были выделены методом фенольно-хлороформной экстракции [7]. Идентификация аллелей  проводилась методом полимеразной цепной реакции (ПЦР). Размеры продуктов амплификации и последующей рестрикции детектировали в 7 % полиакриламидном геле, окрашенном раствором бромистого этидия (1%).

Анализ гаплотипов проведен при помощи программы «SNPstats».

Результаты исследования. Результаты анализа представлены в следующих таблицах. При значениях p<0,05 и ОШ>1 можно делать вывод о том, что данный гаплотип ассоциирован с высоким риском развития рака молочной железы. Напротив, при значениях p<0,05 и ОШ<1 делается вывод о том, что данный гаплотип связан с отсутствием риска развития рака молочной железы.

Таблица 1.

Гаплотипный анализ rs80357629 гена BRCA1 и rs1799966 гена BRCA1

Обнаружена ассоциация гаплотипа rs80357629*G-rs1799966*G с отсутствием риска развития РМЖ.

Таблица 2.

Гаплотипный анализ rs80357629 гена BRCA1 и DUP16BP гена Tp53

Обнаружена ассоциация гаплотипа rs80357629*G-DUP16BP*D с риском развития РМЖ.

Таблица 3.

Гаплотипный анализ rs80357629 гена BRCA1 и rs1625895 гена Tp53

Обнаружена ассоциация гаплотипа rs80357629*A-rs1625895*G, гаплотипа rs80357629*A-rs1625895*A и гаплотипа rs80357629*G-rs1625895*G с риском развития онкологии. Причем риск развития РМЖ гораздо выше в случае присутствия в гаплотипе сразу двух мутантных аллелей , а вклад в развитие РМЖ мутантного аллеля *G полиморфизма rs80357629 гена BRCA1 больше, чем вклад мутантного аллеля *A полиморфизма rs1625895 гена TP53.

Таблица 4.

Гаплотипный анализ rs1799966 гена BRCA1 и rs1625895 гена Тр53

Обнаружена ассоциация гаплотипов rs1625895*G-rs1799966*A, rs1625895*A-rs1799966*A, rs1625895*G-rs1799966*G с риском развития РМЖ. Для гаплотипа rs1625895*G-rs1799966*G этот риск наибольший.

Таблица 5.

Гаплотипный анализ rs1799966 гена BRCA1 и DUP16BP гена Тр53

Обнаружена ассоциация гаплотипа DUP16BP*D-rs1799966*A с риском развития онкологии.

Таблица 6.

Гаплотипный анализ rs1042522 гена Тр53 и rs1625895 гена Тр53

Обнаружена ассоциация гаплотипов rs1042522*Arg-rs1625895*G, rs1042522*Pro-rs1625895*G, rs1042522*Pro-rs1625895*A с риском развития онкологии. В случае присутствия в гаплотипе двух мутантных аллей риск развития РМЖ очень высокий. Причем, вклад мутантного аллеля *Pro полиморфизма rs1042522 в развитие РМЖ гораздо больше, чем мутантного аллеля *G полиморфного варианта rs1625895 гена TP53.

Таблица 7.

Гаплотипный анализ rs1042522 гена Тр53 и DUP16BP гена Tp53

Обнаружена ассоциация гаплотипов rs1042522*Pro-DUP16BP*D, rs1042522*Pro-DUP16BP*I с риском развития онкологии. В присутствии двух мутантных аллелей риск возникновения РМЖ очень высокий, при этом такой риск в большей степени обусловлен присутствием мутантного аллеля *Pro полиморфизма rs1042522 гена TP53. Так же обнаружена ассоциация гаплотипа rs1042522*Arg-DUP16BP*I c отсутствием риска развития онкологии, оба аллеля являются в этом случае протективными.

Таблица 8.

Гаплотипный анализ rs1625895 гена Тр53 и DUP16BP гена Tp53

Обнаружена ассоциация гаплотипа rs1625895*G-DUP16BP*D и гаплотипа rs1625895*G-DUP16BP*I с риском развития онкологии. Учитывая что риски для этих двух гаплотипов примерно равны, можно сделать вывод что именно мутантный аллель *G полиморфизма rs1625895 гена TP53 вносит наибольший вклад в развитие рака молочной железы по сравнению с аллелем *D полиморфизма DUP16BP того же гена.

При проведении гаплотипного анализа сразу по 5 полиморфизмам выявлено, что гаплотипы DUP16BP*D-rs1042522*Arg-rs1625895*A-rs80357629*A-rs1799966*A  и DUP16BP*D-rs1042522*Arg-rs1625895*G-rs80357629*A-rs1799966*A ассоциированы с риском развития РМЖ. Но самый высокий риск онкологии соответствует гаплотипу DUP16BP*D-rs1042522*Pro-rs1625895*A-rs80357629*A-rs1799966*A.

Заключение. При анализе различных гаплотипов двух полиморфизмов гена BRCA1 и трех полиморфизмов гена TP53 наблюдается, что риски развития рака молочной железы  гораздо выше в гаплотипах с двумя и более мутантными аллелями. Замечено, что наибольший вклад среди 5 полиморфизмов в развитие онкозаболевания вносит мутация в полиморфном варианте rs1042522 гена TP53. Так же весомый вклад вносят полиморфизмы rs1625895 гена TP53 и rs80357629 гена BRCA1.

Анализ наследования индивидуумом определенных аллелей полиморфных вариантов данных генов позволит составить предварительный персональный прогноз о предрасположенности к проявлению онкопатологии.