Mutationsanalyse im NBS1-Gen bei Patientinnen mit BRCA1/2 negativem familiären und BRCA1/2 negativem sporadischen Mammakarzinom

Abstract

Das Mammakarzinom ist die häufigste Krebserkrankung bei Frauen. Ca. 5-10% aller Brustkrebserkrankungen sind familiär bedingt und es können in etwa der Hälfte dieser Fälle Mutationen in den hochpenetranten Tumorsuppressorgenen BRCA1 oder BRCA2 nachgewiesen werden. Derzeit wird nach weiteren, niedrigpenetranten Suszeptibilitäsgenen geforscht, die einen genetischen Hintergrund für das Mammakarzinom darstellen. Hierbei stehen insbesondere Gene der DNA-Reparatur und Zellzykluskontrolle im Fokus. Ein mögliches Kandidatengen stellt das NBS1-Gen dar. Sein Genprodukt, das Nibrin, bildet mit RAD50 und MRE11 einen Komplex, der unter anderem in Zellzykluskontrolle und Reparatur von DNA-Doppelstrangbrüchen involviert ist. Biallelische Mutationen im NBS1-Gen sind Ursache des Nijmegen Breakage Syndrom (NBS). Neben klinischen Zeichen wie Minderwuchs, Immundefizienz und kraniozephalen morphologischen Besonderheiten haben Patienten ein erhöhtes Malignitätsrisiko. Ebenso wurde bei heterozygoten Verwandten Betroffener ein erhöhtes Krebsrisiko nachgewiesen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde eine Mutationsanalyse durch direkte Sequenzierung in allen 16 Exons des NBS1-Gens bei 64 Patientinnen mit BRCA1/2- negativen sporadischem und 64 Patientinnen mit BRCA1/2- negativen familiären Brustkrebs durchgeführt. Bei 6 Patientinnen wurden heterozygote Mutationen gefunden, die als mutmaßlich pathogenetisch relevant eingestuft werden können und bei keiner der 93 Kontrollen vorlagen (signifikanter Unterschied; p = 0,04). Die Frameshift-Mutationen 657del5 und 803delC sowie die Missense-Mutationen I171V wurden bei sporadischen Brustkrebspatientinnen nachgewiesen. Die Veränderungen, R215W, D95N und R169H, fanden sich unter den familiären Brustkrebspatientinnen. Zusätzlich wurde eine neue intronische Variante IVS6+12 A/T bei einer familiären Brustkrebspatientin nachgewiesen, deren Krankheitswert derzeit ungewiss ist. Ihre Auswirkung auf den Spleißvorgang könnte zu einem veränderten Genprodukt und somit einer Funktionseinbuße des DNA-Reparaturkomplexes führen. Zusammenfassend unterstützen die Ergebnisse der vorliegenden Untersuchung die Hypothese, dass Mutationen im NBS1-Gen eine Disposition für Brustkrebs bei Frauen- sowohl bei sporadischem Auftreten als auch bei familiären Fällen- darstellen. Weiterhin wurde untersucht, ob ein Zusammenhang zwischen den bekannten Polymorphismen 553 G>C und 2016 A>G im NBS1-Gen und dem Brustkrebsrisiko bestehen. Hierbei ließ sich ein deutlicher Unterschied in der Häufigkeit der homozygoten Sequenzveränderung zwischen den Brustkrebspatientinnen und den weiblichen Kontrollproben feststellen (10,9% bzw. 9,4% versus 2%). Auch wenn diesbezüglich keine statistische Signifikanz vorlag (p>0,05), könnte der Trägerstatus der Polymorphismen eine Relevanz bezüglich des Brustkrebsrisikos besitzen.

Breast carcinoma is the most common cancer in women. Approximately 5-10% of all breast cancer cases show a familiar background and about one half of these patients carry mutations in BRCA1 and BRCA2, two high-penetrating tumour suppressor genes. At present there is research for other minor susceptibility genes for breast cancer. At this investigation focuses on genes, which are involved in DNA repair and cell cycle control. One possible candidate gene is the NBS1- gene. Its gene transcript, Nibrin, is a member of the MRE11/RAD50/Nibrin (M/R/N) protein complex. Among others it is involved in the repair of DNA double-strand breaks and has functions in the cell cycle control in response to DNA-damage. Biallelic mutations in the NBS1 gene cause the so- called Nijmegen chromosomal breakage syndrome (NBS). Aside from phenotypical criteria such as short stature, immunodeficiency and “birdlike” facial appearance, patients with NBS contract malignancies. An increased cancer risk has also been reported among heterozygous blood relatives of NBS patients. Within the present investigation, we performed a mutation analysis by direct sequencing of the whole genomic region, covering exon 1-16 of the NBS1 gene in 64 patients with BRCA1/2-negative sporadic and 64 patients with BRCA1/2-negative familiar breast cancer. At this six cases of putative NBS1 gene mutations have been detected in the group of breast cancer patients, while no NBS1 gene mutation was observed in any of the 93 individuals within the control group (statistical significance; p = 0.04). Three of the mutations (657del5, 803delC and I171V) were found within the group of sporadic breast cancer and the other three (R215W, D95N and R169H) within the group of familiar breast cancer cases. Additionally, a new intronic sequence variant IVS 6+12 A/T was detected in one patient with familiar breast cancer. With effects on the complex splicing mechanism, this variant may induce an altered gene product of NBS1 and subsequently the function of the DNA-repair mechanism in cells could be impaired. Further investigations at the level of RNA have to be followed. In summary, the results of the present study support the hypothesis that mutations in the NBS1-gene are associated with an increased breast cancer risk, whether or not cancer is of sporadic or familiar origin. Finally, the frequency of two polymorphisms, 553 G>C in exon 5 and 2016 A>G in exon 13, was determined within the two groups of breast cancer patients and within the group of female controls. The observation of a higher frequency of the genotype CC (553G>C) and GG (2016A>G) in breast cancer patients (10.9% and 9.4%) compared to the female control group (2,0%) was remarkable. Although these differences are not statistically significant (p-value > 0.05), an association between a disposition of a higher breast cancer risk and a homozygous polymorphism state in these two haplotypes can be supposed.