Genetic versus epigenetic BRCA1 silencing pathways: clinical effects in primary ovarian cancer patients

Abstract

Objectives: The objective of this thesis is to investigate the incidence and clinical impact of both BRCA1 germline and epigenetic silencing mechanisms in a large patient cohort of primary epithelial ovarian cancer (PEOC). Methods: 188 primary PEOC patients treated between 2000 and 2011 at Charité University Hospital of Berlin were included in the current study. Patients’ tumor tissues and blood samples were retrieved from the Tumor Ovarian Cancer (TOC) Network (www.toc-network.de). Sanger sequencing of BRCA1 gene exon11 was carried out to detect germline mutations. Tumor biopsies were investigated for BRCA1 gene promoter hypermethylation using bisulphite-converted methylation-specific polymerase chain reaction. Clinicopathological variables and survival of the patients were compared according to the BRCA1 genetic constellations. Results: 21 (11.2%) patients were positive for hypermethylation in BRCA1 promoter (HMB), 18 (9.6%) patients possessed germline mutations in BRCA1 exon 11 (GMB). HMB patients presented a significantly younger age at diagnosis compared to BRCA1 wild type (BWT) patients (54y vs 61y, p=0.045), and both GMB and HMB patients were more likely to show high grade serous ovarian cancer (HGSOC) (76.2% and 77.8% vs 52.7%, p=0.043 and p=0.043). Positive family history of ovarian and breast cancers was more frequently observed among GMB patients compared to BWT patients (44.4% vs 13.5%, p=0.003). No significant difference in terms of tumor dissemination pattern, surgical outcomes, platinum-response or survival were observed among GMB, HMB and BWT patients. Multivariate analysis showed that neither GMB nor HMB was identified as independent prognostic factor for ovarian cancer patients. Conclusions: HMB is associated with earlier-onset of ovarian cancer. The coexistence of both GBM and HMB occurred in 0.5% of ovarian cancer patients and is identified as an infrequent event. Compared to BWT, silencing of BRCA1 through germline mutation and hypermethylation confers to different clinical characteristics of ovarian cancer patients, but similar clinical outcome.

Ziele: Ziel der vorliegenden Studie war es, in einer großen Kohorte von Patientinnen mit primär epithelialem Ovarialkarzinom (EOC) die Inzidenz und den klinischen Einfluss von genetischen und epigenetischen Silencing-Mechanismen des BRCA1-Gens zu untersuchen. Methode: 188 primäre EOC-Patientinnen wurden rekrutiert, die zwischen 2000 und 2011 an der Charité-Universitätsmedizin Berlin behandelt wurden. Die Tumor- und Blutproben der Patientinnen stammen vom Tumor Bank Ovarian Cancer (TOC)- Netzwerk (www.toc-network.de). Die direkte Sequenzierung des BRCA1-Gens Exon11 wurde durchgeführt, um Keimbahnmutationen nachzuweisen, während Tumorproben auf die BRCA1-Genpromotor-Hypermethylierung durch Bisulfit-konvertierte methylierungsspezifische Polymerasekettenreaktion untersucht wurden. Basierend auf ihrem BRCA1-Genstatus wurden die Patienten hinsichtlich klinisch-pathologischer Variablen und des Überlebens verglichen. Ergebnisse: Es zeigten 21 Patientinnen (11,2 %) eine Hypermethylierung im BRCA1-Promotor (HMB) und 18 Patientinnen (9,6 %) Keimbahnmutationen in BRCA1 Exon11 (GMB). HMB-Patienten wiesen bei der Diagnose ein signifikant jüngeres Alter im Vergleich zu BRCA1-Wildtyp-Patientinnen (BWT) auf (54y gegenüber 61y, p = 0,045). Sowohl GMB- als auch HMB-Patientinnen hatten mit höherer Wahrscheinlichkeit ein seröses Ovarialkarzinom (HGSOC) (76,2 % und 77,8 % gegenüber 52,7 %, p = 0,043 und p = 0,043). Eine positive Familienanamnese bezüglich Brust- oder Ovarialkarzinom wurde häufiger bei GMB-Patientinnen als bei BWT-Patientinnen berichtet (44,4 % gegenüber 13,5 %, p = 0,003). GMB-, HMB- und BWT-Patientinnen zeigten keine signifikanten Unterschiede in Bezug auf Tumorausbreitungsmuster, chirurgische Ergebnisse, Antwort auf Platinum-basierte Chemotherapie und Gesamtüberleben. Weder Mutation noch Hypermethylierung des BRCA1-Genestatus wurden als unabhängige prognostische Faktoren für Patientinnen mit Ovarialkarzinom gefunden. Schlussfolgerungen: HMB ist mit einem früheren Auftreten eines Ovarialkarzinoms assoziiert. Darüber hinaus ist die Koexistenz von GBM und HMB ein seltenes Ereignis, das bei 0,5 % der Ovarialkarzinomfälle auftritt. Das Silencing von BRCA1 durch Mutation und Hypermethylierung verleiht den klinischen Charakteristika von Patientinnen mit Ovarialkarzinom einen ähnlichen klinischen Befund wie BWT-Patientinnen.