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Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde die Methode der durchflusszytometrischen Zellzyklusanalyse von Lymphozyten bei Patienten mit der klinischen Verdachtsdiagnose Ataxia telangiectasia beschrieben. Hierzu wurden die Daten von 327 Patienten ausgewertet. In 82 Fällen ergab sich eine Bestätigung der Verdachtsdiagnose, in 225 Fällen konnte das Vorliegen dieser Erkrankung ausgeschlossen werden, bei den übrigen untersuchten Fällen ergab die Zellzyklusanalyse Auffälligkeiten hinsichtlich des Proliferationsverhaltens der untersuchten Zellen und/oder ihrer Strahlensensitivität, die eine eindeutige Zuordnung zu einer der beiden Gruppen (AT-postiv/AT-negativ) zunächst nicht gestatteten. Diese Auffälligkeiten lassen sich teils auf technische Probleme (geronnenes Blut, langer Zeitraum zwischen Blutentnahme und Analyse), teils auf biologische Besonderheiten (bestehende Begleiterkrankungen wie Leukämie, Lymphom) zurückführen. Die durchflusszytometrische Zellzyklusanalyse von Lymphozyten ergibt als diagnostisch relevante Parameter den Anteil der nicht-proliferierenden Zellen (G0,G1) sowie den Anteil der in der G2-Phase des 1. Zellzyklus verbleibenden Zellen bezogen auf die Wachstumsfraktion (G2/GF). Der Anteil der nicht-proliferierenden Zellen (G0,G1) ist ein Maß für die Stimulierbarkeit der Lymphozyten. Diese Stimulierbarkeit ist bei Zellen von AT-Patienten häufig vermindert, d.h. das Ausmaß der Mitogenantwort gibt ebenso einen Hinweis auf das Vorliegen der Erkrankung AT wie die Strahlensensitivität der Zellen. Letztere wird durch den zweiten der oben angeführten Parameter (G2/GF) repräsentiert. Der für die Erkrankung AT charakteristische Funktionsverlust des ATM-Proteins, welches im unbeeinträchtigten Zustand für die Kontrolle der Reparatur von strahleninduzierten DNA-Schädigungen verantwortlich ist, führt typischerweise zu einer Erhöhung des Anteils von Zellen in der G2-Phase, nachdem diese Zellen ionisierender Strahlung ausgesetzt waren. Die zweidimensionale Auftragung dieser Parameter (G0,G1 gegen G2/GF) erlaubt in der Regel bereits eine guten Abgrenzung der Gruppe der AT-positiven gegen die AT-negativen Fälle. Die Berücksichtigung eines weiteren Parameters, nämlich des AFP-Wertes, gestattet darüberhinaus in mehreren Fällen die Zuordnung der oben erwähnten, zunächst unklaren Fälle zu einer dieser Gruppen. Die durchflusszytometrische Zellzyklusanalyse von bestrahlten Lymphozyten kann daher als Screening-Methode bei der Untersuchung von Patienten mit der Verdachtsdiagnose Ataxia telangiectasia als ein dem CSA überlegenes Verfahren angesehen werden. Die Kombination dreier Parameter: 1) Anteil der nicht-proliferierenden Zellen (G0,G1), 2) Anteil der in der G2-Phase des 1. Zellzyklus verbleibenden Zellen bezogen auf die Wachstumsfraktion (G2/GF) und 3) AFP-Wert erlaubt hierbei im Rahmen der AT-Diagnostik in >93% der Fälle eine eindeutige Zuordnung zur Gruppe der AT-negativen bzw. AT-positiven Fälle.
Background
Inherited pathogenic variants in BRCA1 and BRCA2 are the most common causes of hereditary breast and ovarian cancer (HBOC). The risk of developing breast cancer by age 80 in women carrying a BRCA1 pathogenic variant is 72%. The lifetime risk varies between families and even within affected individuals of the same family. The cause of this variability is largely unknown, but it is hypothesized that additional genetic factors contribute to differences in age at onset (AAO). Here we investigated whether truncating and rare missense variants in genes of different DNA-repair pathways contribute to this phenomenon.
Methods
We used extreme phenotype sampling to recruit 133 BRCA1-positive patients with either early breast cancer onset, below 35 (early AAO cohort) or cancer-free by age 60 (controls). Next Generation Sequencing (NGS) was used to screen for variants in 311 genes involved in different DNA-repair pathways.
Results
Patients with an early AAO (73 women) had developed breast cancer at a median age of 27 years (interquartile range (IQR); 25.00–27.00 years). A total of 3703 variants were detected in all patients and 43 of those (1.2%) were truncating variants. The truncating variants were found in 26 women of the early AAO group (35.6%; 95%-CI 24.7 - 47.7%) compared to 16 women of controls (26.7%; 95%-CI 16.1 to 39.7%). When adjusted for environmental factors and family history, the odds ratio indicated an increased breast cancer risk for those carrying an additional truncating DNA-repair variant to BRCA1 mutation (OR: 3.1; 95%-CI 0.92 to 11.5; p-value = 0.07), although it did not reach the conventionally acceptable significance level of 0.05.
Conclusions
To our knowledge this is the first time that the combined effect of truncating variants in DNA-repair genes on AAO in patients with hereditary breast cancer is investigated. Our results indicate that co-occurring truncating variants might be associated with an earlier onset of breast cancer in BRCA1-positive patients. Larger cohorts are needed to confirm these results.