Μελέτη μηχανισμών γενετικής αστάθειας στον καρκίνο του παγκρέατος

Abstract

Background/Aim: Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is an aggressive malignancy with dismal prognosis. KRAS mutation is found in 90% of PDAC patients. Genomic instability due to defects in cell-cycle regulation/mitosis or deficient DNA-damage repair is a major driver of PDAC progression with clinical relevance. Deregulation of licensing of DNA replication leads to DNA damage and genomic instability, predisposing cells to malignant transformation. While overexpression of DNA replication-licensing factors has been reported in several human cancer types, their role in PDAC remains largely unknown. We aimed here to examine the expression and prognostic significance of the DNA replication-licensing factors chromatin licensing and DNA replication factor 1 (CDT1), cell-division cycle 6 (CDC6), minichromosome maintenance complex component 7 (MCM7) and of the ubiquitin ligase regulator of CDT1, cullin 4A (CUL4A), in PDAC. Materials & Methods: Expression levels of CUL4, CDT1, CDC6 and MCM7 were evaluated by immunohistochemistry in 76 formalin-fixed paraffin-embedded specimens of PDAC patients in relation to DNA-damage response marker H2AX, clinicopathological parameters and survival and we conducted bioinformatics analysis of data from online available databases to corroborate our findings. We also used pancreatic adenocarcinoma cell lines to examine DNA replication factors’ expression in relation to KRAS. Results: CUL4A and DNA replication-licensing factors were overexpressed in patients with PDAC and expression of CDT1 positively correlated with H2AX. Expression of CUL4A and CDT1 positively correlated with lymph node metastasis. Importantly, elevated CUL4A expression was associated with reduced overall survival and was an independent indicator of poor prognosis on multivariate analysis. In KRAS overexpressing PDAC cells DNA replication factors’ expression was also upregulated compared to PDAC cells with normal KRAS levels. Conclusion: Our findings implicate CUL4A, CDT1, CDC6 and MCM7 in PDAC progression and identify CUL4A as an independent prognostic factor for this disease.

Σκοπός: Το αδενοκαρκίνωμα του παγκρέατος είναι μια επιθετική μορφή καρκίνου με δυσμενή επιβίωση. Στο 90% των ασθενών με αδενοκαρκίνωμα του παγκρέατος ανευρίσκονται μεταλλάξεις του KRAS. Η γονιδιωματική αστάθεια είτε λόγω λαθών στη ρύθμιση του κυτταρικού κύκλου/μίτωση είτε λόγω ανεπαρκούς επιδιόρθωσης βλαβών του DNA συμβάλλει στην εξέλιξη του καρκίνου του παγκρέατος. Η απορρύθμιση της αδειοδότησης της αντιγραφής του DNA οδηγεί σε βλάβες του DNA και κατ ΄επέκταση σε γονιδιωματική αστάθεια, προδιαθέτοντας τα κύτταρα σε κακοήθη εξαλλαγή. Η υπερέκφραση παραγόντων αδειοδότησης αντιγραφής του DNA έχει αναφερθεί σε αρκετούς τύπους καρκίνου στον άνθρωπο αλλά ο ρόλος τους στο αδενοκαρκίνωμα του παγκρέατος δεν έχει διαλευκανθεί. Στην παρούσα μελέτη εξετάσαμε την έκφραση και την προγνωστική σημασία των παραγόντων αδειοδότησης της αντιγραφής του DNA, DNA replication factor 1 (CDT1), cell-division cycle 6 (CDC6), minichromosome maintenance complex component 7 (MCM7) και της λιγάσης ουβικουϊτίνης cullin 4A (CUL4A) στο αδενοκαρκίνωμα του παγκρέατος. Υλικά & Μέθοδοι: Τα επίπεδα έκφρασης των CUL4, CDT1, CDC6 και MCM7 μελετήθηκαν με τη μέθοδο της ανοσοϊστοχημείας σε 76 ιστικά δείγματα ασθενών με αδενοκαρκίνωμα του παγκρέατος σε σχέση με τον δείκτη ανταπόκρισης σε βλάβες στο DNA H2AX, τις κλινικοπαθολογοανατομικές παραμέτρους και την επιβίωση και στη συνέχεια πραγματοποιήθηκαν αναλύσεις βιοπληροφορίκης από διαθέσιμες βάσεις δεδομένων για να επιβεβαίωση των ευρημάτων. Επίσης, μελετήθηκε η έκφραση των παραγόντων αδειοδότησης της αντιγραφής του DNA σε κυτταρικές σειρές αδενοκαρκινώματος του παγκρέατος με διαφορετικά επίπεδα έκφρασης KRAS. Aποτελέσματα: Οι παράγοντες αδειοδότησης της αντιγραφής του DNA και η λιγάση CUL4A υπερεκφράστηκαν σε ασθενείς με αδενοκαρκίνωμα του παγκρέατος και η έκφραση CDT1 συσχετίστηκε θετικά με το δείκτη απόκρισης σς βλάβες του DNA H2AX. Η έκφραση των CUL4A και CDT1 συσχετίστηκε στατιστικά σημαντικά με την παρουσία λεμφαδενικών μεταστάσεων. Η αυξημένη έκφραση της λιγάσης CUL4A συσχετίστηκε με μειωμένη συνολική επιβίωση και αναδείχθηκε με πολυπαραγοντική ανάλυση ανεξάρτητος δείκτης δυσμενούς επιβίωσης. Στις κύτταρα αδενοκαρκινώματος του παγκρέατος που υπερεκφράζουν KRAS, η έκφραση των παραγόντων αδειοδότησης της αντιγραφής ήταν αυξημένη σε σύγκριση με κύτταρα με φυσιολογικά επίπεδα KRAS.Συμπεράσματα: Τα παραπάνω ευρήματα υποστηρίζουν τη συμμετοχή των παραγόντων αδειοδότησης της αντιγραφής του DNA CDT1, CDC6, MCM7 και της λιγάσης CUL4A στην εξέλιξη του αδενοκαρκινώματος του παγκρέατος. Η λιγάση CUL4A αναδείχθηκε ανεξάρτητος προγνωστικός δείκτης δυσμενούς επιβίωσης στο αδενοκαρκίνωμα του παγκρέατος και μπορεί να αποτελέσει έναν υποσχόμενο στόχο για την εξατομικευμένη θεραπεία στον καρκίνο στον άνθρωπο.