Şefika Nur Gümüş1, Şule Seçkin1, Öner Sanlı2, Selçuk Erdem2, Canan Küçükgergin1 1İstanbul Üniversitesi, İstanbul Tıp Fakültesi, Tıbbi Biyokimya Ad, İstanbul, Türkiye
2İstanbul Üniversitesi, İstanbul Tıp Fakültesi, Üroloji Ad, İstanbul, Türkiye
Amaç: Böbrek hücreli karsinom genitoüriner tümörler içerisinde sıklık bakımından 3. sırada, tüm kanserler
arasında ise 14. sırada yer alan bir kanser türüdür. DNA onarım mekanizmaları kanser oluşumlarının engellenmesinde oldukça önemli bir yere sahiptir. Nükleotid kesip çıkarma yolağı (nucleotide excision repair; NER), DNA’nın normal heliks yapısını bozan hasarların onarımını gerçekleştirmektedir. XPG Asp1104His gen polimorfizmi çeşitli kanser türleri için çalışılmış ve bir grup çalışmada kanser oluşumda risk faktörü olarak görülmüşken bir grup çalışmada sonuçlar bunun aksinedir. Bizim bu çalışmada amacımız, XPG Asp1104His gen polimorfizminin Türk popülasyonundaki genotip dağılım sıklığını, böbrek hücreli karsinomun oluşumu ve ilerlemesi ile ilişkisini incelemektir.
Yöntem: Çalışmamıza, 2015 ile 2018 yılları arasında İstanbul Tıp Fakültesi Üroloji Anabilim Dalı’na
başvurup klinik ve histopatolojik olarak BHK tanısı konan hastalar (n= 103, ortalama yaş: 54,5±10,9 yıl) ile sağlıklı kişiler (n=122, ortalama yaş: 55,9±11,1 yıl) dahil edilmiştir. XPG Asp1104His gen polimorfizmi, PZR-RFLP yöntemi ile çalışıldı. Elde edilen sonuçlar, ki-kare, lojistik regresyon analizi ve Mann-Whitney U testleri kullanılarak değerlendirildi.
Bulgular: Hasta ve kontrol grubu arasında yaş ve BMI açısından anlamlı bir farklılık saptanmadı. XPG
Asp1104His gen polimorfizminde genotip ve allel sıklığı bakımından hasta ve kontrol grupları arasında anlamlı farklılık görüldü(p=0.000). Hasta ve kontrol gruplarında genotip dağılımı Hardy-Weinberg denklemine uygunluk göstermektedir(p>0.05). Yüksek grade ve ileri evre bakımından incelendiğinde ise polimorfizmin dağılımında anlamlı bir faklılık bulunmamaktadır.
Sonuç: Türk popülasyonunda XPGAsp1104His polimorfizminin böbrek hücreli karsinomun oluşumunda bir
risk faktörü olduğunu ancak ilerlemesinde bir rolü olmadığını ileri sürülebiliriz.
Anahtar Kelimeler: Böbrek hücreli karsinom, Nükleotid Kesip Çıkarma Yolağı, XPG Asp1104His,
Polimorfizm, Türk toplumu, PZR
Giriş
Böbrek dokularında oluşan böbrek kanserinin yetişkinlerde yaklaşık % 80-90'ını oluşturan BHK en yaygın böbrek kanseri türüdür ve dünyada 10. en yaygın bir kanser türü olarak bilinmektedir (1).
İnsan genomik DNA’sının bütünlüğünün, endojen ve ekzojen faktörlerin etkisiyle hasara uğrayarak bozulduğu belirtilmektedir. Endojen faktörler; DNA’da kendiliğinden meydana gelen hatalar olabildiği gibi hücresel metabolizmanın yan ürünü olarak üretilen reaktif oksijen ve nitrojen türleri, lipid peroksidasyon ürünleri, endojen alkilasyon ajanları, östrojen ve kolesterol metabolitleri ve reaktif karbonil türleri de olabilmektedir. Ekzojen faktörler ise ultraviole ışığı, iyonize radyasyon, ağır metaller, hava kirliliği, sigara dumanı, kemoterapötik ilaçlar olarak sayılabilir (2).
DNA onarım mekanizması, genetik materyallerini çevresel etkenlerin oluşturduğu hasarlara karşı hücreyi koruyan önemli bir mekanizmadır. DNA onarımı, hücre ölümünü, mutasyonu, replikasyon hatalarını, DNA
hasarının devamlılığını ve genomik kararsızlığı azaltan en önemli mekanizmalardan biri olarak bilinmektedir. DNA onarım sisteminde meydana gelebilecek herhangi bir anormallik kansere ve yaşlanmaya neden olmaktadır. Bu sebeple DNA onarım mekanizması kanser oluşumlarının engellenmesinde oldukça önemli bir yere sahiptir (2,3).
NER mekanizması, çift zincir DNA’nın normal heliks yapısını bozan, UV ile indüklenmiş pirimidin dimerlerini ya da çoğunlukla mutajenik kimyasalların ve kemoterapötik ajanların oluşturduğu DNA eklentilerinden kaynaklanan hasarların onarımını yapar. Bu mekanizmanın ilk basamağı hasarın tanınması ile başlar. Hasar sinyalinin oluşumundan sonra bölgeye tamir proteinleri gelir. TFIIH’ın helikaz aktivitesi ile hasarlı bölgedeki DNA sarmalı açılır. Sonrasında tamir; sorunlu kısmın kesilerek çıkartılması, yeni zincirin sentezi ve ligasyon basamaklarıyla devam eder. Özetle NER ardı ardına işleyen kesme, uzaklaştırma ve yapıştırma basamaklarını içeren bir tamir mekanizması olarak tanımlanmaktadır (4).
XPG proteini 3’ endonükleaz aktivitesi gösteren bir DNA tamir proteinidir. XPG, TFIIH ile etkileşerek tamir kompleksine katılır. 24-32 nükleotidlik tek DNA zinciri içine hasarlı bölgeyi alacak şekilde, XPF xe XPG proteinleri tarafından sırasıyla 5’ ve 3’ uçlarından kesilerek çıkarılır (5). XPG gen mutasyonlarının, kseroderma pigmentosum ve cockayne sendromu gibi hastalık tablolarına yol açtığı bilinmektedir. XPG gen polimorfizmlerinin ise kanser oluşumunda ve prognozunda etkili olduğu düşünülmektedir. Bu genin polimorfizmleri akciğer kanseri (6), baş boyun kanserleri (7), gastrik ve kolorektal kanser oluşumunda risk faktörü olarak gösterilirken; meme ve mesane kanserlerinde bu polimorfizm varlığında anlamlı risk artışı gösterilmemiştir (8).
Bu çalışmamızda, NER yolağında görevli DNA tamir proteinlerinden olan XPG proteininin Asp1104His gen polimorfizminin böbrek hücreli kanser oluşumundaki ve gelişimindeki etkisinin araştırılmasını amaçladık.
Gereç ve yöntemler
İstanbul Üniversitesi İstanbul Tıp Fakültesi Üroloji Anabilim Dalına başvurarak parsiyel/radikal nefrektomi ameliyatı olan ve biyopsi sonuçlarına göre BHK tanısı konulan 103 kişi çalışma grubumuza dahil edildi. Ayrıca, İstanbul Üniversitesi İstanbul Tıp Fakültesi Üroloji Anabilim Dalına çeşitli ürolojik nedenlerle başvuran sağlıklı 122 kişi kontrol grubuna dahil edildi. Hastaların WHO/ISUP dereceleri, klinik T evreleri ve metastazının olup olmadığı belirlendi. Klinik T evresi T1 ve T2 olanlar düşük evre, T3 ve T4 olanlar ise ileri evre olarak kaydedildi. Hasta ve kontrol grubuna seçilen kişilerin yaş, cinsiyet, VKI, aile öyküsünde kanser varlığı, sigara kullanımı, TNM bilgileri belirlendi.
Çalışmamızın istatistiksel analizler için SPSS 21 paket programı kullanıldı. İstatistiksel olarak anlamlılık sınırı p <0.05 olarak kabul edildi. Klinik parametrelerin karşılaştırılmasında Mann-Whitney U testi kullanıldı. Kontrol ve hasta grupları arasındaki genotip dağılımları ve allel sıklığının istatistiksel olarak incelenmesinde ki-kare testi kullanıldı. Gruplar arası anlamlılığın belirlenmesi için lojistik regresyon analizi yapılarak aOR ve % 95 CI (yaş, VKİ ve sigara) değerleri verildi. Çalışmamızda hasta ve kontrol gruplarının XPG Asp1104His polimorfizmi genotip dağılımları Hardy-Weinberg denklemine uygunluk göstermektedir.
Bulgular
Kontrol grubu ile BHK hasta grubu arasında yaş, cinsiyet, VKİ ve sigara kullanımı açısından anlamlı bir farklılık saptanmadı (Tablo 1).
Tablo 1. BHK hasta grubu ve kontrol grubunun demografik özellikleri (ortalama±SD) Kontrol (n=122) Hasta (n=103) p Yaş (yıl) 55.9±11.08 54.5±10.8 0.340 Cinsiyet (%) (kadın/erkek) 28.9/71.1 37.0/63.0 0.840 VKİ (kg/m2) 28.2±3.06 28.1±4.83 0.230
Sigara kullanma durumu (%) (kullanan/kullanmayan)
36.7/63.3 42.7/58.3 0.470
Çalışmamızda, kontrol grubu ile BHK’li hasta grubu kıyaslandığında, BHK’li hasta grubunda Asp/His genotip dağılımının Asp/Asp genotip dağılımına göre anlamlı olarak yüksek olduğu ve 6.47 kat daha fazla risk içerdiği bulundu. Buna ilaveten, His allelini taşıyanlarda Asp/Asp genotipine göre BHK oluşumunda 5.18 kat risk artışı saptandı. BHK’li hasta grubu kontrol grubu ile kıyaslandığında His allel sıklığının Asp allel sıklığına göre istatistiksel olarak anlamlı olarak artmış olduğu bulundu (Tablo 2). Ayrıca, Türk populasyonunda XPG Asp1104His Asp/Asp genotip dağılımı ve Asp allel sıklığı anlamlı olarak daha yüksek bulundu. XPG Asp1104His polimorfizmi Hardy-Weinberg denklemine uygunluk gösterdi.
Tablo 2. Kontrol ve böbrek hücreli karsinomlu hasta grubunda XPG Asp1104His gen polimorfizminin genotip dağılımı
ve allel sıklığı Kontrol n(%) Hasta n(%) p ORa(95% CI) XPG Asp1104His Asp/Asp 112 (87,5%) 61 (54,5%) 1,00* Asp/His 14 (10,9%) 40 (35,7%) 0,000 6,47 (2,55-16,44) His/His 2 (1,6%) 11 (9,8%) 0,241 1,59 (0,73-3,46) AspHis+HisHis 16 (12,5%) 51 (45,5%) 0,000 5,18 (2,28-11,80) Allel Asp 238 (93,0%) 162 (72,3%) 1,00* His 18 (7,0%) 62 (27,7%) 0,000 5.06 (2.89-8.87)
aOdds ratio (OR) ve 95% confidence interval(CI) yaş, cinsiyet, VKİ ve sigara içme durumuna göre düzeltilmiştir. *Referans alınan genotip
BHK’li grupta düşük ve yüksek dereceli hastalar karşılaştırıldığında, XPG Asp1104His gen polimorfizmi genotip ve allel sıklıklarının istatistiksel olarak anlamlı bir farklılık göstermediği bulundu (Tablo 3).
XPG Asp1104His gen polimorfizminde genotiplerin dağılımı düşük ve yüksek klinik T evresi açısından incelendiğinde, genotip dağılımı ve allel sıklıkları arasında istatistiksel olarak anlamlı bir farklılık bulunmadı (Tablo 4).
Tablo 3. XPG Asp1104His gen polimorfizmi ile tümörün grade’i arasındaki ilişki Düşük Derecea n(%) Yüksek dereceb n(%) p ORc (95% CI) XPG Asp1104His Asp/Asp 34 (51,5%) 21 (61,8%) 1,00* Asp/His 26 (39,4%) 12 (35,3%) 0,995 1,00 (0,36-2,84) His/His 6 (9,1%) 1 (2,9%) 0,498 0,64 (0,18-2,31) AspHis+HisHis 32 (48,5%) 13 (38,2%) 0,912 0,95 (0,35-2,55) Allel Asp 94(71,2%) 54 (79,4%) 1,00* His 38(28,8%) 14 (20,6%) 0,210 0,64 (0,32-1,29)
aDüşük grade: grade1-2; bYüksek grade: grade 3-4; cOdds ratios (OR) and 95% confidence intervals (CI) yaş, cinsiyet ve VKI’e göre ayarlama yapıldı.
Tablo 4. XPG Asp1104His gen polimorfizmi ile tümörün klinik T evresiarasındaki ilişki Düşük Evrea n(%) Yüksek Evreb n(%) p ORc (95% CI) XPG Asp1104His Asp/Asp 35 (55,6%) 20 (54,1%) 1,00* Asp/His 24 (38,1%) 14 (37,8%) 0,664 1,25 (0,46-3,36) His/His 4 (6,3%) 3 (8,1%) 0,360 0,55 (0,15-1,99) AspHis+HisHis 28 (44,4%) 17 (45,9%) 0,805 1,13 (0,44-2,92) Allel Asp 94 (74,6%) 54 (73,0%) 1,00* His 32 (25,4%) 20 (27,0%) 0,800 1,09 (0,57-2,09)
aDüşük evre:1-2;bİleri evre: 3-4; cOdds ratios (OR) and 95% confidence intervals (CI) yaş, cinsiyet ve VKI’e göre ayarlama yapıldı
Tartışma ve Sonuç
Hücreler genomik bütünlüğü korumak amacıyla karmaşık bir dizi DNA onarım mekanizmalarına sahiptirler. DNA tamir genleri; genom bütünlüğünün devamlılığı, kanser ve kalıtsal genetik hastalıkları oluşturan mutasyonlardan korunmada önemli rolü olan genler olarak bilinmektedir. DNA tamir genlerindeki birçok polimorfizm, bu genlerin protein ürünlerinin işlevini etkilemektedir. Bu genlerdeki tek nükleotid polimorfizmleri sonucu oluşan proteinlerin yüksek ya da düşük aktivite göstermesinin DNA onarım kapasitesinin değişmesine sebep olduğu belirtilmektedir. DNA onarım kapasitesinin değişmesine neden olan DNA tamir genlerindeki bu gen polimorfizmlerin bilinmesi kanser etiyolojisi, riski ve tedavisine verilen yanıtta önemli olabileceği belirtilmektedir (5,9)
Tüm bu bilgilerin ışığında çalışmamızın sonuçlarına göre; Türk populasyonunda XPG Asp1104His polimorfizminde Asp/Asp, genotip dağılımının daha fazla olduğu ileri sürülebilir. BHK’luhastalarda Asp/His ve Asp/His+His/His genotip dağılımının anlamlı olarak daha yüksek bulunması, XPG Asp1104His polimorfizminin BHK oluşumunda etkili olduğu buna karşın BHK’un gelişiminde rol oynamadığı ileri sürülebilir.
Kaynaklar
1. Ljungberg B. EAU Guidelines on Renal Cell Carcinoma: 2014 Update. European Urology. May 2015, Pages 913- 924
2. Hoeijmakers JH. DNA damage, aging, and cancer. N Engl J Med. 2009 5;361(19):1914.
3. Kurtoğlu EL, Tekedereli İ. DNA onarım mekanizmaları. Balıkesir Sağlık Bilimleri Dergisi. 2015 Cilt:4
4. Chatterjee N. Mechanisms of DNA Damage, Repair, and Mutagenesis Review. Environmental and Molecular Mutagenesis. 2017, 58:235-263
5. Sancar A, Lindsey-Boltz LA, Unsal-Kaçmaz K, Linn S. Molecular mechanisms of mammalian DNA repair and the DNA damage checkpoints. Annu Rev Biochem. 2004; 73:39-85. Review.
6. Zhou B et al. Association between the XPG gene Asp1104His polymorphism and lung cancer risk, Genetics and Molecular Research, 2016, 15.
7. Jiang H et al. Genetic Association between the XPG Asp1104His Polymorphism and Head and Neck Cancer Susceptibility: Evidence Based on a Meta-Analysis. Asian Pac J Cancer Prev. 2015; 3645-51
8. Zheo J et al. XPG rs17655 G>C polymorphism associated with cancer risk: evidence from 60 studies. Aging, 2018, 073-1088.
9. Dexheimer TS. DNA Repair Pathways and Mechanisms. DNA Repair of Cancer Stem Cells 2012; 19-32.
Teşekkür
Yeni başlayan akademik hayatımda samimiyeti ve yardımları için Doç. Dr. Canan Küçükgergin’e ve manevi desteği için sevgili eşim Mustafa Esad Gümüş’e teşekkür ederim.