Μελέτη συσχέτισης γενετικών παραλλαγών, οι οποίες επηρεάζουν τη δράση γονιδίων του Χ-χρωμοσώματος, σε ασθενείς με καρκίνο του θυρεοειδή

Abstract

Papillary thyroid carcinoma is the most common endocrine malignancy and occurs three times more frequently in females compared to males. The unique characteristics of X-chromosome inheritance and inactivation may contribute to the differences in disease incidence between the two sexes. The aim of this dissertation was to investigate the association of the X-linked genes TIMP1, FOXP3, VSIG4, and PPP1R3F with the pathogenesis and sexual dimorphism of papillary thyroid carcinoma. The study included 136 patients with papillary thyroid carcinoma and an equal number of healthy individuals matched for ethnicity, sex, and age. Genotyping for the variants rs4898 (TIMP1), rs3761548 (FOXP3), rs1044165 (VSIG4), and rs5953283 (PPP1R3F) was performed using the PCR-RFLP (Polymerase Chain Reaction–Restriction Fragment Length Polymorphism) method. The methylation status of the upstream region of the FOXP3 promoter was assessed using the COBRA (Combined Bisulfite Restriction Analysis) method. Statistical analysis was conducted using SPSS software. Gender-stratified analysis revealed that the CA and AA genotypes and the A allele of the FOXP3 rs3761548 variant, were significantly associated with thyroid cancer exclusively in females. In contrast, no statistically significant differences were observed for the other studied variants (rs4898, rs1044165, rs5953283) between patients and controls. Furthermore, a significant difference in the methylation status of the upstream region of the FOXP3 promoter was detected between female patients and controls. Methylation analysis stratified by rs3761548 genotype revealed that methylation was present only in female patients carrying the CA and CC genotypes. Previous studies have associated the A allele of the FOXP3 rs3761548 variant with reduced FOXP3 expression, while the C allele may also be implicated in reduced expression, potentially through the expansion of methylation within the FOXP3 promoter region. Additionally, the rs3761548 variant was further investigated for its broader role in the genetic basis of cancer through a systematic review and meta-analysis. A comprehensive search of PubMed, Google Scholar, and Scopus databases identified seventeen eligible case-control studies, including a total of 6,719 cancer patients and 6,879 healthy individuals. Two distinct statistical approaches were employed to assess the association between rs3761548 and cancer risk, accounting for the specific inheritance and inactivation patterns of the X-chromosome: A Generalized Linear Regression Model and a conventional sex-stratified meta-analysis of genotypic data. The results demonstrated that the presence of the A allele of rs3761548 is associated with an increased risk of cancer in both Asian and White populations. Specifically, the A allele and AA genotype were correlated with a higher susceptibility to breast cancer among Asians, while the AC genotype appeared to confer a protective effect against acute lymphoblastic leukemia in Whites, potentially through skewed X-chromosome inactivation. These findings reveal distinct mechanisms through which FOXP3 may influence tumorigenesis across different cancer types. In summary, the meta-analysis’ findings highlight the genetic diversity of the FOXP3 rs3761548 variant across different ethnic populations and cancer types. Together with the results of the genetic and epigenetic study, they underscore the necessity for further large-scale, well-designed studies to comprehensively validate and expand our understanding of the role of FOXP3 rs3761548 in cancer predisposition.

Ο θηλώδης καρκίνος του θυρεοειδή αδένα αποτελεί την πιο συχνή ενδοκρινική κακοήθεια και εμφανίζεται με τρεις φορές μεγαλύτερη συχνότητα στα θήλεα άτομα σε σχέση με τα άρρενα. Τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της κληρονομικότητας και αδρανοποίησης του Χ-χρωμοσώματος ενδέχεται να συμβάλλουν στις διαφορές της επίπτωσης της ασθένειας μεταξύ των δύο φύλων. Στόχος της παρούσας διδακτορικής διατριβής ήταν η διερεύνηση της συσχέτισης των Χ-φυλοσύνδετων γονιδίων TIMP1, FOXP3, VSIG4 και PPP1R3F στην αιτιοπαθογένεια και στον φυλετικό διμορφισμό του θηλώδους καρκίνου του θυρεοειδή αδένα. Στη μελέτη συμμετείχαν 136 ασθενείς με θηλώδη καρκίνο του θυρεοειδή και ίσος αριθμός υγιών ατόμων αντίστοιχης εθνικότητας, φύλου και ηλικίας. Η γονοτύπηση για τις παραλλαγές rs4898 (TIMP1), rs3761548 (FOXP3), rs1044165 (VSIG4) και rs5953283 (PPP1R3F) πραγματοποιήθηκε με τη μέθοδο PCR-RFLP (Polymerase Chain Reaction– Restriction Fragment Length Polymorphism). Η κατάσταση μεθυλίωσης της περιοχής ανοδικά του υποκινητή του γονιδίου FOXP3 αξιολογήθηκε με τη μέθοδο COBRA (Combined Bisulfite Restriction Analysis). Η στατιστική ανάλυση πραγματοποιήθηκε με το λογισμικό SPSS. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι γονοτύποι CA και AA, καθώς και το αλληλόμορφο Α της παραλλαγής FOXP3 rs3761548, σχετίζονται με την εκδήλωση καρκίνου του θυρεοειδή μόνο στα θήλεα άτομα. Για τις υπόλοιπες γενετικές παραλλαγές (rs4898, rs1044165, rs5953283), δεν εντοπίστηκε στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ των ασθενών με καρκίνο του θυρεοειδή και της ομάδας ελέγχου. Επιπλέον, παρατηρήθηκε στατιστικά σημαντική διαφοροποίηση στη μεθυλίωση της περιοχής ανοδικά του υποκινητή του γονιδίου FOXP3 μεταξύ των ασθενών και υγιών θήλεων ατόμων. Η ανάλυση της μεθυλίωσης με βάση τους γονοτύπους των ατόμων για την παραλλαγή rs3761548 έδειξε παρουσία μεθυλίωσης μόνο στα θήλεα ασθενή άτομα με γονοτύπους CA και CC. Προηγούμενες μελέτες έχουν συνδέσει το αλληλόμορφο Α του rs3761548 με μειωμένη έκφραση του FOXP3, η οποία συνδέεται με διαταραχή της ανοσολογικής ισορροπίας, ενώ το αλληλόμορφο C του rs3761548 φαίνεται ότι, επίσης, θα μπορούσε να μειώσει την έκφραση μέσω επέκτασης της μεθυλίωσης στον υποκινητή του γονιδίου FOXP3. Παράλληλα, η γενετική παραλλαγή rs3761548 του γονιδίου FOXP3 μελετήθηκε περαιτέρω για το ρόλο της στη γενετική βάση του καρκίνου μέσω συστηματικής ανασκόπησης και μετα-ανάλυσης. Μέσω αναζήτησης σε τρεις βάσεις δεδομένων εντοπίστηκαν δεκαεπτά επιλέξιμες μελέτες που περιλάμβαναν 6.719 ασθενείς με καρκίνο και 6.879 υγιή άτομα. Για την εκτίμηση της συσχέτισης της γενετικής παραλλαγής rs3761548 με τον κίνδυνο εκδήλωσης καρκίνου χρησιμοποιήθηκαν δύο στατιστικές προσεγγίσεις κατάλληλες για την ανάλυση δεδομένων του Χ-χρωμοσώματος: ένα Γενικευμένο Μοντέλο Γραμμικής Παλινδρόμησης και μια συμβατική μετα-ανάλυση με διαστρωμάτωση κατά φύλο. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η παρουσία του αλληλομόρφου A του FOXP3 rs3761548 σχετίζεται με αυξημένο κίνδυνο εμφάνισης καρκίνου σε ασιατικούς και καυκάσιους πληθυσμούς. Επιπλέον, το αλληλόμορφο A και ο γονότυπος AA συνδέθηκαν με αυξημένο κίνδυνο καρκίνου του μαστού στους Ασιάτες, ενώ ο γονότυπος AC φάνηκε να ασκεί προστατευτική δράση έναντι της οξείας λεμφοβλαστικής λευχαιμίας στους Καυκάσιους, πιθανώς μέσω μη-τυχαίας αδρανοποίησης του Χ-χρωμοσώματος. Τα αποτελέσματα αυτά αναδεικνύουν τους διακριτούς μηχανισμούς μέσω των οποίων το γονίδιο FOXP3 εμπλέκεται στην καρκινογένεση στους διάφορους κυτταρικούς τύπους. Σε συνδυασμό με τα αποτελέσματα της γενετικής και επιγενετικής μελέτης τονίζεται η ανάγκη για περισσότερες μελέτες, ώστε να διερευνηθεί περεταίρω και να επιβεβαιωθεί ο ρόλος της γενετικής παραλλαγής FOXP3 rs3761548 στη γενετική βάση του καρκίνου.