Molecular genetic studies of chromosome 8 and oncogene c-myc in breast cancer

Abstract

Väitöskirjatyön neljä osajulkaisua on tehty Lääketieteellisen teknologian instituutissa, syöpägenetiikan yksikössä sekä osittain yhteistyönä Karoliinisen Instituutin tutkijaryhmän (Tukholma) ja HUSin Syöpätautien osaamiskeskuksen tutkimusyksikön (Helsinki) tutkijaryhmän kanssa.

Onkogeenia c-myc on tutkittu noin 20 vuoden ajan eri syöpätyyppien, myös rintasyövän yhteydessä. Eri tutkimuksissa todetut prosenttiosuudet onkogeenin c-myc monistumalle tuumoreissa ovat vaihdelleet huomattavasti. Suurelta osin tutkimustulokset ovat perustuneet Southern blot-menetelmään, jonka yksi huono puoli on mm. sen epätarkkuus; normaalisolukkoa on väistämättä mukana analysoitavassa kudoksessa. Tässä tutkimuksessa selvitettiin tällä hetkellä tarkimpana pidetyllä menetelmällä, fluoresenssi in situ hybridisaatiolla (FISH), c-myc:n todellista monistumaa sekä rintasyövissä että niiden tutkimuksessa käytetyissä rintasyöpäsolulinjoissa. Töissä käytettiin lisäksi muita syöpägenetiikan tutkimusmenetelmiä, kuten vertaileva genominen hybridisaatio (VGH), spectral karyotyping (SKY), kromogeeninen in situ hybridisaatio (CISH).

Rintasyöpäsolulinjojen tutkimuksessa tarkasteltiin koko kromosomiston määrällisiä muutoksia (perimäaineksen vähentymiä ja monistumia), ja keskityttiin sitten kromosomin 8 ja sen pitkän käsivarren alueella (8q24) sijaitsevan onkogeenin c-myc monistumiseen (FISH) ja translokaatioihin (SKY, FISH). Rintasyöpäsolulinjojen koko kromosomiston sekä määrälliset (VGH) että laadulliset (SKY, FISH) muutokset osoittautuivat erityisen runsaiksi ja monimuotoisiksi. Monistumia todettiin kaikissa tutkituissa solulinjoissa. Useimmiten monistumaa todettiin kromosomien 1, 8, 17 ja 20 pitkässä käsivarressa, kromosomissa 7 ja perimäalueella 11q13. Vähentymiä oli yhtä vaille kaikissa solulinjoissa. 10/15 solulinjassa kromosomien määrä vaihteli pääasiassa normaalin diploidin sijaan hypotriploidista hypertetraploidiin. Translokaatiot koostuivat pääasiassa kahden kromosomin perimästä, mutta enimmillään muuntuneissa kromosomeissa oli materiaalia 7 eri kromosomin alueelta. Tietyt kromosomit muodostivat mieluiten keskenään translokoituneita kromosomeja: 8 ja 11, 13 ja 20, 8 ja 16 sekä 8 ja 17. Yleisimmät translokaatiot kaiken kaikkiaan solulinjoissa olivat t(8;11), t(12;16), t(1;16), ja t(15; 17).

Onkogeenin c-myc monistumia tutkittiin vuosina 1991-92 Tampereen yliopistosairaalan toimialueella leikatuista rintasyövistä. FISH-tuloksia verrattiin tuumorien kliinisiin ominaisuuksiin (potilaan ikä, tuumorin koko, histologinen luokka, estrogeeni- ja progesteronireseptorien määrä tuumorissa, tuumorin S-faasi fraktio, mahdolliset imusolmukkeiden etäpesäkkeet). Onkogeenin monistuma todettiin 38/261 tuumorissa (14.6 %). Kopiolukumuutokset vaihtelivat 2-10 välillä, eniten oli ns. matalia monistumia. Tilastollisesti merkitsevin yhteys todettiin c-myc:n monistuman ja poikkeavan kromosomimäärän (aneuploidia) välillä. Negatiivinen korrelaatio progesteronireseptorien määrään oli myös merkitsevä. Suuntaa antava merkitsevyys todettiin myös S-faasin fraktio sekä kainaloimusolmukkeiden etäpesäkkeiden löytymisen ja c-myc ­monistuman välillä. Muut tutkitut muuttujat eivät olleet tilastollisesti merkitsevästi yhteydessä c-myc ­monistumaan.

Viimeisessä työssä määritettiin uuden kromogeenisen (CISH) tekniikan tarkkuutta ja herkkyyttä aiemmin parhaana tekniikkana pidettyyn FISH-menetelmään verrattuna. Kummassakin menetelmässä itse hybridisaatio tehdään samoilla periaatteilla, mutta onkogeeni-signaalien havainnointi on huomattavasti helmpompaa: signaalin havaitsemiseen käytetään tavallista valomikroskooppia, signaalit eivät katoa, toisin kuin fluoresoivan värin signaalit. Analyysi päästään lisäksi suorittamaan taustavärjätylle leikkeelle, jolloin voidaan valita signaali-analyysiin halutut syöpäsolut. Tämän tutkimuksen tuloksena vahvistui oletus, että FISH-tutkimusta käytännöllisempi CISH-tutkimus on menetelmänä yhtä herkkä ja tarkka.

Tutkimusten tuloksena on, että 31.3%:ssa tutkituista rintasyöpäsolulinjoista ja 14.6%:ssa rintasyövistä c-myc onkogeeni on monistunut. Se ei näin ollen voi selitää kaikkea kromosomi 8:n geneettistä muuntumista rintasyövissä. Vaikka c-myc monistuma yhdistetään aggressiivisempiin tuumoreihin, sen prosentuaalinen määrä on niin pieni, ettei sitä voida pitää itsenäisenä ennuste-tekijänä rintasyövän hoidossa. Tekniikkana CISH on yhtä tarkka ja herkkä kuin tällä hetkellä parhaana pidetty FISH. CISH-menetelmän suhteen tarvitaan vielä lisätutkimuksia muiden onkogeenien osalta. Huomattavien käytännöllisten sekä taloudellisten etujensa puolesta oletan CISH:n jatkossa korvaavan FISH-menetelmän, etenkin rutiinitutkimuksissa.