Meme kanserinde moleküler belirteçlerin analizi ve hastalık biyolojisine etkisi
Analysis of molecular biomarkers in breast cancer and their effect on disease biology
Yazar: HİLAL KESKİN KARAKOYUN
Danışman: DOÇ. DR. CEMALİYE AKYERLİ BOYLU ; PROF. DR. MUSTAFA CENGİZ YAKICIER
Acıbadem Mehmet Ali Aydınlar Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyokimya ve Moleküler Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Genetik = Genetics
Dizin: Biyobelirteçler = Biomarkers ; Biyobelirteçler-tümör = Biomarkers-tumor ; Dizi analizi = Sequence analysis ; Genetik varyasyon = Genetic variation ; Meme hastalıkları = Breast diseases ; Meme neoplazmları = Breast neoplasms ; Neoplazmlar = Neoplasms

Özet:
Meme kanseri en sık tanı konulan kanserdir ve hastalığın karmaşık yapısından dolayı araştırmaların geniş kapsamlı genleri içerecek şekilde yapılması oldukça önemlidir. Bu çalışmanın amacı, DNA hasar tamiri ve hücre döngüsü yolaklarında görev alan genlerdeki varyantların meme kanseri biyolojisi üzerine etkisinin araştırılmasıdır. Öncelikle, 355 meme kanseri hastasında 26 genin yeni nesil dizi analizi gerçekleştirilmiş ve varyantların patojenite sınıflandırması yapılmıştır. Önemi belirsiz varyant (ÖBV/VUS) sayısının (%51,8), patojenik (%16) ve zararsız (%32,2) varyant sayısından daha fazla olduğu tespit edilmiştir. Varyant değişimlerinin %74'ünün yanlış anlamlı, %26'sının ise güdük varyantlardan meydana geldiği saptanmıştır. Tanı yaşı ve varyasyon sayıları; hastaların aile öyküsü, tümörlerin immünohistokimyasal sınıflandırması ve belirli genlerdeki (BRCA1/BRCA2, ATM, CHEK2, MLH1/MSH2 /MSH6/MUTY /PMS2) varyasyon durumları için istatistik hesapları yapılmıştır. Tanı yaşı analizlerinde sadece aile öyküsü (p=0,04), 50 yaş altı / 50 ve üstü gruplandırma yapıldığında ise VUS sayısı (p=0,035) anlamlı bulunmuştur. Analiz edilen genlerde toplam varyant sayıları ve VUS varyantlar istatistiksel olarak (<0,001) anlamlıdır. BRCA1/BRCA2 ve CHEK2 genlerinde ise patojenik varyantlar (<0,001) anlamlı olarak saptanmıştır. Çalışmanın ikinci basamağında, veri seti ClinVar veri tabanı kullanılarak genişletilmiştir. Yanlış anlamlı varyantların protein kararlılığına etkisini anlamak için hem dizi (SAAF2EC ve MUpro) hem de yapı tabanlı (Maestro, mCSM, CUPSAT) beş farklı tahmin aracı kullanılmıştır. Protein yapıları AlphaFold2 (AF2) tahmin aracı ile oluşturulmuştur. AF2 yapıları ile yapılan kararlılık tahminleri orta derecede tutarlı bulunmuştur. AF2'nin güven skorlarının varyant patojenitesini belirlemede güçlü bir tahmin aracı olduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak, bu çalışmada 26 kalıtsal kanser geninin ilk yapısal analizi gösterilmiştir.

Abstract:
Breast cancer is the most frequently diagnosed cancer, and due to the complex nature of the disease, it is very important to conduct research to include comprehensive genes. The aim of this study is to investigate the effects of variants in genes involved in DNA damage repair and cell cycle pathways on breast cancer biology. First, next-generation sequencing of 26 genes in 355 breast cancer patients was performed and then detected variants were classified for pathogenicity The number of VUS (51,8%) was found higher than the number of pathogenic (16%) and benign (32,2%) variants. 74% of the detected variants were missense while 26% of them were truncating. The age of diagnosis and total variant numbers were analyzed statistically with family history, immunohistochemical classification of tumors, and the variation in certain genes (BRCA1/BRCA2, ATM, CHEK2, MLH1/MSH2/MSH6/MUTYH/ PMS2). Only the total number of VUS (p=0,035) when grouping below 50 years of age/50 and above, and family history (p=0,04) at the age of diagnosis were found to be significant. The total number of variants and VUS variants in the analyzed genes were statistically significant (<0.001). Pathogenic variants (<0.001) were significant in BRCA1/ BRCA2 and CHEK2 genes. In the second step of the study, the data set was expanded using the ClinVar database. Five different prediction tools, both sequence (SAAF2EC and MUpro) and structure-based (Maestro, mCSM, CUPSAT) were used to understand the effect of missense variants on protein stability. Protein structures were constructed with the AlphaFold2 (AF2) prediction tool. This study represents the first structural analysis of the 26 hereditary cancer genes underscoring the thermodynamic stability predicted from AF2 structures as a moderate and the confidence score of AF2 as a strong descriptor for variant pathogenicity.