Paranazal sinüs karsinogenezinde tedavi hedefi oluşturabilecek genomik profilin belirlenmesi
Determination of the genomic profile that might be the treatment target in paranasal sinus carcinogenesis
Yazar: BAKİYE GÖKER
Danışman: DOÇ. DR. ÇIĞIR BİRAY AVCI
Ege Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Dizi analizi = Sequence analysis ; Genetik = Genetics ; Karsinogenez = Carcinogenesis ; Maksilla hastalıkları = Maxillary diseases ; Maksiller neoplazmlar = Maxillary neoplasms ; Paranazal sinüs hastalıkları = Paranasal sinus diseases ; Paranazal sinüs neoplazmları = Paranasal sinus neoplasms ; Paranazal sinüsler = Paranasal sinuses

Özet:
Paranazal sinüs kanserleri tüm kanserlerin yaklaşık %0,2'sini oluşturan nadir bir kanser türüdür. Beş yıllık sağ kalım oranı %50'nin altında olan bu kanser türü için bilinen herhangi bir moleküler belirteç veya tedavi hedefi bulunmamaktadır. 
Çalışmanın hipotezi, paranazal sinüs kanserlerinin altında bir genetik profilin olduğudur. Bu doğrultuda tez çalışmasının amacı, genetik bilginin çok az olduğu paranazal sinüs kanserlerinin moleküler yapısının belirlenebilmesi ve olgularda benzer şekilde görülen moleküler yapının aydınlatılabilmesidir. 
Bu amaç ve hipotez doğrultusunda, paranazal sinüs tümörlü 30 olgudan alınan tümör dokusundan izole edilen DNA örnekleri kullanılarak yeni nesil sekanslama yöntemi ile olgulardaki varyasyonlar belirlenmiştir. Belirlenen varyantlar biyoinformatik yazılımlar ve veri tabanları aracılığıyla değerlendirilmiş, patojenik ya da olası patojenik özellikteki mutasyonların olası etkinlikleri farklı tahminleme araçları kullanılarak belirlenmiştir.
Yeni nesil sekanslama analizi sonucunda 30 olguda toplam 28.420 adet varyant (11.353 eşsiz varyant) tanımlanmıştır. Bu varyantların %10'u daha önceden tanımlanmış olmakla birlikte yaklaşık %90'ı ilk defa tanımlanmış varyantlardan oluşmaktadır. Ekzon bölgelerinde patojenik ve olası patojenik özelliğe sahip 1.747 adet eşsiz varyant literatürde ilk defa tanımlanmıştır. Gen düzeyinde değerlendirildiğinde ERBB2 geninde en fazla sayıda varyant, patojenik ve olası patojenik özellikte varyant belirlenmiştir. Olguların tümünde en az bir tane patojenik veya olası patojenik EGFR varyasyonu belirlenmiştir. Varyant sıklığı olarak EGFR geninin p.L799P ve p.Y801* mutasyonları en yüksek sayıda belirlenen patojenik ya da olası patojenik özellikteki varyantlardır. Ayrıca TP53 geninin 5'UTR ve promotör, KRAS'ın 3'UTR bölgelerinde sık olarak varyasyonlar belirlenmiştir.
Sonuçlar değerlendirildiğinde paranazal sinüs skuamöz hücreli karsinomunda EGFR, ERBB2, PIK3CA ve TP53 genlerinde sürücü mutasyonların bulunduğu saptanmıştır. Özellikle EGFR geninin 28 olguda saptanan p.L799P ve p.Y801* mutasyonları ve yine olguların neredeyse tamamında belirlenen ERBB2 ve PIK3CA genlerinin katalitik aktivitesinin artışına neden olacak mutasyonların hastalığın sürücü mutasyonları arasında yer alabileceği belirlenmiştir. Ayrıca TP53 geninin promotör bölgesinde olguların tamamında belirlenen bağlanma dizi mutasyonları da genin ekspresyonunun engellenmesine neden olarak kanser başlangıcında rol oynama potansiyeli taşıyabileceği şeklinde değerlendirilmiştir. 
Tez çalışmalarından elde edilen verilerin, genetik bilginin çok kısıtlı olduğu paranazal sinüs kanserleri hakkında bilimsel literatüre katkı sağlamasını ve ileri araştırmaların yolunu açmasını umut etmekteyiz.

Abstract:
Paranasal sinus cancers are a rare type of cancer that comprises approximately 0.2% of all cancers. There are no known molecular markers or treatment targets for this cancer type with a five-year survival rate of less than 50%.
The hypothesis of the study is that there is an underlying genetic profile of paranasal sinus cancers. In this direction, the aim of the thesis study is to determine the molecular structure of paranasal sinus cancers for which there is very limited genetic information and to elucidate the similar molecular structure seen between the cases.
In line with this purpose and hypothesis, using DNA samples isolated from 30 patients with paranasal sinus tumors, the variations were determined by the next-generation sequencing method. The mutations were evaluated by utilizing bioinformatics softwares and databases, and possible activities of pathogenic or likely pathogenic variants were determined using different prediction tools.
As a result of the next-generation sequencing analysis, a total of 28,420 variants (11,353 unique variants) were identified in 30 cases. While 10% of these variants have been previously defined, approximately 90% of them consist of variants defined for the first time. One thousand seven hundred forty seven unique variants with pathogenic and likely pathogenic features in exon regions have been described for the first time in the literature. When looking at the gene scale, the highest number of the total and pathogenic or likely possible pathogenic variants were determined in the ERBB2 gene. At least one pathogenic and likely pathogenic EGFR variation was identified in all cases. On the scale of variants, the p.L799P and p.Y801* mutations of the EGFR gene are the highest numbers of commonly identified pathogenic or possible pathogenic variants. In addition, variations were determined in 5'UTR and promoter of TP53 gene and 3'UTR regions of KRAS frequently.
When all results are evaluated, it is remarkable that EGFR, ERBB2, PIK3CA, and TP53 genes may play a driving role in paranasal sinus squamous cell carcinoma. It has been determined that p p.L799P and p.Y801* mutations of the EGFR gene detected in 28 cases, and mutations that cause an increase in the catalytic activity of the ERBB2 and PIK3CA genes, which were determined in almost all of the cases, may be among the driver mutations of the disease. It has been determined that not only in the regions that are translated into protein but also in the promoter region of the TP53 gene, the sequence losses determined in all cases may have the potential to play a role in the onset of cancer by causing the TP53 suppression. 
We hope that the data obtained from the thesis will contribute to the literature on paranasal sinus cancers and pave the way for further research.