Over kanseri açısından diskordant olan monozigotik ikizlerde tüm genom düzeyinde transkriptomik farklılıkların araştırılması
Investigation of transcriptomic differences at whole genome level in monozygotic twins discordant in terms of ovarian cancer
Yazar: GÖZDE KURU TÜRKCAN
Danışman: PROF. DR. HÜLYA YAZICI
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Temel Onkoloji Ana Bilim Dalı / Kanser Genetiği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Genetik = Genetics ; Onkoloji = Oncology ; Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Dizi analizi-RNA = Sequence analysis-RNA ; Dizi analizi-RNA = Sequence analysis-RNA ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Over hastalıkları = Ovarian diseases ; Over neoplazmları = Ovarian neoplasms ; Transkriptomlar = Transcriptomics ; Zigot = Zygote

Özet:
Over kanseri, jinekolojik kanser türleri arasında malignite ve mortalite oranı yüksek olan ve en sık görülen ikinci kanserdir. Over kanserinin alt tipleri arasında en yaygın ve agresif nitelik taşıyan epitelyal over kanserinde (EOK) geç tanı ve erken aşamada kemoterapiye direncin gelişmesi bu hastalığın tedavisinin önündeki en büyük engeli oluşturmaktadır. Rutin tedavi protokollerinin ileri evre vakalarda etkili olmaması EOK'da, kişiselleştirilmiş tedavilerin önemini vurgulamaktadır. Over kanserinin %15-25'i kalıtsal nitelik taşımaktadır. Son yıllarda özellikle germline ve somatik BRCA1/2 gen mutasyonuna sahip olan over kanserli hastalarda PARP inhibitörlerinin kullanımı gündeme gelmiştir. BRCA1/2 gen mutasyonları sağlıklı bireylerde kanser riskini arttırmakla beraber tek başına kanserin gelişiminde yeterli olmadığı da bilinmektedir. Doğada neredeyse birbiri ile aynı genotipe sahip iki canlı olan monozigotik (MZ) ikizler dahi yaşam boyu farklı fenotipik özellikler geliştirilebilmektedir. MZ ikizlerdeki fenotipik farklılıklara neden olan bu değişiklikler, kanserin gelişiminde ilave mekanizmaların rol oynadığını ve farklı değişikliklere odaklanmamız gerektiğini düşündürmektedir. Bu bağlamda söz konusu tez çalışmasında yeni nesil dizileme teknolojisi kullanarak genom düzeyinde transkripte olan tüm RNA molekülleri over kanseri açısından diskordant olan monozigotik ikizler ile BRCA1 mutasyon taşıyıcısı olan diğer sağlıklı kardeşin periferik kan ve over dokuları karşılaştırılarak incelenmiştir. BRCA1 mutasyonu taşıyan ancak sadece birinin over kanserine yakalandığı tespit edilen yüksek riskli ailede over kanseri gelişiminin altında yatan genetik farklılıklar tüm genomda transkripte olan moleküller incelenerek araştırılmıştır. Over kanserine sahip MZ ikiz, sağlıklı ikizi ve sağlıklı kardeşin over dokuları ve periferik kan örneklerinden elde edilen 6 örneğe ait total RNA'nın, BGI-Seq500 NGS platformunda RNA-Seq dizileme işlemi ile yapılan transkriptomik analizi sonucunda, dokuda ve kanda sağlıklılara göre ekspresyon değişimi gösteren protein kodlayan genler, lncRNA'lar, öncül miRNA'lar ve füzyon transkriptler tespit edilmiştir. Yapılan analizde filtreleme işlemleri ve ekspresyon değişim katsayıları (log2Fc) over kanseri için bilinen tümör markerları olan CA125 ve CA15-3 ekspresyon verilerine göre belirlenmiştir. Bu analize göre, 3 farklı grupta ekspresyon değişimi gösteren 66 protein kodlayan gen, 25 novel lncRNA, 9 miRNA ve 2 füzyon transkriptin ekspresyon seviyelerinde farklılık gözlenmiş olup bu moleküllerin, epitelyal over kanseri ile ilişkili aday moleküller olduğu düşünülmektedir.

Abstract:
Ovarian cancer is the second most common type of gynecological cancer with a high rate of malignancy and mortality. The most significant barrier to treating epithelial ovarian cancer (EOC), the most common and aggressive subtype of ovarian cancer, is late diagnosis and the emergence of chemotherapy resistance in the early stages. The ineffectiveness of standard treatment protocols in advanced-stage cases highlights the value of individualized EOC treatment. 15-25% of ovarian cancer is inherited. PARP inhibitors have gained popularity in recent years, especially in patients with ovarian cancer who have germline and somatic BRCA1/2 gene mutations. Although BRCA1/2 gene mutations increase the risk of cancer in healthy people, it is well understood that mutations in these two genes are not only enough to cause cancer. Even monozygotic (MZ) twins, with almost the same genotype in nature, can develop different phenotypic characteristics throughout life. These changes, which result in phenotypic variations in MZ twins, indicate that additional mechanisms are involved in cancer development and that different changes should be studied. In this context, the peripheral blood and ovarian tissues of monozygotic twins who are discordant in terms of ovarian cancer and the other healthy sibling who is a BRCA1 mutation carrier were compared in this thesis study to analyze all RNA molecules transcribed at the genome level using next-generation sequencing technology. Through analyzing the molecules transcribed in the whole genome, the genetic variations underlying the development of ovarian cancer in a high-risk family bearing the BRCA1 mutation but only one of whom was found to have ovarian cancer were examined. As a result of the transcriptomic analysis of the total RNA of 6 samples obtained from the ovarian tissues and peripheral blood samples of MZ twin with ovarian cancer, healthy twin and healthy sibling, the protein encoding protein that shows expression changes in tissue and blood compared to healthy people genes, lncRNAs, precursor miRNAs and fusion transcripts have been identified. Filtering procedures and expression change coefficients (log2Fc) were calculated based on the expression data of identified ovarian cancer tumor markers CA125 and CA15-3.  According to this study the expression levels of 66 protein coding genes, 25 novel lncRNAs, 9 miRNAs, and 2 fusion transcripts were found to vary in three groups, and these molecules are thought to be candidate molecules associated with epithelial ovarian cancer.