Tiroid kanserli olgularda ilişkili genlerin yeni nesil dizileme yöntemi ile taranması: verilerin biyoinformatik analizi
Screening of associated geneswith new generation sequencing in patient swith thyroidcancer: bioinformatics analysis of data
Yazar: MERVE MAŞA
Danışman: DOÇ. DR. KUYAŞ HEKİMLER ÖZTÜRK
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Tiroid kanseri, endokrin kanser türleri içinde bilinen en yaygın kanser türlerindendir. Kalıtsal olarak incelendiğinde özellikle papiller tiroid kanseri türünün, gen ekspresyonu ve gen metilasyonu döngülerinde meydana gelen farklılıklar, vücut hücrelerine zarar veren somatik mutasyonların oluşması ve çeşitli genetik veya epigenetik faktörlerin ortaya çıkması ile aşamalı olarak oluşum gösterdiği gözlemlenmiştir. Tiroid kanserinde yeni nesil dizilemenin (YND) eşzamanlı yüksek verim avantajı bulunmakta ve aynı zamanda genetik değişiklikler ve tümör biyolojisi konusunda kapsamlı bir bilgi sağlamaktadır. Çalışmamızda tiroid kanseriyle ilişkisi olan genlerinde bulunan varyasyon, küçük insersiyon, SNP ve delesyonların taraması yapılarak, elde edilen sonuçların insan gen mutasyonu veritabanları yardımı ile anlamlandırılması hedeflenmiştir. Çalışmamıza papiller tiroid kanseri tanısı almış 24 hasta dahil edilmiştir. Literatürde tiroid kanseri ile ilişkilendirilmiş ALB, GNAS, POR, THRB, DIO1, IGSF1, SERPINA7 (+1 Güçlendirici), TPO (+1 Promoter), DIO2, IYD, SLC16A2, TRH, DIO3, NKX2-1, SLC26A4, TRHR, DUOX2 (+1 Promoter), NKX2-5, SLC5A5, TSHB, DUOXA2, PAX8 (+1 Promoter), TG, TSHR, FOXE1, PHEX, THRA, TTR genleri seçilerek amplikon tabanlı kit dizayn ettirilmiştir. Bu kit ile YND platformu Illumina MiSeq kullanılarak, tüm ekzon bölgeleri, ekzon-intron bağlantı noktaları dizilenmiştir. İncelenen genlerde tespit edilen varyantlar, biyoinformatik algoritmalar aracılığıyla analiz edilip her bir varyant için anlamlandırma yapılmıştır. Buna göre;61 missense, 84 sinonim, 64 splice-site, 91 intronik, 21 upstream, 1 stop-gained, 1 frame shift, 2 insersiyon, 2 5'-UTR, 3 3'-UTR, 2 inframe, 1 non-coding, 1 inframe delesyon varyantı tespit edilmiştir. Varyantların patojenisite sınıflandırmasına göre; 20 benign, 9 muhtemel benign, 8 VUS ve 2 muhtemel patojenik değişim gözlemlendi. Tüm dönüşümlerin gen bazında yüzdelik dağılımları; THRB %3, TSHR %3, TTR %3, ALB %11, DUOX2 %14, FOXE1 %8, GNAS %3, IGSF1 %8, IYD %3, PAX8 %3, PHEX %6, SERPINA7 %3, SLC5A5 %6, TG %26 olarak tespit edilmiştir.Çalışmamızda elde ettiğimiz germline değişimler gelecekte yapılacak çalışmalara yol gösterecektir. Verilerimiz tiroid kanserinin genetik patogenezinin anlaşılmasına katkıda bulunsa da, daha fazla genin dahil edildiği geniş kapsamlı çalışmalara ihtiyaç vardır. Özellikle tüm genom dizileme ve genom boyu ilişkilendirme çalışmaları fayda sağlayacaktır.

Abstract:
Thyroid cancer is one of the most common types of endocrine cancer. When analyzed hereditarily, it has been observed that papillary thyroid cancer, in particular, develops progressively through differences in gene expression and gene methylation cycles, the occurrence of somatic mutations that damage body cells, and the emergence of various genetic or epigenetic factors. Next-generation sequencing (NGS) in thyroid cancer has the advantage of simultaneous high throughput and provides comprehensive information on genetic alterations and tumor biology. In our study, we aimed to screen for variations, small insertions, SNPs and deletions in genes associated with thyroid cancer and to interpret the results obtained with the help of human gene mutation databases. Our study included 24 patients diagnosed with papillary thyroid cancer. ALB, GNAS, POR, THRB, DIO1, IGSF1, SERPINA7 (+1 Enhancer), TPO (+1 Promoter), DIO2, IYD, SLC16A2, TRH, DIO3, NKX2-1, SLC26A4, TRHR, DUOX2 (+1 Promoter), NKX2-5, SLC5A5, TSHB, DUOXA2, PAX8 (+1 Promoter), TG, TSHR, FOXE1, PHEX, THRA, TTR genes were selected and amplicon-based kit was designed. With this kit, all exon regions and exon-intron junctions were sequenced using the YND platform Illumina MiSeq. The variants detected in the genes examined were analyzed by bioinformatics algorithms and interpretation was made for each variant. Accordingly, 61 missense, 84 synonymous, 64 splice-site, 91 intronic, 21 upstream, 1 stop-gained, 1 frame shift, 2 insertion, 2 5'-UTR, 3 3'-UTR, 2 inframe, 1 non-coding, 1 inframe deletion variants were identified. According to the pathogenicity classification of the variants; 20 benign, 9 probable benign, 8 VUS and 2 probable pathogenic changes were observed. Percentage distribution of all transformations on gene basis; THRB 3%, TSHR 3%, TTR 3%, ALB 11%, DUOX2 14%, FOXE1 8%, GNAS 3%, IGSF1 8%, IYD 3%, PAX8 3%, PHEX 6%, SERPINA7 3%, SLC5A5 6%, TG 26%. The germline alterations obtained in our study will guide future studies. Although our data contribute to the understanding of the genetic pathogenesis of thyroid cancer, large-scale studies including more genes are needed. Especially whole genome sequencing and genome-wide association studies will be beneficial.