Η καρκινογένεση είναι μια πολυδιάστατη διαδικασία για την έναρξη της οποίας έχει ενοχοποιηθεί η έκθεση σε περιβαλλοντικούς τοξικούς παράγοντες. Ακρογωνιαίος λίθος της χημικής καρκινογένεσης είναι η έννοια των αλληλεπιδράσεων γονιδίου και περιβάλλοντος. Η πιθανή διατομική ευαισθησία στη χημική καρκινογένεση μπορεί να καθοριστεί καλά από τις γενετικές διαφοροποιήσεις μεταξύ των ατόμων. Οι λειτουργικοί πολυμορφισμοί των πρωτεϊνών, οι οποίοι έχουν, ή μπορούν να έχουν, ένα ρόλο στη χημική καρκινογένεση, περιλαμβάνουν τα ένζυμα που μεταβολίζουν (ενεργοποιούν και αποτοξινώνουν) τις ξενοβιοτικές ουσίες, τα ένζυμα που αποκαθιστούν τη βλάβη στο DNA, τα γονίδια ελέγχου του κυτταρικού κύκλου (ογκογονίδια και ογκοκατασταλτικά γονίδια). Η διατήρηση σωστής ισορροπίας μεταξύ των ενζύμων αποτοξίνωσης φάσης Ι και ΙΙ απαιτείται για να εξασφαλιστεί η καλύτερη προστασία του κυττάρου. Η μεταβολική ενεργότητα των ενζύμων αυτών μπορεί να διαφοροποιηθεί από γενετικούς πολυμορφισμούς. Τα P450s, ένζυμα φάσης Ι, μεταβολίζουν τις καρκινογόνες ουσίες σε ενεργά ενδιάμεσα, ενώ τα GSTs, ένζυμα φάσης ΙΙ, καταλύουν τη μετατροπή των ενεργών ενδιάμεσων σε υδατοδιαλυτές και εύκολα απεκκρινόμενες ενώσεις. Σκοπός της διατριβής ήταν ο προσδιορισμός και η σύγκριση συχνοτήτων γενετικών πολυμορφισμών των γονιδίων αποτοξίνωσης του κυττάρου σε ελληνικούς πληθυσμούς που εκδήλωσαν καρκίνο πνεύμονα και καρκίνο μαστού. Παρατηρήθηκε ότι οι συχνότητες των γενετικών πολυμορφισμών, CYP1A1 MspI, απαλοιφή GSTM1 και απαλοιφή GSTT1, των γονιδίων αποτοξίνωσης στον ελληνικό πληθυσμό βρίσκονται σε συμφωνία με εκείνες που αντιστοιχούν στην καυκάσια φυλή. Δεν παρατηρήθηκε καμία στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ της ομάδας ελέγχου και των ασθενών με καρκίνο μαστού, κατά την ανάλυση των πολυμορφισμών ανεξάρτητα ή σε συνδυασμό, και σύμφωνα με την ηλικία εμφάνισης της ασθένειας, την εμμηνορροϊκή κατάσταση ή την λήψη αντισυλληπτικών χαπιών. Οι πολυμορφισμοί των γονιδίων CYP1A1, GSTM1 και GSTT1 δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως μοριακοί δείκτες προδιάθεσης στην εμφάνιση του καρκίνου του μαστού. Σε μεταγραφικό επίπεδο, τα πρότυπα απορύθμισης στην έκφραση των CYP1A1, AhR, GSTM1, GSTP1 και GSTT1 μεταξύ καρκινικών και αντίστοιχων φυσιολογικών ιστών μαστού βρέθηκαν να εκθέτουν τη μεταγραφική απορύθμιση σε ένα τουλάχιστον από τα παραπάνω γονίδια σε ποσοστό 87%. Τα πρότυπα αυτά ήταν αποτέλεσμα μεταγραφικής ρύθμισης και όχι ενίσχυσης ή απώλειας γονιδίων, δεδομένου ότι καμία διαφοροποίηση δεν ανιχνεύθηκε στον αριθμό αντιγράφων DNA. Αν και η μεταγραφή του CYP1A1 εξαρτάται από την έκφραση του AhR (υποδοχέας αρωματικών υδρογονανθράκων), στη μελέτη αυτή δεν παρατηρήθηκε σημαντική συσχέτιση μεταξύ τους. Όμως η μεταγρφική απορύθμιση του CYP1A1 συσχετίστηκε με την έκφραση του GSTM1 και του GSTP1. Όταν τα mRNA επίπεδα του GSTM1 ή του GSTP1 ήταν ανυψωμένα στους καρκινικούς ιστούς του μαστού έναντι των αντίστοιχων φυσιολογικών, εκείνα του CYP1A1 ήταν σταθερά ή χαμηλότερα. Τα μεταγραφικά επίπεδα των CYP1A1, AhR, GSTM1, GSTP1 και GSTP1 θα μπορούσαν να είναι χρήσιμα ως μοριακοί δείκτες, λαμβάνοντας υπόψη τη λειτουργική σημασία των γονιδίων στο μεταβολισμό μιας σειράς χημειοθεραπευτικών ενώσεων και την ποικιλία των μεταγραφικών προτύπων που παρουσιάστηκαν στους διάφορους ιστούς καρκίνου του μαστού, ανεξάρτητα με την ηλικία, το στάδιο ή το βαθμό. Στη μελέτη που αφορούσε άτομα που εκδήλωσαν καρκίνο πνεύμονα παρατηρήθηκε αυξημένη ευαισθησία στους φορείς του ομόζυγου μεταλλαγμένου γονότυπου του CYP1A1, η οποία ενισχύεται με τη σύγχρονη απαλοιφή του GSTΜ1, ανεξάρτητα από την παρουσία ή όχι του GSTT1. Η ύπαρξη μεταλλαγμένου γονότυπου σε δύο από τα τρία υπό εξέταση γονίδια αποδίδει σε άτομα μεγαλύτερης ηλικίας μεγαλύτερο κίνδυνο για καρκίνο πνεύμονα από ότι σε μικρότερες ηλικίες, το οποίο είναι συνάρτηση της χρόνιας έκθεσης σε τοξικούς παράγοντες. Η απαλοιφή του GSTT1 φαίνεται να σχετίζεται με την υψηλού κινδύνου έκθεση σε καρκινογόνα στον επαγγελματικό χώρο, αποδίδοντας στα άτομα που έχουν το συγκεκριμένο γονότυπο μεγαλύτερη ευαισθησία στην εμφάνιση καρκίνου πνεύμονα. Ο ίδιος γονότυπος παρουσιάζεται με αυξημένη συχνότητα και στους βαριά καπνιστές, αν και τα πιθανά υποστρώματα του GSTT1 ανάμεσα στις τοξικές ενώσεις του καπνού του τσιγάρου δεν έχουν ακόμα ταυτοποιηθεί επαρκώς. Το υψηλό ποσοστό του μεταλλαγμένου γονότυπου του CYP1A1 στους βαριά καπνιστές δικαιολογεί το ρόλο του ως μεταβολικό ένζυμο των αρωματικών υδρογονανθράκων, αντίθετα η αυξημένη συχνότητα του CYP1A1m1 στους μη καπνιστές ενοχοποιεί τη συμμετοχή του γονιδίου στο μεταβολισμό άλλων τοξικών ενώσεων, όπου ακόμα και χαμηλή έκθεση σε αυτές μπορεί να συσχετιστεί με την αυξημένη ευαισθησία για την εμφάνιση καρκίνου πνεύμονα. Διαφορετικοί συνδυασμένοι γονότυποι παρουσιάζουν αυξημένη ευαισθησία σε κάθε ιστολογικό τύπο καρκίνου του πνεύμονα. Δεν παρατηρήθηκε καμία συσχέτιση μεταξύ οικογενειακού ιστορικού και αυξημένης ευαισθησίας στην εμφάνιση καρκίνου του πνεύμονα. Σε σχέση με το ατομικό αναμνηστικό, άτομα με χρόνια αποφρακτική πνευμονοπάθεια και φορείς του GSTM1(-) γονότυπου φάνηκε να έχουν μεγαλύτερη ευαισθησία στην ανάπτυξη της νόσου σε σχέση με εκείνους που κατά το παρελθόν είχαν νοσήσει από λοίμωξη στους πνεύμονες. Επίσης ασθενείς με καρκίνο πνεύμονα και φορείς CYP1A1wt/m1 ή m1 παρουσίασαν μεγαλύτερη ευαισθησία στη δημιουργία μεταστάσεων. Η διαφοροποίηση αυτή που παρατηρείται στις συχνότητες γενετικών πολυμορφισμών ανάμεσα στους ασθενείς μπορεί να έχει σημαντικές συνέπειες στην κλινική πράξη, πιθανώς ως δείκτης κατάλληλου θεραπευτικού σχήματος.
(EL)
Carcinogenesis is a multi-stage process and the exposure to environmental chemicals plays an important role in it. A cornerstone of human chemical carcinogenesis is the concept of gene–environment interactions. Potential interindividual susceptibility to chemical carcinogenesis may well be defined by genetic variations in the host elements of this compound system. The functional polymorphisms of proteins, which have, or could have, a role in the chemical carcinogenesis, include the enzymes that metabolize (activate and detoxify) xenobiotics, the DNA-damage repair enzymes, the cell cycle control genes (ongogenes and tumor-suppressor genes). Maintenance of an appropriate balance between the phase I and II detoxification enzymes is required to ensure optimal cellular protection. Metabolic activity of both phase detoxification enzymes may be altered by genetic polymorphisms. P450s, phase I enzymes, metabolizing activate carcinogens in highly reactive intermediates, while GSTs, phase II enzymes, catalyze the conversion of reactive intermediates to inactive conjugates which are more water soluble and more readily excreted. The aim of this study was the determination and the comparison of the genetic polymorphisms frequencies of detoxification genes among greek lung cancer and breast cancer cases. It was observed that the frequencies of the genetic polymorphisms of detoxification genes, CYP1A1 MspI, GSTM1 and GSTT1 null deletions, in the Greek population are found in agreement with those that correspond in the Caucasian race. Genotyping analysis did not show any correlation to breast cancer risk. Expression of mRNA levels of CYP1A1, GSTM1, GSTP1, GSTT1 and AhR genes in 31 breast cancer patients, revealed inter-individual variation in an independent manner to patient age, genotype, or tumour stage. 87% of the tumour specimens tested was deregulated, compared to their normal counterparts, in at least one locus. Up regulation of CYP1A1 was observed only when one of the GSTM1 or GSTP1 was down regulated while the other remained constant. No alterations in gene copy number were observed which suggest that the deregulations of mRNA levels observed are due to transcriptional apparatus modifications. CYP1A1 was not correlated to AhR expression. Up regulation of CYP1A1 was observed only when one of the GSTM1 or GSTP1 was down regulated while the other remained constant. Considering their functional significance in the metabolism of a series of chemotherapeutic compounds and the variety of transcriptional patterns exhibited by different breast tumours in an independent manner to age, stage or grade, CYP1A1, AhR, GSTM1, GSTP1 and GSTP1 mRNA levels could be useful molecular biomarkers. Individuals with CYP1A1m1 genotype were at a higher risk for lung cancer, which is enhanced for the carriers of GSTM1(-) genotype, but with no association with GSTT1 genotype. Older individuals with two combined mutant genotypes were at high risk for lung cancer compared to younger ages and this is a result of the high exposure to toxic factors lifetime. Individuals with GSTT1(-) genotype and high exposure to occupational carcinogens were at an elevated risk for lung cancer. The frequency of GSTT(-) genotype was increased among heavy smokers, although the possible substrates of GSTT1 among components of tobacco smoke have not been totally identified. The high percentage of mutant CYP1A1 genotypes among heavy smokers is associated with its role as metabolic enzyme of aromatic hydrocarbons, while the frequency of CYP1A1m1 among non smokers shows that it participate in the metabolism of other toxic substances, where even low exposure to them could lead to increased susceptibility for lung cancer. When the cases stratified by histological type, different combined genotypes were at higher risk for each type. There was not observed association between the genotypes and the familial history. Individuals with COPD and GSTM1(-) genotype were at higher risk for lung cancer than those with old lung inflammation. Also patients with CYP1A1wt/m1 or m1 genotype presented higher sensitivity in the development of metastases. This differentiation that is observed in the frequencies of genetic polymorphisms is of a clinical importance with respect to treatment management of lung cancer patients.
(EN)
