Common MTHFR, MTR and MTRR Polymorphisms in Sporadic Colo-rectal Adenocarcinoma

Abstract

Folate pathway directly influences the synthesis of purins and indirectly the hypometylation of the global DNA and hypermethylation of tumour suppressor genes. Folate can modulate the risk of developing the sporadic colorectal adenocarcinoma (SCA). The intracellular folate metabolism is regulated by several enzymes including methylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR), methionine synthase (MTR) and methionine synthase reductase (MTRR). Thus, genetic changes in these genes can influence the development of SCA. Several common polymorphic SNPs (single-nucleotide-polymorphisms) have been reported for MTHFR, MTR and MTRR genes. Mutated MTHFR, MTR and MTRR profiles were reported in some cancer types. There are conflicting results that range between strong linkage and no association between these polymorphisms and SCA risk in different literature findings. The aim of this study was to explore and describe the status of polymorphisms in folate associated genes (MTHFR C677T, MTHFR A1298C, MTR A2756G and MTRR A66G) in SCA in relation with corresponding normal optically looking colonic mucosa. Materials and methods: Paraffin-embedded biopsies from 100 individuals without colo-rectal (mainly reported with colitis) and 51 subjects with colorectal cancer without family history were analyzed. Genotyping of polymorphisms in the folate-associated gene methylenetetrahydofolate reductase (MTHFR, C677T and A1298C), methionine synthase (MTR A2756C) and methionine synthase reductase (MTRR A66G) were done by PCR-SSP techniques. Results: The mutant genotypes MTHFR 677CT (68.6 % vs 42%; p=0.002 ; OR=3.021; 95% CI:1.401-6.571), MTHFR 1298AG (62.7% vs 26%; p=0.0001; OR=4.794 ;95% CI: 2.194-10.566), MTR 2756AG (68.6% vs 20%; p= 0.0001; OR=8.750; 95% CI:3.806-20.417) and MTR 2756GG (19.6% vs 4%; p=0.002; OR=5.8; 95% CI: 1.562-23.719) were found to be associated with SCA prevalence. There was also association between genotypes MTHFR 1298AC, MTHFR 1298CC, MTR 2756AA and MTR 2756 AG and colonic and rectal localization. Conclusions: These findings provided insight into the potential pathogenesis of polymorphisms in SCA predisposal and prognostic. Dysregulation of MTHFR, MTR and MTRR genes is associated with decreased levels of the MTHFR, MTR and MTRR enzymes that play key roles in folate metabolism, correlated to increased SCA predisposal and colonic or rectal incidence. Therefore, this study may contribute to increase new prevention, diagnostic and therapeutic strategies in colo-rectal carcinoma.

A via metabólica do folato influencia diretamente a síntese de purinas e, indiretamente, a hipometilação do DNA e a hipermetilação de genes supressores tumorais. O folato é crucial na modelação do risco de desenvolvimento de Adenocarcinoma colo-rectal esporádico (ACE). O metabolismo intracelular do folato é regulado por várias enzimas incluindo a metilenotetrahidrofolato redutase (MTHFR), metionina sintase (MTR) e a metionina sintase redutase (MTRR). Por isso, alterações genéticas nestes genes podem influenciar o desenvolvimento de ACE. Vários polimorfismos comuns têm sido descobertos nos genes MTHFR, MTR e MTRR. O perfil mutado destes genes tem sido associado a vários tipos de cancro. Há resultados contraditórios que demonstram desde uma forte associação a nenhuma associação entre estes polimorfismos e o risco de ACE em vários estudos. O objetivo deste estudo consiste em explorar e descrever o efeito dos polimorfismos em genes associados ao metabolismo do folato (MTHFR C677T, MTHFR A1298C, MTR A2756G e MTRR A66G) em ACE em relação com mucosa colónica normal oticamente visível. Materiais e métodos: Biópsias fixadas em parafina de 100 indivíduos sem carcinoma colo rectal (principalmente reportados com colite) e 51 indivíduos portadores de cancro colo-rectal sem histórico familiar foram analisados. A genotipagem dos genes associados ao metabolismo do folato metilenotetrahidrofolato redutase (MTHFR, C677T and A1298C), metionina sintase (MTR A2756C) e metionina esintase redutase (MTRR A66G) foi feita pela técnica de PCR-SSP. Resultados: Os genótipos mutantes MTHFR 677CT (68.6 % vs 42%; p=0.002 ; OR=3.021; 95% IC:1.401-6.571), MTHFR 1298AG (62.7% vs 26%; p=0.0001; OR=4.794 ;95% IC: 2.194-10.566), MTR 2756AG (68.6% vs 20%; p= 0.0001; OR=8.750; 95% IC:3.806-20.417) e MTR 2756GG (19.6% vs 4%; p=0.002; OR=5.8; 95% IC: 1.562-23.719) encontraram-se associados à prevalência de ACE. Também foram encontradas associações entre os genótipos MTHFR 1298AC, MTHFR 1298CC, MTR 2756AA e MTR 2756 AG e a localização colónica e rectal. Conclusões: Estes resultados contribuiram para um maior entendimento na patogénese de polimorfismos implicados no risco e prognóstico de ACE. A desregulação dos genes MTHFR, MTR e MTRR está associada à diminuição das atividades enzimáticas de MTHFR, MTR e MTRR que têm papeis importantes no metabolismo do folato, correlacionado com o aumento do risco de ACE e com a incidência colónica e rectal. Deste modo, este estudo pode contribuir para o aumento de novas estratégias de prevenção, diagnóstico e terapêuticas no carcinoma colo-retal.