Cytogenomic Evaluation - Importance of CNVs in Head and Neck Cancer

Abstract

O carcinoma epidermoide oral é um subgrupo de tumores do cancro da cabeça e do pescoço constituindo 90% dos tumores que afetam esta localização. Dentro das patologias malignas tem grande peso pela sua elevada taxa de mortalidade que se deve à sua localização anatómica na proximidade de estruturas vitais, dificultando a cirurgia, e devido à sua proximidade com os nódulos linfáticos do pescoço conferindo-lhe grande capacidade de metastização. Estes tumores têm maior incidência em duas localizações anatómicas específicas da cavidade oral, a língua e o pavimento e são mais frequentes em homens na faixa etária dos 60 aos 70 anos, ainda que se esteja a observar uma tendência para a diminuição da idade dos doentes que apresentam esta patologia. A sua etiologia tem sido associada a uma origem multifatorial genética e ambiental, em que o tabaco e o consumo abusivo de bebidas alcoólicas são os principais fatores de risco principalmente devido ao seu efeito sinergético. As variações de número de cópias em regiões com genes sensíveis à dosagem podem ter um papel importante na carcinogénese, estão já estão descritas associações entre alterações genéticas e a carcinogénese do cancro oral, como são exemplo os genes TP53, RB1, EGFR e FHIT. Em vários tipos de cancros algumas alterações genéticas descobertas já demonstram a sua importância como biomarcadores melhorando a qualidade e esperança de vida dos doentes com cancro.O objetivo principal deste trabalho foi validar um painel de sondas de MLPA, na pesquisa de alterações de número de cópias, específico para cancro epidermoide da cabeça e do pescoço em 62 amostras de cancro epidermoide oral. Para além desta técnica foi utilizada a técnica de aCGH, com fim de validação deste painel e para a identificação de novas regiões de interesse. Os resultados de ambas as técnicas, para a mesma cohort, foram correlacionados de forma a robustecer os resultados.Neste estudo foram observadas maiores frequências de alteração de número de cópias nos cromossomas 3 e 8q e na região 11q13.3, por ambas as técnicas realizadas, permitindo-nos antecipar que nestas regiões estarão localizados vários genes alvo importantes no processo de carcinogénese do cancro oral. Nas regiões incluídas no painel de MLPA em estudo, observámos que os cromossomas 4, 5, 13 e 18 apresentavam menor frequência de alterações por ambas as técnicas, levantando a dúvida quanto à sua relevância no estudo do cancro epidermoide oral. Pela técnica de aCGH observaram-se várias alterações com elevada frequência em regiões ausentes do painel de sondas de MLPA, tendo sido identificados 27 genes que deverão ser explorados futuramente para serem inclui dos neste painel. Ainda não se encontram descritas evidencias da associação de 12 destes genes (SST, RNF168, FBXO45, SPIDR, COPS5, C8orf44-SGK3, SGK3, TP53INP1, POLR2K, UBR5, ODF1, ANGPT1 e EBAG9), localizados nos cromossomas 3 e 8, com o cancro epidermoide da cabeça e do pescoço. Os resultados obtidos permitiram validar o painel de sondas o painel de sondas de MLPA e melhorar o seu desenho futuro, no sentido de incorporar outras regiões de interesse como biomarcadores no carcinoma epidermoide oral.

Oral squamous cell carcinoma (OSCC) is a subtype of disease of head and neck cancer (HNC) comprising 90% of the tumours that affect this location. Due to their proximity with structures of vital importance, making surgical treatment complex, and due to the proximity with neck nodes, conferring them a high metastatic capacity, it has a poor prognosis leading to high rates of mortality. The two mostly affected anatomical locations within oral cavity are the tongue and the floor of the mouth. This carcinoma is more common in males in their sixth/seventh decade of life. But, a decrease trend in OSCC patients’ age is being observed. Its aetiology has been associated with genetic and environmental factors in which tobacco and abusive alcohol consumption are major risk factors, especially due to their synergetic effect. Alterations in copy number occurring in gene-dosage sensitive genes can have an important role in oral cancer (OC) carcinogenesis, being already reported associations between some gene imbalances and OC as in TP53, RB1, EGFR and FHIT. In a wide range of cancer types some genetic alteration showed to be important as biomarkers, with value in cancer patients’ outcome improvement.The main goal of this work was the validation of HNSCC multiplex ligation-dependent probe amplification (MLPA) specific probe panel, by assessing copy number alterations, in 62 OSCC samples. Besides MLPA we also performed microarray based comparative genomic hybridization (aCGH) technique, to validate this MPLA probe panel and to identify new possible regions of interest. The results obtained by both techniques, for the same group of samples of OSCC patients, were correlated giving strength to our findings.In this study we observed higher values of frequency of alterations in both techniques in chromosomes 3 and 8q and in 11q13.3 region, allowing us to anticipate, that these regions harbour multiple target genes that play an important role in OSCC carcinogenesis. From the studied regions included in the MLPA probe panel we found in both techniques a low frequency of alterations in chromosomes 4, 5, 13 and 18 leaving the doubt about its relevance in the study of OSCC imbalances. In the aCGH analysis was observed high frequency of alterations in absent regions in the MLPA probe panel being identified 27 genes that should be further explored, in order to be included in this probe panel. Also for 12 of these genes (SST, RNF168, FBXO45, SPIDR, COPS5, C8orf44-SGK3, SGK3, TP53INP1, POLR2K, UBR5, ODF1, ANGPT1 and EBAG9) localised in chromosomes 3 and 8, associations with OSCC have not yet been described.