BRAF initiating mutations in the papillary thyroid carcinoma

Spośród 3 zmian genetycznych, najważniejszych dla rozwoju raka brodawkowatego tarczycy (PTC, papillary thyroid carcinoma), mutacja T1799A genu BRAF jest zdarzeniem najczęściej opisywanym (54,5%). Mutacja ta ma charakter inicjujący i spotyka się ją we wszystkich stadiach raka, począwszy od mikroraka, przez jawną postać kliniczną, kończąc na odróżnicowanym raku anaplastycznym. Wykazano, że wspomniana substytucja nukleotydowa jest skorelowana z typem histopatologicznym PTC i jest najczęściej identyfikowana w postaci klasycznej raka oraz w wariancie wysokokomórkowym PTC. Mutację BRAF znacznie częściej opisuje się u starszych chorych z PTC, natomiast u dzieci dominują rearanżacje RET/PTC. Przypadki raka brodawkowatego tarczycy z mutacją V600E genu BRAF wiążą się ze znacznie gorszym rokowaniem, większą inwazyjnością raka, wystąpieniem przerzutów oraz nawrotami choroby, co czyni z genu BRAF jeden z czynników prognostycznych dla PTC. Poszczególne mutacje inicjujące, w tym mutacja genu BRAF, warunkują odmienne profile ekspresji genów w obrębie raków brodawkowatych tarczycy, co może mieć znaczenie diagnostyczne oraz może się stać istotnym czynnikiem w podejmowaniu decyzji dotyczącej terapii i postępowania wobec chorego.Among genetic alterations most important for the initiation of papillary thyroid carcinoma (PTC) is mutation T1799A in the BRAF gene which is the most frequent event (54.5%) in this type of thyroid cancer. It is seen in all stages, from microcarcinoma through clinically overt disease to anaplastic cancer. It has been shown that BRAF mutation is correlated with PTC histotype. It is identified most frequently in classical PTC and in tall cell variant. Moreover, BRAF mutation is described more often in older patients, whereas in young patients RET/PTC rearrangements dominate. In PTC cases with BRAF mutation V600E the prognosis is poorer, with more cancer invasiveness, metastasis and recurrence. The presence of BRAF mutation is related to the specific gene expression signature, different than in cancer cases showing RET/PTC rearrangement or no known initiating mutation

Mysie modele raka brodawkowatego tarczycy — krótki przegląd

  Thyroid carcinoma (TC) is the most common endocrine malignancy, and its frequency is still rising. Papillary thyroid carcinoma (PTC) accounts for 80% of all TCs and usually is related to a very good prognosis. However, the standard therapeutic approaches are not always sufficient and disease progression is sometimes observed. These data highlight the limitation of our understanding of molecular mechanisms underlying tumorigenesis and how they vary between individual patients. Over the last 19 years mouse models of thyroid cancers have been developed in order to give answers to questions about their genetic background, relations of key molecular events with pathways fundamental for cancer, and many others. Among these models genetically engineered mice were of utmost importance regarding the input of knowledge about human tumorigenesis. In the present review the most significant mouse models of PTC are described with particular emphasis on BRAFV600E-induced ones, for the sake of its frequency in PTC, relation to factors of poor prognosis, and the fact that, since its identification, it became an attractive target in novel therapies. For the presented mouse models phenotype consequences of particular genetic alterations are described as well as the limitations of the used methods. (Endokrynol Pol 2016; 67 (2): 212–223)    Rak tarczycy (TC) stanowi większość nowotworów złośliwych układu endokrynnego. Obserwuje się stały przyrost zachorowalności na TC, szczególnie na raka brodawkowatego tarczycy (PTC), który stanowi aż 80% wszystkich TC. Rak brodawkowaty tarczycy wiąże się najczęściej z bardzo dobrym rokowaniem. Zdarzają się jednak chorzy, w przypadku których standardowe leczenie okazuje się niewystarczające i obserwuje się progresję choroby, co podkreśla ograniczenia naszego zrozumienia mechanizmów molekularnych leżących u podłoża raka, jak również indywidualnych różnic. Przez ostatnich 19 lat zostało opracowanych wiele mysich modeli raka tarczycy, w celu odpowiedzi na pytania dotyczące jego podłoża genetycznego, związku kluczowych zmian genetycznych z fundamentalnymi dla raka ścieżkami sygnałowymi oraz wiele innych aspektów. Ze względu na wkład w poznanie mechanizmów ludzkiej kancerogenezy największe znaczenie odegrały modele oparte o genetyczne modyfikacje. W poniższym przeglądzie przybliżone zostały najważniejsze mysie modele raka brodawkowatego tarczycy. Najwięcej uwagi poświęcono modelom PTC indukowanym mutacją BRAFV600E w związku z największą częstością tej zmiany w PTC, jej związkiem z gorszym rokowaniem oraz faktem, że od momentu odkrycia stała się jednym z bardziej atrakcyjnych celów w nowych terapiach. Dla prezentowanych mysich modeli PTC podano konsekwencje fenotypowe poszczególnych zmian genetycznych, jak również ograniczenia wynikające z zastosowanej metody. (Endokrynol Pol 2016; 67 (2): 212–223)

Occurrence of BRAF mutations in a Polish cohort of PTC patients - preliminary results

Wstęp: Mutacje dotyczące genów na szlaku kinaz MAP (kinazy aktywowane mitogenem)/kinaz ERK (kinazy regulowane sygnałem zewnątrzkomórkowym) są najczęstszymi zdarzeniami molekularnymi w raku brodawkowatym tarczycy (PTC, papillary thyroid cancer). Mutację genu BRAF (V600E) stwierdza się u około 50% dorosłych chorych z PTC. W większości dotychczas opublikowanych badań występowanie mutacji BRAF (V600E) wiąże się z agresywnym przebiegiem klinicznym PTC i wysokim odsetkiem nawrotów choroby. Jednak nie wszyscy autorzy podzielają tę opinię. Celem pracy była ocena częstości mutacji BRAF (V600E) i wstępna ocena jej znaczenia predykcyjnego u 88 chorych na raka brodawkowatego tarczycy. Materiał i metody: Obecność mutacji BRAF (V600E) oceniono w 88 guzach (rakach brodawkowatych). DNA izolowano z bloczków parafinowych z użyciem sekwencjonatora AbiPrism 377 i 3130xl Genetic Analyzer (Applied Biosystems).W analizie statystycznej wykorzystano: test chi2, test U Mann-Whitney oraz ocenę przeżycia metodą Kaplana-Meier. Wyniki: Mutację BRAF (V600E) stwierdzono u 38 (43%) chorych. Spośród przeanalizowanych czynników kliniczno-patologicznych jedynie starszy wiek korelował z częstością mutacji. Nie wykazano korelacji pomiędzy obecnością mutacji a przerzutami do węzłów chłonnych/ odległymi, wieloogniskowością czy naciekaniem torebki tarczycy. Stwierdzono jeden zgon i dwa przerzuty raka w grupie BRAF+ i jeden nawrót raka w grupie BRAF-. Wnioski: Mimo wykazania w wielu pracach mutacji BRAF jako czynnika prognostycznego w PTC wstępne wyniki opisywanego badania wskazują na potrzebę dalszych badań zanim mutacja BRAF (V600E) stanie się powszechnie stosowanym czynnikiem predykcyjnym w raku brodawkowatym tarczycy. (Endokrynol Pol 2010; 61 (5): 462-466)Introduction: Genetic alterations involving the mitogen-activated protein kinase (MAPK) pathway are frequently demonstrated in papillary thyroid cancer (PTC). BRAF(V600E), the most frequent mutation in adult patients, is present in approximately 50% of PTC. Most clinical studies have demonstrated an association of BRAF(V600E) mutation with aggressive clinicopathological characteristics and high tumour recurrence, although the results are controversial. In this study we present the preliminary results of BRAF mutation frequence in a group of 88 Polish patients with papillary thyroid cancer (PTC) and relate it to the outcome all DTC patients operated in 2004 and 2005. BRAF (V600E) mutation was diagnosed in 38 (43%) of cases. Material and methods: The presence of BRAF mutation was evaluated in 88 PTC tumours. DNA was isolated from tissue parafin blocks, and the mutation V600E was evaluated by sequence analysis with an AbiPrism 377 and 3130 xl genetic analyzer (Life Technologies). Statistical analysis was carried out with the use of SPSS 12 software. The c2 and Kaplan-Meyer survival analysis were performed. Results: From all analyzed clinico-pathological factors, only older age positively correlated with BRAF mutation frequency (p = 0.0017). Lymph node/distant metastases, multifocality, and extra-thyroid extension did not correlate with BRAF status. One cancer related death and two reccurences were observed in the BRAF+ group while one relapse was diagnosed in the BRAF– group. Conclusions: Although many studies document BRAF mutation as a prognostic factor in PTC our results underline that it is too early to consider it as a routine clinical predictive factor. (Pol J Endocrinol 2010; 61 (5): 462-466

Częstość występowania mutacji somatycznych RAS w raku rdzeniastym tarczycy — analiza populacji polskiej

Introduction: Somatic RET mutations are detectable in two-thirds of sporadic cases of medullary thyroid cancer (MTC). Recent studies reported a high proportion of RAS somatic mutations in RET negative tumours, which may indicate RAS mutation as a possible alternative genetic event in sporadic MTC tumorigenesis. Thus, the aim of the study was to evaluate the frequency of somatic RAS mutations in sporadic medullary thyroid cancer in the Polish population and to relate the obtained data to the presence of somatic RET mutations.Material and methods: Somatic mutations (RET, RAS genes) were evaluated in 78 snap-frozen MTC samples (57 sporadic and 21 hereditary) by direct sequencing. Next, three randomly selected RET-negative MTC samples were analysed by the next generation sequencing.Results: RAS mutation was detected in 26.5% of 49 sporadic MTC tumours. None of all the analysed samples showed N-RAS mutation. When only RET-negative samples were considered, the prevalence of RAS mutation was 68.7%, compared to 6% observed in RET-positive samples. Most of these mutations were located in H-RAS codon 61 (72%). None of 21 hereditary MTC samples showed any RAS mutations.Conclusions: RAS mutations constitute a frequent molecular event in RET-negative sporadic medullary thyroid carcinoma in Polish patients. However, their role in MTC tumorigenesis remains unclear. (Endokrynol Pol 2015; 66 (2): 121–125)Wstęp: Somatyczne mutacje proto-onkogenu RET wykrywane są w trzech czwartych wszystkich sporadycznych raków rdzeniastych tarczycy (MTC). Ostatnie badania wykazały, że mutacja genu RAS jest również częstym wydarzeniem w sporadycznych guzach MTC, co może oznaczać, że mutacje genów z rodziny RAS są alternatywnym wydarzeniem molekularnym w kancerogezie sporadycznej postaci tego raka. Z tego względu celem niniejszej pracy było oszacowanie częstości występowania mutacji genów RAS w sporadycznym raku rdzeniastym tarczycy w populacji polskiej i odniesieniu częstości ich występowania do obecności mutacji somatycznych proto-onkogenu RET.Materiał i metody: Materiał do badań stanowiło 78 fragmentów guza raka rdzeniastego tarczycy (57 próbek postaci sporadycznej i 21 dziedzicznej MTC). Analizowano mutacje genu RET, H-RAS, K-RAS i N-RAS metodą bezpośredniego sekwencjonowania a także 3 próbki raka sporadycznego, wybrane losowo, zostały zeskwencjonowane metodą głębokiego sekwencjonowania (Illumina).Wyniki: Mutację genów RAS wykryto w 26,5% z 49 przeanalizowanych guzów sporadycznej postaci MTC. Natomiast, gdy tylko brano pod uwagę próbki RET-negatywne, częstość występowania mutacji genów RAS wynosiła 68,7% w porównaniu z 6% obserwowanych w guzach RET-pozytywnych. Nie wykryto, w żadnej z próbek, mutacji genu N-RAS. Najczęściej wykrywaną mutacją była zmiana w kodonie 61 genu H-RAS (72%). Nie wykryto mutacji genów RAS w żadnej z próbek dziedzicznego guza raka tarczycy.Wnioski: Mutacje somatyczne genów RAS są częstym wydarzeniem obserwowanym w RET-negatywnych sporadycznych rakach rdzeniastych tarczycy w populacji polskiej. Jednakże rola tych mutacji w rozwoju rdzeniastego raka tarczycy nie jest do końca poznana. (Endokrynol Pol 2015; 66 (2): 121–125

Unsupervised analysis of follicular thyroid tumours transcriptome by oligonucleotide microarray gene expression profiling

Wstęp: Rak pęcherzykowy tarczycy (FTC) jest nowotworem którego podłoże molekularne jest mało zbadane. W podjętej analizie transkryptomuoceniono możliwość dyskryminacji raka i gruczolaka pęcherzykowego tarczycy (FTA) na podstawie badań profilu ekspresjigenów metodą tzw. nienadzorowaną (tzn. na podstawie dominujących źródeł zmienności). Analizę tę prowadzono by sprawdzić czyzłośliwość guza jest rzeczywiście czynnikiem dominującym dla profilu ekspresji genów w nowotworach pęcherzykowych.Materiał i metody: Podstawowy zbiór guzów pęcherzykowych obejmował 52 próbki (27 FTC i 25 FTA), z których wyizolowano całkowityRNA i poddano badaniu na mikromacierzach HG-U133 Plus 2.0. Otrzymany zbiór normalizowano za pomocą RMA i GC-RMA. Identyfikacjigłównych źródeł zmienności dokonano metodą analizy głównych składowych (PCA).Wyniki: Analizę funkcji biologicznej genów przeprowadzono dla pierwszych 6 składowych głównych. Geny skorelowane z pierwsząskładową pozwalały wyodrębnić 2 klastry próbek: jeden złożony głównie z gruczolaków, z wysoką ekspresją między innymi transkryptówtarczycowo-swoistych, drugi zaś, zawierający większość raków, wykazywał zwiększoną, ale heterogenną ekspresję genów związanychz odpowiedzią immunologiczną, a obniżoną ekspresję genów tarczycowych. Geny odpowiedzi immunologicznej stwierdzono wśród transkryptów skorelowanych przebiegiem pierwszej, trzeciej i szóstej głównej składowej; w istotny sposób wpływały one na rozróżnieniemiędzy FTC i FTA.Wnioski: W analizie nienadzorowanej stwierdzono, że złośliwość (inwazyjność) nowotworu pęcherzykowego może być jednymz głównych źródeł zmienności w transkryptomie tych guzów. Jednak, genomiczna odległość między grupami FTC i FTA jest niewielka,a wyodrębnione w analizie nienadzorowanej klastry nakładają się, stąd sama analiza nienadzorowana nie jest wystarczającym narzędziemdo celów klasyfikacji tych guzów.(Endokrynol Pol 2013; 64 (5): 329–334)Introduction: Mechanisms driving the invasiveness of follicular thyroid cancer (FTC) are not fully understood. In our study, we undertookan unsupervised analysis of the set of follicular thyroid tumours (adenomas (FTA) and carcinomas) to verify whether the malignantphenotype influences major sources of variability in our dataset.Material and methods: The core set of samples consisted of 52 tumours (27 FTC, 25 FTA). Total RNA was analysed by oligonucleotidemicroarray (HG-U133 Plus 2.0). Principal Component Analysis (PCA) was applied as a main method of unsupervised analysis.Results: An analysis of biological character of genes correlated to the first six PCs was performed. When genes correlated to the first PCwere used to cluster FTC and FTA, they appeared in two branches; one, relatively enriched in adenomas, with homogenous expressionof subset of genes, and the other containing mainly carcinomas, with down-regulation of these genes and heterogeneous up-regulationin a smaller cluster of transcripts. Genes highly up-regulated in adenomas included some thyroid-specific transcripts. The second clusterof genes, up-regulated in carcinomas, contained mainly immunity-related transcripts. Immune response genes were found in the first,third and sixth principal components, improving the discrimination between carcinomas and adenomas.Conclusions: Our unsupervised analysis indicates that invasiveness of follicular tumours might be considered as the major source of variabilityin transcriptome analysis. However, the distance between both groups is small and the clusters are overlapping, thus, unsupervisedanalysis is not sufficient to properly classify them. (Endokrynol Pol 2013; 64 (5): 328–334

Wiek zachorowania i płeć jako czynniki modyfikujące związek polimorfizmów zlokalizowanych na chromosomie 9q22 i 14q13 z rakiem brodawkowatym tarczycy

Introduction: Papillary thyroid cancer (PTC) shows familial occurrence, and some susceptibility single nucleotide polymorphisms (SNPs) have been identified in FOXE1 and near the NKX2-1 locus. The aim of our study was to analyse the association of PTC risk with SNPs in FOXE1 (rs965513, rs1867277, rs1443434) and near the NKX2-1 locus (rs944289) in a Polish population, and, in the second step, the interac­tion between SNPs and patient-related factors (age at diagnosis and gender). Material and methods: A total of 2243 DNA samples from PTC patients and 1160 controls were included in the study. The SNP analysis was performed with the allelic discrimination technique. Results: There were significant associations of all SNPs with PTC (rs965513 odds ratio [OR] = 1.72, p = 8 × 10-7; rs1867277 OR = 1.59, p = 1 × 10-6; rs1443434 OR = 1.53, p = 1 × 10-5; rs944289 OR = 1.52, p = 4 × 10-5). Logistic regression analysis revealed an increased PTC risk in the interaction of rs944289 with age at diagnosis (OR = 1.01 per year, p = 6 × 10-4) and a decreased PTC risk in the interaction of male gender with the GGT FOXE1 protective haplotype (OR = 0.69, p = 0.01). Conclusions: the association between PTC and all analysed SNPs was confirmed. It was also shown that patient-related factors modify the predisposition to PTC by increasing the risk for rs944289 per year of age, and by enhancing the protective effect of the FOXE1 GGT haplotype in men.Wstęp: Brodawkowaty rak tarczycy należy do grupy nowotworów litych, w których uwarunkowanie genetyczne ogrywa istotną rolę. Geny odpowiedzialne za predyspozycje do raka brodawkowatego nie są dobrze znane, choć polimorfizmy rs965513 i rs944289 obecnie są uznanymi czynnikami ryzyka. Celem pracy była analiza związku polimorfizmów znajdujących się w 9q22 w locus genu FOXE1 (rs965513, rs1867277, rs1443434) oraz w 14q13 w pobliżu genu NKX2-1 (rs944289) z rakiem brodawkowatym tarczycy oraz ocena wpływu czynników zależnych od pacjenta (wieku zachorowania i płci). Materiał i metody. Materiał obejmował 2243 próbek DNA izolowanych z limfocytów krwi obwodowej pacjentów z rakiem brodawkowatym i 1160 próbek DNA pochodzących od osób zdrowych, stanowiących grupę kontrolną (liczba analizowanych próbek różniła się w zależności od polimorfizmu). Badania wykonano w aparacie 7900HT Fast Real-Time PCR System firmy Applied Biosystems techniką dyskryminacji alleli. Wyniki. Znamienny związek z rakiem brodawkowatym wykazywały wszystkie analizowane polimorfizmy (dla rs965513 wartość OR wynosiła 1,72, p = 8 × 10-7; dla rs1867277 OR = 1,58, p = 1 × 10-6; dla rs1443434 OR = 1,53, p = 1 × 10-5; rs944289 OR = 1,52, p = 4 × 10-5). Analiza regresji logistycznej wykazała wzrost ryzyka raka brodawkowatego wraz z wiekiem dla polimorfizmu rs944289 (OR = 1.01 na rok, p = 6 × 10-4) oraz obniżenie ryzyka zachorowania dla haplotypu GGT genu FOXE1 u mężczyzn (OR = 0,69, p = 0,01). Wnioski. Potwierdzony został związek badanych polimorfizmów z rakiem brodawkowatym tarczycy w populacji polskiej. Wykazano modyfikujący wpływ wieku zachorowania i płci męskiej na ryzyko zachorowania uwarunkowane genetycznie

Current Advances in Thyroid Cancer Management. Are We Ready for the Epidemic Rise of Diagnoses?

A rising incidence of thyroid cancers (TCs) mainly small tumors, observed during recent years, lead to many controversies regarding treatment strategies. TCs represent a distinct molecular background and clinical outcome. Although in most cases TCs are characterized by a good prognosis, there are some aggressive forms, which do not respond to standard treatment. There are still some questions, which have to be resolved to avoid dangerous simplifications in the clinical management. In this article, we focused on the current advantages in preoperative molecular diagnostic tests and histopathological examination including noninvasive follicular thyroid neoplasm with papillary-like nuclear features (NIFTP). We discussed the controversies regarding the extent of thyroid surgery and adjuvant radioiodine therapy, as well as new treatment modalities for radioiodine-refractory differentiated thyroid cancer (RR-DTC). Considering medullary thyroid cancer (MTC), we analyzed a clinical management based on histopathology and RET (ret proto-oncogene) mutation genotype, disease follow-up with a special attention to serum calcitonin doubling time as an important prognostic marker, and targeted therapy applied in advanced MTC. In addition, we provided some data regarding anaplastic thyroid cancer (ATC), a highly lethal neoplasm, which lead to death in nearly 100% of patients due to the lack of effective treatment options

The frequency of polymorphic variants of filaggrin gene and clinical atopic dermatitis

Introduction: As far as pathogenesis of the atopic dermatitis (AD) is concerned, the roles of an impaired epidermal barrier and cornified cell envelope are widely emphasized. Aim : The assessment of mutations of the filaggrin gene and their connection with the clinical picture of AD as well as selected allergological and environmental indicators. Material and methods: 105 patients with diagnosed AD on the basis of diagnostic criteria were included. For every patient of the examined group, quantitative determination of the total concentration of IgE and the concentration of IgE antibodies to selected allergens were examined. For all patients, studies were performed by means of analysis of two genomic gene variants of profilaggrin (FLG) – R501X and 2282del4. Results : Loss-of-function mutations in the filaggrin gene were shown in 12 (11.4%) patients in the examined group. All patients in the study group who developed one of the tested loss-of-function mutations in the filaggrin gene demonstrated an extrinsic, allergic form of atopic dermatitis. A significant association (p = 0.0002) between the presence of one of the tested loss-of-function mutations in the filaggrin gene and elevated levels of total concentration of immunoglobulin E was shown. Conclusions : Patients with AD of null mutations in the filaggrin gene demonstrate a relationship with the total and specific concentration of immunoglobulin E, specifically higher concentrations of IgE against aeroallergens and alimentary allergens as well as elevated levels of total immunoglobulin E