Hintergrund: Das Gen DCLRE1B kodiert für die Nuklease hSNM1B/Apollo, die sowohl für die Reparatur von DNA-Schäden, als auch für die Telomerintegrität relevant ist. In Zellen mit vermindertem hSNM1B/Apollo-Gehalt haben Studien eine erhöhte Sensitivität gegenüber DNA-schädigenden Noxen festgestellt: Es zeigte sich eine erhöhte Sensitivität sowohl gegenüber Mitomycin C (MMC), einer DNA-Interstrangvernetzungen-induzierenden Substanz, als auch gegenüber ionisierender Strahlung (IR), die unter anderem DNA-Doppelstrangbrüche induziert. Außerdem führt eine Reduktion des hSNM1B/Apollo-Gehalts in Zellen zu einem verstärkten DNA-Reparatursignal an den Telomeren. Mit rs11552449 (c.181C>T, p.His61Tyr) wurde wiederholt ein Einzelnukleoid-Polymorphismus (SNP) im DCLRE1B-Gen beschrieben, der für eine Missense-Variante von hSNM1B/Apollo kodiert und mit erhöhtem Brustkrebsrisiko assoziiert ist. Darüber hinaus wurde rs11552449 mit alternativem Spleißen von hSNM1B/Apollo-Transkripten in Verbindung gebracht.
Ziel: Das Ziel der vorliegenden Studie war es, die Beziehung zwischen dem SNP rs11552449 und der Funktion des hSNM1B/Apollo-Proteins zu untersuchen, und somit möglicherweise einer funktionellen Erklärung der Befunde zum erhöhten Brustkrebsrisiko näher zu kommen. Dafür wurde untersucht, ob sich, in Abhängigkeit vom rs11552449-Genotyp, die Telomerlänge, das Ausmaß an Sensitivität gegenüber MMC und IR und die Menge an hSNM1B/Apollo-Transkript unterscheiden.
Methodik: Zunächst wurde der rs11552449-Genotyp von 69 lymphoblastoiden Zelllinien (LCLs) von Probanden aus der Berliner Altersstudie II (BASE-II) bestimmt. Diese Zelllinien wurden in Zell-Vitalitäts-Experimenten auf ihre Sensitivität gegenüber MMC und IR geprüft (alamarBlue-Assay). Des Weiteren wurden in einem Teil der Zelllinien (N=24) die relative Menge an hSNM1B/Apollo-mRNA mit vollständiger Länge und die relative Telomerlänge (N=62) bestimmt. Die Ergebnisse aller Experimente wurden im Kontext des rs11552449-Genotyps analysiert und statistisch ausgewertet. Darüber hinaus wurde der Zusammenhang von Telomerlänge und rs11552449-Genotyp an Daten von Leukozyten von BASE-II-Probanden (N=1.710) untersucht.
Ergebnisse: Der SNP rs11552449 war sowohl mit der zellulären Sensitivität gegenüber MMC und IR assoziiert als auch mit der relativen Menge an vollständigem, also das Exon 2 enthaltenden, hSNM1B/Apollo-Transkript. Bezogen auf diesen SNP homozygote LCLs (beide Genotypen) zeigten eine signifikant höhere Viabilität gegenüber MMC (p=0,012) und IR (p=0,0012) als heterozygote Zelllinien. Zwischen den homozygoten Zelllinien wurde weder bezüglich der zellulären Sensitivität (p=0,85 für MMC und p=0,96 für IR) noch bezüglich der Expression von hSNM1B/Apollo (p=1,0) ein Unterschied gefunden. Hinsichtlich der relativen Telomerlänge wurde weder bei den LCLs (p=0,719) noch bei den Leukozyten (p=0,514) eine rs11552449-Assoziation gefunden.
Fazit: Durch diese Studie wird der Zusammenhang zwischen erhöhtem Brustkrebsrisiko und dem rs11552449-Genotyp näher beleuchtet und ein Grundstein für weitere Forschung über die klinische Signifikanz des rs11552449-Genotyps im Rahmen einer Antitumortherapie mit MMC oder IR gelegt. Die Ergebnisse weisen außerdem darauf hin, dass DCLRE1B, das Gen für hSNM1B/Apollo, ein modulierender Faktor für das Brustkrebsrisiko ist.Background: The DCLRE1B gene encodes the nuclease hSNM1B/Apollo, which is relevant for the repair of DNA damage and telomere integrity. Studies have demonstrated that cells with down-regulated hSNM1B/Apollo show increased sensitivity to DNA-damaging noxae: Cells showed increased sensitivity to mitomycin C (MMC), a DNA interstrand cross-linking inducing substance, and to ionizing radiation (IR), which amongst others induces DNA double-strand breaks. Reduced hSNM1B/Apollo expression in cells leads to an increased DNA repair signal at telomeres. rs11552449 (c.181C>T, p.His61Tyr) is a single nucleoid polymorphism (SNP) in the DCLRE1B gene encoding a missense variant of hSNM1B/Apollo associated with increased breast cancer risk. In addition, rs11552449 was shown to be associated with alternative splicing of hSNM1B/Apollo transcripts.
Objective: The aim of the study was to investigate the relationship between the SNP rs11552449 and the function of hSNM1B/Apollo protein and thus possibly come closer to a functional explanation of the findings on increased breast cancer risk. Therefore, it was investigated whether telomere length, degree of sensitivity towards MMC and IR, and the amount of hSNM1B/Apollo transcript differ depending on the rs11552449 genotype.
Methods: First, the rs11552449 genotype of 69 lymphoblastoid cell lines (LCLs) established from subjects of the Berlin Age Study II (BASE-II) was determined. These cell lines were tested in cell vitality experiments for their sensitivity towards MMC and IR (alamarBlue assay). Furthermore, the relative amount of full-length hSNM1B/Apollo-mRNA (N=24) and the relative telomere length (N=62) were determined in subsets of the cell lines. The results of all experiments were analyzed and statistically evaluated in the context of the rs11552449 genotype. In addition, telomere lengths data of leukocytes from BASE-II subjects (N=1.710) were evaluated according to their rs11552449 genotype.
Results: The SNP rs11552449 was associated with cellular sensitivity to MMC and IR and with the relative amount of complete hSNM1B/Apollo transcript containing exon 2. After exposure to MMC (p=0.012) and IR (p=0.0012), homozygous LCLs showed significantly higher viability than heterozygous cell lines. No difference was found between the homozygous (CC or TT) cell lines with respect to cellular sensitivity (p=0.85 for MMC and p=0.96 for IR) or expression of hSNM1B/Apollo (p=1.0). Neither in LCLs (p=0.719) nor in leukocytes (p=0.514) telomere length was associated with rs11552449.
Conclusion: This study sheds light on the relationship between increased breast cancer risk and the rs11552449 genotype and paves the ground for further research on the clinical significance of the rs11552449 genotype in antitumor therapy with MMC or IR. The results also indicate that DCLRE1B, the gene for hSNM1B/Apollo, might be a modulating factor for breast cancer risk
