Анализ взаимосвязи соматических мутаций с формированием лейкоплакии и плоскоклеточного рака слизистой оболочки ротовой полости

Молекулярно-генетические основы патогенеза лейкоплакий и плоскоклеточного рака слизистой оболочки ротовой полости (СОРП) недостаточно изучены. Исследований, посвященных данной проблеме, мало, а их результаты противоречивы. При этом ранняя диагностика рака СОРП и прогнозирование его развития являются важными проблемами здравоохранения.

Цель исследования ‒ провести анализ взаимосвязи соматических мутаций с формированием лейкоплакии и плоскоклеточного рака слизистой оболочки ротовой полости.

Материалом для исследования являлись 48 образцов измененного эпителия СОРП пациентов с лейкоплакией СОРП (ЛСОРП) (24 образца) и с плоскоклеточным раком СОРП (ПРСОРП) (24 образца).

Выявленные в настоящем исследовании патогенные и вероятно патогенные варианты генов TP53, NRAS и BRAF, как поодиночке, так и в сочетаниях, с высокой вероятностью (ОР 3000‒11000) ассоциированы с ЛСОРП с дисплазией эпителия первой степени, а варианты генов ERCC3, HOXB13, KRAS, MSH3, MSH6, PIK3CA и TP53 с высокой вероятностью (ОР 90‒22 000) ассоциированы с развитием ПРСОРП. Описанные патогенные варианты генов KRAS и TP53, как правило, приводят к формированию ЛСОРП с дисплазией эпителия первой степени, а последующее образование патогенных вариантов генов PIC3CA и/или HOXB13 и MSH3 вызывает злокачественную трансформацию измененных клеток эпителия СОРП ( р = 0,0000048). Данная информация позволяет разработать тест-системы на основе ПЦР и NGS для ранней диагностики ПРСОРП и прогнозирования его развития.

1. van der Waal, I. Oral leukoplakia: Present views on diagnosis, management, communication with patients, and research / I. van der Waal // Curr. Oral Health Rep. – 2019. – Vol. 6. – P. 9–13. https://doi.org/10.1007/s40496-019-0204-8

2. Kalavrezos, N. Mouth cancer for clinicians. Part 1: Cancer / N. Kalavrezos, C. Scully // Dent. Update. – 2015. – Vol. 42, N 3. – P. 250–260. https://doi.org/10.12968/denu.2015.42.3.250

3. Detection of TP53-mutations in brush biopsies from oral leukoplakias / C. Scheifele [et al.] // Mund. Kiefer. Gesichtschir. – 2002. – Vol. 6, N 6. – P. 410–414. https://doi.org/10.1007/s10006-002-0425-0

4. Specific characteristics of rapid diagnosis in periodontology / S. P. Rubnikovich [et al.] // Вес. Нац. aкад. навук Беларусі. Сер. мед. навук. – 2021. – Т. 18, № 2. – С. 196–203. https://doi.org/10.29235/1814-6023-2021-18-2-196-203

5. Reddy, V. M. p53 immunoprofiling of potentially malignant oral disorders: a case series analysis / V. M. Reddy, A. Kamath, R. A. Radhakrishnan // Indian J. Cancer. – 2012. – Vol. 49, N 1. – P. 27–32. https://doi.org/10.4103/0019-509X.98913

6. Notch1 mutations are drivers of oral tumorigenesis / E. Izumchenko [et al.] // Cancer Prev. Res. (Phila). – 2015. – Vol. 8, N 4. – P. 277–286. https://doi.org/10.1158/1940-6207.CAPR-14-0257

7. Warnakulasuriya, S. Malignant transformation of oral leukoplakia: a systematic review of observational studies / S. Warnakulasuriya, A. Ariyawardana // J. Oral Pathol. Med. – 2016. – Vol. 45, N 3. – P. 155–166. https://doi.org/10.1111/jop.12339

8. Роль белков NOTCH в процессах канцерогенеза / М. В. Новикова [и др.] // Успехи молек. онкол. – 2015. – Т. 2, № 3. – С. 30–42.

9. Minichromosome maintenance-2 (MCM2) expression differentiates oral squamous cell carcinoma from pre-cancerous lesions / S. M. Razavi [et al.] // Malays. J. Pathol. – 2015. – Vol. 37, N 3. – P. 253–258.

10. Association between p53 Arg72Pro polymorphism and the risk of human papillomavirus-related head and neck squamous cell carcinoma: a meta-analysis / L. Y. Xia [et al.] // Asian Pac. J. Cancer Prev. – 2013. – Vol. 14, N 10. – P. 6127–6130. https://doi.org/10.7314/apjcp.2013.14.10.6127

11. Genomic profile of oral squamous cell carcinomas with an adjacent leukoplakia or with an erythroleukoplakia that evolved after the treatment of primary tumor: A report of two cases / I. P. Ribeiro [et al.] // Mol. Med. Rep. – 2017. – Vol. 16, N 5. – P. 6780–6786. https://doi.org/10.3892/mmr.2017.7428

12. Analysis of ras oncogene mutations in human squamous cell carcinoma of the head and neck / F. Núñez [et al.] // Surg. Oncol. – 1992. – Vol. 1, N 6. – P. 405–411. https://doi.org/10.1016/0960-7404(92)90043-k

13. Variants in FAT1 and COL9A1 genes in male population with or without substance use to assess the risk factors for oral malignancy / C. M. Chung [et al.] // PLoS ONE. – 2019. – Vol. 14, N 1. – P. e0210901. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0210901

14. QIAamp® DNA FFPE Tissue Handbook (February 2020) [Electronic resource]. – Mode of access: https://www.qiagen.com/us/products/discovery-and-translational-research/dna-rna-purification/dna-purification/genomic-dna/qiaamp-dna-ffpe-tissue-kit/. – Date of access: 27.10.2022.

15. Illumina TruSight Oncology 500 Reference Guide [Electronic resource]. – Mode of access: https://support.illumina.com/content/dam/illumina-support/documents/documentation/chemistry_documentation/trusight/oncology-500/trusight-oncology-500-reference-guide-1000000067621_07.pdf. – Date of access: 26.05.2021.

16. Экспериментальное обоснование применения мезенхимальных стволовых клеток для восстановления тканей периодонта / Ю. Л. Денисова [и др.] // Мед. вестн. Север. Кавказа. – 2020. – Т. 15, № 3. – С. 333–337.

17. Каюмов, А. Р. Молекулярный анализ генома: учеб.-метод. пособие / А. Р. Каюмов. – Казань : Казань, Казан. федер. ун-т. – 2016. – 60 с.

18. Next generation sequencing for the detection of actionable mutations in solid and liquid tumors / A. J. Fox [et al.] // J. Vis. Exp. – 2016. – Vol. 115. – P. e52758. https://doi.org/10.3791/52758

19. Assessing statistical significance in multivariable genome wide association analysis / L. Buzdugan [et al.] // Bioinformatics. – 2016. – Vol. 32, N 13. – P. 1990–2000. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btw128

20. Evaluation of KRAS concomitant mutations in advanced lung adenocarcinoma patients / V. Aran [et al.] // Medicina (Kaunas). – 2021. – Vol. 57, N 10. – P. 1039–1048. https://doi.org/10.3390/medicina57101039

21. Lane, D. P. p53: oncogene or anti-oncogene? / D. P. Lane, S. Benchimol // Genes Dev. – 1990. – Vol. 4, N 1. – P. 1–8. https://doi.org/10.1101/gad.4.1.1

22. Canaud, G. A review of mechanisms of disease across PIK3CA-related disorders with vascular manifestations / G. Canaud, A. M. Hammill, D. Adams // Orphanet J. Rare Dis. – 2021. – Vol. 16, N 1. – P. 306–316. https://doi.org/10.1186/s13023-021-01929-8

23. Oncoprotein HBXIP enhances HOXB13 acetylation and co-activates HOXB13 to confer tamoxifen resistance in breast cancer / B. Liu [et al.] // J. Hematol. Oncol. – 2018. – Vol. 11, N 1. – Art. 26. https://doi.org/10.1186/s13045-018-0577-5

24. Hoxb13, a potential prognostic biomarker for prostate cancer / A. Ouhtit [et al.] // Front Biosci (Elite Ed.). – 2016. – Vol. 1, N 8. – P. 40–45. https://doi.org/10.2741/E749

25. Exome sequencing identifies biallelic MSH3 germline mutations as a recessive subtype of colorectal adenomatous polyposis / R. Adam [et al.] // Am. J. Hum. Genet. – 2016. – Vol. 99, N 2. – P. 337–351. https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2016.06.015

26. Berger, A. H. A continuum model for tumour suppression / A. H. Berger, A. G. Knudson, P. P. Pandolfi // Nature. – 2011. – Vol. 476, N 7359. – P. 163–169. https://doi.org/10.1038/nature10275