Molecular characterization of colorectal cancer patients / Caracterización molecular de pacientes con cáncer colorrectal

Introduction: Colorectal cancer has a high incidence in the world population. Different molecular pathways, such as chromosomal instability, microsatellite instability, and epigenetics are involved in its development. Objective: To perform molecular characterization in 44 individuals with sporadic colorectal cancer. Materials and methods: We conducted mutation analyses of the APC, KRAS, TP53 y BRAF genes using Sanger sequencing techniques; microsatellite instability was determined by capillary electrophoresis with five STR genetic markers while the methylation status of the MHL1 promotor gene was analyzed using methylation-specific PCR. Results: APC, KRAS, and TP53 genes mutation frequency was 18.1%, 25%, and 4.5%, respectively; the somatic mutations detected were located more frequently in the right colon. The frequency of microsatellite instability was 27.2% and 73.1% of the tumors had the MHL1 gene methylated while 91.6% of microsatellite instability-positive tumors had the methylated MLH1 gene. The mutation profile of microsatellite stability tumors APC, KRAS, and TP53 genes was more frequent than in the microsatellite instability-positive tumors. The methylation of the MLH1 gene was the most predominant molecular alteration. Conclusions: We identified molecular alterations in different genetic pathways of the colorectal cancer patients evaluated, which are common in the carcinogenesis of this cancer. These patients showed a different mutational profile compared to other populations. Our findings confirm the molecular heterogeneity described in the development of colorectal cancer.

Introducción. El cáncer colorrectal tiene una alta incidencia en la población mundial. Diversas vías moleculares están involucradas en su desarrollo, entre ellas, la inestabilidad cromosómica, la inestabilidad microsatelital y la epigenética. Objetivo. Hacer la caracterización molecular de 44 individuos con cáncer colorrectal esporádico. Materiales y métodos. El análisis de mutaciones en los genes APC, KRAS, TP53 y BRAF se hizo mediante secuenciación de Sanger; la inestabilidad microsatelital se determinó mediante electroforesis capilar utilizando cinco marcadores de repetición corta en tándem (Short Tandem Repeat) y el estado de metilación del promotor del gen MLH1 se hizo con la técnica MS-PCR (Methylation-Specific PCR). Resultados. La frecuencia de mutación de los genes APC, KRAS y TP53 fue del 18,1, 25 y 4,5 %, respectivamente; las mutaciones detectadas se localizaron con mayor frecuencia en el colon derecho. La frecuencia de inestabilidad microsatelital fue del 27,2 % y el 73,1 % en los tumores con metilación en el gen MHL1, y el 91,6 % de los tumores con inestabilidad microsatelital presentaba metilación en el gen MLH1. En el grupo de tumores con estabilidad microsatelital, las mutaciones en los genes APC, KRAS y TP53 fueron más frecuentes que en el grupo de tumores con inestabilidad microsatelital. La metilación del gen MLH1 fue la alteración más predominante. Conclusiones. En los pacientes con cáncer colorrectal evaluados se demostró la presencia de alteraciones moleculares en las diferentes vías genéticas, las cuales son comunes en su carcinogénesis. Los pacientes presentaron un perfil de mutaciones diferente al de otras poblaciones. Los hallazgos obtenidos en este estudio confirman la heterogeneidad molecular descrita en el desarrollo del cáncer colorrectal.

Caracterización molecular de pacientes con cáncer colorrectal / Molecular characterization of colorectal cancer patients

Introducción. El cáncer colorrectal tiene una alta incidencia en la población mundial. Diversas vías moleculares están involucradas en su desarrollo, entre ellas, la inestabilidad cromosómica, la inestabilidad microsatelital y la epigenética. Objetivo. Hacer la caracterización molecular de 44 individuos con cáncer colorrectal esporádico. Materiales y métodos. El análisis de mutaciones en los genes APC, KRAS, TP53 y BRAF se hizo mediante secuenciación de Sanger; la inestabilidad microsatelital se determinó mediante electroforesis capilar utilizando cinco marcadores de repetición corta en tándem (Short Tandem Repeat) y el estado de metilación del promotor del gen MLH1 se hizo con la técnica MS-PCR (Methylation-Specific PCR). Resultados. La frecuencia de mutación de los genes APC, KRAS y TP53 fue del 18,1, 25 y 4,5 %, respectivamente; las mutaciones detectadas se localizaron con mayor frecuencia en el colon derecho. La frecuencia de inestabilidad microsatelital fue del 27,2 % y el 73,1 % en los tumores con metilación en el gen MHL1, y el 91,6 % de los tumores con inestabilidad microsatelital presentaba metilación en el gen MLH1. En el grupo de tumores con estabilidad microsatelital, las mutaciones en los genes APC, KRAS y TP53 fueron más frecuentes que en el grupo de tumores con inestabilidad microsatelital. La metilación del gen MLH1 fue la alteración más predominante. Conclusiones. En los pacientes con cáncer colorrectal evaluados se demostró la presencia de alteraciones moleculares en las diferentes vías genéticas, las cuales son comunes en su carcinogénesis. Los pacientes presentaron un perfil de mutaciones diferente al de otras poblaciones. Los hallazgos obtenidos en este estudio confirman la heterogeneidad molecular descrita en el desarrollo del cáncer colorrectal.

Introduction: Colorectal cancer has a high incidence in the world population. Different molecular pathways, such as chromosomal instability, microsatellite instability, and epigenetics are involved in its development. Objective: To perform molecular characterization in 44 individuals with sporadic colorectal cancer. Materials and methods: We conducted mutation analyses of the APC, KRAS, TP53 y BRAF genes using Sanger sequencing techniques; microsatellite instability was determined by capillary electrophoresis with five STR genetic markers while the methylation status of the MHL1 promotor gene was analyzed using methylation-specific PCR. Results: APC, KRAS, and TP53 genes mutation frequency was 18.1%, 25%, and 4.5%, respectively; the somatic mutations detected were located more frequently in the right colon. The frequency of microsatellite instability was 27.2% and 73.1% of the tumors had the MHL1 gene methylated while 91.6% of microsatellite instability-positive tumors had the methylated MLH1 gene. The mutation profile of microsatellite stability tumors APC, KRAS, and TP53 genes was more frequent than in the microsatellite instability-positive tumors. The methylation of the MLH1 gene was the most predominant molecular alteration. Conclusions: We identified molecular alterations in different genetic pathways of the colorectal cancer patients evaluated, which are common in the carcinogenesis of this cancer. These patients showed a different mutational profile compared to other populations. Our findings confirm the molecular heterogeneity described in the development of colorectal cancer.

La heterogeneidad genética en la epilepsia: presentación de familias / Genetic heterogeneity in epilepsy: family reports

El conocimiento actual sugiere que la epilepsia es clínica y genéticamente heterogénea. Los factores heredados parecen sugerir una susceptibilidad genética, pero, con alguna excepción, por sí solos no son capaces de provocar manifestaciones clínicas ni siguen patrones de herencia mendelianos clásicos. El grado de penetrancia genética puede depender en gran medida de otros genes que, junto con los factores ambientales, pueden contribuir al desarrollo y a la progresión de la epilepsia. En el presente trabajo se realizó una descripción de la heterogeneidad genética de la epilepsia mediante la presentación de 3 familias, en cada una de estas familias, a partir del caso índice, se han estudiado otros individuos, con lazos de consanguinidad, que padecen diferentes tipos de epilepsia, discapacidades y/o enfermedades de origen multifactorial. Se trata de un tema novedoso aplicado al campo de la Genética Médica proyectado hacia las enfermedades de origen multifactorial.

Current knowledge suggests that epilepsy is clinically and genetically heterogeneous. Inherited factors seem to suggest any genetic susceptibility, but with any exceptions; on their own they are neither capable of provoking any clinical manifestations nor follow classic Mendelian inheritance patterns. The degree of genetic penetrance may depend greatly on other genes which, together with environmental factors, may contribute with the development and worsening of epilepsy. Genetic heterogeneity of epilepsy was described by reporting three families; other individuals have been studied in these families starting from index case, with consanguinity, suffering from several types of epilepsies, disabilities and diseases of multifactorial origin. This is a new topic applied to the field of medical genetics, projected towards the diseases of multifactorial origin.

Genetic analysis in APC, KRAS, and TP53 in patients with stomach and colon cancer.

BACKGROUND: Stomach cancer (SC) and colorectal cancer (CRC) present with high rates of incidence and mortality in the worldwide population. These 2 tumors are characterized by great genetic heterogeneity. Up to now, there have been no molecular studies that analyze the mutations in the APC, KRAS, and TP53 genes in the Colombian/Latin American population. OBJECTIVES: To analyze mutations in the APC, KRAS, and TP53 genes through direct sequencing in 59 patients with SC and CRC. PATIENTS AND METHODS: Twenty-nine patients with SC and 30 with CRC were studied. An analysis of the mutations of the 3 genes was carried out using polymerase chain reaction and direct sequencing techniques. RESULTS: A 30.5% total mutation frequency was found. The most frequently mutated gene was APC (15.3%), followed by KRAS (10.1%) and TP53 (5.1%). The CRC samples had a mutation frequency of 46.7% and it was 13.3% in the SC samples (P=.006). No mutations occurred simultaneously in the 3 genes. Mutations in 2 genes were found in only 6 tumor samples (10%). There was also a high frequency of polymorphisms in both types of cancer, the most common of which was the rs41115 polymorphism, located on the APC gene. CONCLUSION: The APC, KRAS, and TP53 gene mutations were more common in CRC than in SC. Our results suggest the existence of different genetic pathways in the carcinogenesis of SC and CRC and they also reveal a particular mutation frequency in the Colombian patients studied; this could be influenced by factors related to the environment, ethnicity, and lifestyle of this population.

Caracterización molecular del gen supresor de tumores TP53 en el cáncer colorrectal / Molecular characterization of TP53 tumor suppressor gene in colorectal cancer

Introducción: El cáncer colorrectal (CCR) es una de las neoplasias más comunes en el mundo; especialmente,en los países desarrollados. En Colombia, la incidencia del CCR ocupa el cuarto lugar en hombres ymujeres; el CCR tiene una gran heterogeneidad genética. Objetivo: Determinar la presencia de mutacionesen los exones 5-8 del gen TP53 en tumores colorrectales, mediante el secuenciamiento directo. Métodos:Muestras con diagnóstico histopatológico de CCR esporádico se dividieron en dos grupos. El Grupo I fue de 30 muestras de tumores a partir de biopsias frescas, y el Grupo II, de 46 muestras de tejidos tumorales embebidos en bloques de parafi na. El análisis de mutaciones se realizó en los exones 5-8 del gen TP53,empleando las técnicas de PCR y de secuenciamiento directo. Resultados: Se encontró una baja frecuenciade mutaciones en el gen TP53, del 4,4%; las mutaciones detectadas fueron sin sentido; además, fueronidentifi cados dos polimorfi smos que segregan juntos. Todas las mutaciones y los polimorfi smos se detectaron en las muestras del grupo I. La mayoría de las muestras analizadas se hallaban en un estado avanzado del cáncer. Conclusiones: La baja frecuencia obtenida de mutaciones en TP53 permite sugerir la existencia de alteraciones en otras vías genéticas, relacionadas con la carcinogénesis colorrectal, como las vías de MSI y de CIN, así como la epigenética; dichas alteraciones no podrían excluirse en las muestras evaluadas. Los estudios moleculares en muestras de tejidos embebidos en parafi na presentan difi cultades para los análisis genéticos. La caracterización molecular del CCR es importante para conocer el espectro de mutaciones y de variantes moleculares presentes en la población observada.

Introduction: Colorectal cancer (CRC) is one of the most common malignancies in the world, especially indeveloped countries. In Colombia, the incidence of CRC ranks fourth in men and women. CRC has greatgenetic heterogeneity. Purpose: The purpose of this study was to determine the presence of mutations inexons 5 to 8 of the TP53 gene in colorectal tumors by direct sequencing. Patients and Methods: Samples with histopathological diagnoses of sporadic CRC were divided into two groups. Group I included 30 tumor samples from fresh biopsies and Group II included 46 tumor tissue samples embedded in paraffi n blocks. Mutational analysis was performed for exons 5 through 8 of the TP53 gene using PCR and direct sequencing.Results: The frequency of TP53 mutations was only 4.4%, and mutations that were detected were nonsense mutations. In addition, two polymorphisms that segregate together were identifi ed. All mutations and polymorphismswere detected in samples from Group I. Most of the samples were in advanced stages of cancer.Conclusions: The low frequency of mutations in TP53 suggests the existence of alterations on other related genetic pathways in colorectal carcinogenesis. These could include MSI pathways, CIN and epigenetics. Such alterations could not be excluded in the samples tested. Molecular studies of tissue samples embedded inparaffi n are diffi cult to analyze genetically. Molecular characterization of CRC is important for determining the spectrum of mutations and molecular variants present in our population.

El tumor de Wilms. Un paradigma de heterogeneidad genética: a paradigm of genetic heterogeneity / Wilm's toumor

El Tumor de Wilms constituye el más frecuente de los cánceres renales pediátricos, aparece antes de los 5 años de edad y con igual frecuencia en ambos sexos. El gen causante de la enfermedad está localizado en 11p13, se extiende unas 50 kb con 10 exones y sus alteraciones pueden ser tanto genéticas como epigenéticas. Por diferentes mecanismos se originan al menos 24 productos con funciones diversas. Existen otras regiones cromosómicas, cuyas alteraciones pueden dar lugar a la aparición del tumor. En este sentido, el Tumor de Wilms es un ejemplo sobresaliente de heterogeneidad genética. El presente trabajo hace un análisis de los fundamentos moleculares de la enfermedad y presenta a modo de ilustración una breve reseña de los principales síndromes hereditarios con predisposición a presentar este tumor.

Wilm's tumor is the most frequent cancer of the kidney in childhood with onset before five year old. WT gene was mapped in 11p13 and span 50 kb with 10 exons. WT modifications would be either genetics or epigenetics. The gene code for at least 24 isoforms of protein products. Other chromosomes loci whose alterations may be cause of disease have been identified, so Wilm's tumor is a remarkable paradigm of genetic heterogeneity. In this paper an analysis of the molecular basis of the disease is presented and, also, a brief references on main hereditary syndromes which include Wilm's tumor.

El tumor de wilms: un paradigma de heterogeneidad genética / Wilm's toumor: a paradigm of genetic heterogeneity

El Tumor de Wilms constituye el más frecuente de los cánceres renales pediátricos, aparece antes de los 5 años de edad y con igual frecuencia en ambos sexos. El gen causante de la enfermedad está localizado en 11p13, se extiende unas 50 kb con 10 exones y sus alteraciones pueden ser tanto genéticas como epigenéticas. Por diferentes mecanismos se originan al menos 24 productos con funciones diversas. Existen otras regiones cromosómicas, cuyas alteraciones pueden dar lugar a la aparición del tumor. En este sentido, el Tumor de Wilms es un ejemplo sobresaliente de heterogeneidad genética. El presente trabajo hace un análisis de los fundamentos moleculares de la enfermedad y presenta a modo de ilustración una breve reseña de los principales síndromes hereditarios con predisposición a presentar este tumor(AU)

Wilm's tumor is the most frequent cancer of the kidney in childhood with onset before five year old. WT gene was mapped in 11p13 and span 50 kb with 10 exons. WT modifications would be either genetics or epigenetics. The gene code for at least 24 isoforms of protein products. Other chromosomes loci whose alterations may be cause of disease have been identified, so Wilm's tumor is a remarkable paradigm of genetic heterogeneity. In this paper an analysis of the molecular basis of the disease is presented and, also, a brief references on main hereditary syndromes which include Wilm's tumor(AU)

Identificación de genes causales y de susceptibilidad para enfermedades de herencia mendeliana y compleja / Identification of susceptibility and causing genes for mendelian and complex diseases

Los factores genéticos participan en la etiología de la mayoría de las enfermedades comunes en la población. Las enfermedades en las que participan factores genéticos pueden ser clasificadas en varias categorías y de acuerdo con las características que presenten, se pueden utilizar distintas estrategias metodológicas para identificar los genes participantes. En la mayoría de las enfermedades con un patrón de herencia mendeliana, se han podido identificar las mutaciones causales de la enfermedad. En las enfermedades complejas, esta búsqueda ha sido menos exitosa a pesar de ser las más frecuentes en la población. Encontrar genes de susceptibilidad es importante no solo para entender el mecanismo de acción de la enfermedad, sino que podría contribuir en el desarrollo de medicamentos más eficaces para el tratamiento, conocer los factores ambientales y desarrollar intervenciones preventivas y, en algunos casos, la aplicación de terapia génica.

Genetic factors are involved in the etiology of most common diseases and traits present in populations. Different methodological approaches can be utilized to determine genes involvedaccording to their genetic features in diseases. In the majority of conditions that follow a simple Mendelian pattern culprit genetic mutations have been identified. Conversely complex traits that are most common in the population are also the most difficult to identify. Finding these genes is crutial no just to clarify the pathophysiology of these common diseases but also to identifyenvironmental factors involved and to improve their treatment, including in some specific cases gene therapy.

Análisis de las aneuploidías del cromosoma 17 y deleción del gen TP53 en tumores gastrointestinales por FISH-bicolor / Analyses of numerical aberrations of chromosome 17 And TP53 gene deletion in gastrointestinal tumors by dual-color fluorescence in situ hybridization (FISH)

Introducción. Las alteraciones cromosómicas numéricas y estructurales son comunes en las neoplasias gastrointestinales; estas alteraciones se originan por la inestabilidad cromosómica que ocurre durante el desarrollo del cáncer, afectando la expresión de diversos genes como protooncógenes, genes supresores de tumores y genes de reparación.Objetivo. Evaluar las aneuploidías del cromosoma 17 y deleción del gen TP53 en tumores gastrointestinales primarios, mediante la técnica del FISH bicolor. Muestras y métodos. Se analizaron 15 muestras de tumores gastrointestinales primarios, se disociaron mecánica y enzimáticamente con colagenasa para obtener núcleos interfásicos. El FISH bicolor se realizó con sondas marcadas con fluorocromos para el centrómero del cromosoma 17 y para el locus 17p13.1 del gen TP53. Se analizaron 100 núcleos por cada muestra.Resultados. Se encontró que el 33,3% (5/15) de las muestras tenía aneuploidías para el cromosoma 17; la monosomía fue detectada en todos los casos (5/5). La mayoría de las muestras tenía subpoblaciones de núcleos heterogéneos (mosómicos, disómicos, trisómicos y tetrasómicos). El 93,3% (14/15) de los tumores tenían deleción del gen TP53. El estudio histopatológico mostró que 14 de las 15 muestras presentaban un estado avanzado del cáncer.Conclusiones. Se demostró un imbalance entre las señales del centrómero del cromosoma 17 y del gen TP53 por núcleo mediante el FISH bicolor. Aneuploidías del cromosoma 17 y deleciones en el locus 17p13.1 del gen TP53 son alteraciones muy frecuentes en tumores gastrointestinales. El FISH bicolor permite evidenciar la heterogeneidad genética intratumoral que se presenta en el desarrollo del cáncer.

Introduction. Numerical and structural chromosome aberrations are common in gastrointestinal cancers; these are originated by chromosomal Instability that happens during development of cancer. Thus, the expression of many genes is affected, such as protooncogene, tumor suppressor genes and repair genes. Aims. To evaluate aneuploidy of chromosome 17 and TP53 gene deletions in primary gastrointestinal tumors by dual- color fluorescence in situ hybridization (FISH).Samples and methods. 15 primary gastrointestinal tumor samples were analyzed, which were mechanically and enzimatically disaggregated with 0.2% collagenase in order to obtain interphase nuclei. Dual-color FISH assays was performed using direct fluorescent labeling probes for the chromosome 17 centromere and TP53 gene (17p13.1). Hybridized signals were counted in 100 interphase nuclei by each case.Results. Aneuploidy of chromosome 17 was found in 33.3% (5/15) of the samples. Monosomy was detected in 100% (5/5) of cases with aneuploidies. Most of tumor samples exhibited heterogeneous clones that were monosomic, disomic, trisomic and occasionally tetrasomic. The TP53 deletion was found in 93.3% (14/15) of the analyzed samples. The histopathological study showed that 14 out of 15 tumors samples displayed an advance stage of tumorigenesis.Conclusions. We found an imbalance of signals for chromosome 17 and TP53 per nucleus. Aneuploidy of chromosome 17 and TP53 gene deletion are very frequent aberrations in gastrointestinal tumors. Dual-color FISH analysis allow detect intratumoral genetic heterogeneity that had occurred in development of cancer.

Heterogeneidad clínica y genética de la retinosis pigmentaria: Importancia del estudio familiar y del tratamiento precoz. A propósito de una familia / Clinical and genetical heterogeneity of retinitis pigmentosa: Importance of the family study and of early treatment. Apropos of a family

Conocida es la heterogeneidad genética de la retinosis pigmentaria considerada por diferentes autores como un grupo de enfermedades hereditarias que se deben a distintas mutaciones y se transmiten por diferentes patrones mendelianos de herencia que se manifiesta en general, con un cuadro clínico similar en sus características fundamentales. Notable es también su heterogeneidad desde el punto de vista clínico pues distintos genotipos se corresponden con distintos fenotipos, pero incluso entre los individuos afectos de la misma mutación pueden ser manifiestas las diferencias existentes en diversos aspectos clínicos de la enfermedad, por ello se reconoce por los investigadores dedicados a su estudio lo indispensable de un adecuado estudio familiar para un diagnóstico correcto, sobre todo desde el punto de vista genético. Se presenta una familia clasificada inicialmente como afecta de retinosis pigmentaria típica autosómica recesiva que luego de la pesquisa clínico familiar en cascada se reclasificó como de herencia autosómica dominante. Se evidenció la importancia del exhaustivo estudio familiar y del tratamiento quirúrgico precoz.

It is known the genetical heterogeneity of retinitis pigmentosa considered by different authors as a group of hereditary diseases resulting from different mutations that are transmitted by different Mendelian patterns of inheritance that are generally manifested by a clinical picture that is similar in its fundamental characteristics. Its heterogeneity is also remarkable from the clinical point of view, since different genotypes correspond to various phenotypes, but even among the individuals affected with the same mutation the differences existing in dissimilar clinical aspects of the disease may be manifested. That's why, the investigators devoted to its study recognize that it is indispensable to conduct a family study to have a correct diagnosis, mainly from the genetical point of view. A family initially classified as affected by recessive autosomal typical retinitis pigmentosa that after the cascade clinical family screening was reclassified as dominant autosomal inheritance, was presented. The importance of the in-depth family study and of the early surgical treatment was evidenced.