Изучение клинико-генетических аспектов раннего развития рака молочной железы на основе секвенирования нового поколения

Приоритетное направление: «Наука о жизни и здоровье»

Специализированное направление: Биотехнологии в медицине

Вид исследования: Фундаментальное 

Срок реализации – 2021 – 2023 гг.

Руководитель программы – PhD Жунусова 

Научная новизна и актуальность проекта. 

Рак молочной железы (РМЖ) является самым распространенным заболеванием среди женщин во всем мире. Внедрение метода NGS в клиническую практику повысило эффективность выявления наследственного характера заболевания у больных РМЖ. В популяционной генетике описан эффект основателя (founder effect) – преобладание нескольких мутаций, специфичных для определенной этнической группы или географического региона. Этот эффект находит отражение в спектре мутаций в генах наследственной предрасположенности к РМЖ (BRCA1, BRCA2, CHEK2, NBN, BLM и др.) во многих популяциях. К сожалению, в настоящее время имеется мало данных о спектре таких генетических вариантов в казахской популяции. Идея предполагаемого проекта заключается в поиске подходов к своевременной диагностике раннего рака молочной железы путем выявления эффекта основателя для казахской популяции, и их ассоциации с диагностическими и прогностическими биомаркерами. В настоящем проекте предполагается провести поиск генетических мутаций и полиморфизмов, ассоциированных с развитием раннего РМЖ у молодых (до 40 лет) женщин казахской популяции. Для генетического анализа будет применена технология NGS-секвенирования на платформе Illumina. На основе таргетного секвенирования экзонных и интронных регионов 94 генов будут идентифицированы варианты аллелей и генотипов и установлены частота их встречаемости в этнической группе казахов. С применением мировых баз данных будет проведена оценка патогенности мутаций и полиморфных вариантов, выделены патогенные и условно патогенные варианты, оценена наследственная отягощенность в семьях больных РМЖ. Выявление дифференциальных связей между мутационным статусом и клиническими особенностями поможет нам лучше понять патологию этого гетерогенного заболевания. Будут созданы панели генетических маркеров предрасположенности к раннему развитию рака молочной железы. Полученные данные предполагается использовать для разработки рекомендаций по внедрению методов медико-генетического консультирования, ранней молекулярно-генетической диагностики и скрининговых программ в Казахстане.

Цель проекта:  Комплексный анализ вклада генетических вариантов в патогенез и клиническую гетерогенность рака молочной железы в молодой казахской популяции и разработка рекомендаций по внедрению методов ранней молекулярно-генетической диагностики и скрининговых программ в Казахстане.

Ожидаемые результаты проекта:

Предлагаемый проект направлен на углубление знаний о молекулярно-генетическом механизме раннего развития рака молочной железы. 

— Будет собран клинический материал от 96 пациентов с ранним развитием РМЖ и 96 условно здоровых добровольцев.

— Из собранных 192 образцов будут выделены ДНК и на основе их, подготовлены геномные библиотеки.

— Будут секвенированы экзоны и прилегающие к ним интроны (50 п.о.) 94 генов, вовлеченных в развитие онкологических заболеваний.

— Будут разработаны рекомендации по внедрению методов ранней молекулярно-генетической диагностики и скрининговых программ в Казахстане для групп с высоким риском развития РМЖ.

Полученные результаты будут использоваться для подготовки фундаментальных трудов и учебно-методических материалов биологического и медицинского профилей. Возможная область применения: онкология, маммология, генетика. Целевые потребители полученных результатов: специалисты в области онкологии, специалисты лабораторной диагностики, врачи патоморфологи, маммологи работающие в диагностических центрах и онкологические клиниках Казахстана.

Научные данные и результаты исследования будут опубликованы в рецензируемых научных изданиях, индексируемых в Science Citation Index Expanded базы Web of Science, а также в рецензируемых зарубежных или отечественных изданиях, рекомендованных КОКСОН; материалах международных научных конференциий. 

Достигнутые результаты в

2021 г.

В 2021 г. был проведен сбор клинического материала у 320 человек, из них 224 больных с ранним началом развития рака молочной железы и 96 условно здоровых индивидов без отягощенного анамнеза по злокачественным новообразованиям. Клинико-морфологический анализ показал в большинстве случаев умеренную степень дифференцировки опухоли (64,73%). Наиболее часто встречающимся гистотипом была инвазивная протоковая карцинома (90,63%). Из собранного биоматериала была выделена геномная ДНК и подготовлены ДНК-библиотеки, содержащие последовательности 94 генов. Проведено таргетное секвенирование на платформе Miseq Illumina и биоинформационная обработка данных NGS-секвенирования. По результатам биоинформатического анализа обнаружено 38 патогенных и вероятно-патогенных мутаций у 57 пациенток (16,9%), большинство из них в генах BRCA1 и BRCA2, тогда как в других генах (не-BRCA), частота таких мутаций были почти в 2 раза меньше (8,48%). 6 вариантов не были ранее описаны и регистрируются как новые мутации, возможно, специфичные для казахской популяции. В 2021 г. опубликован 1 тезис в Материалах международной конференции (Казахстан).

В 2022 г. проведено NGS-секвенинрование и биоинформационный анализ генетического материала пациентов с ранним раком молочной железы и условно здоровых добровольцев по 94 генам, потенциально связанным с канцерогенезом. В результате молекулярно-генетических исследований методом NGS и биоинформационной обработки данных были идентифицированы и отфильтрованы 23013 вариантов в 87 генах. Проведено определение ассоциации патогенных мутаций с клинико-морфологическими характеристиками больных. Исследование на основе NGS позволило выявить патогенные мутации, участвующие в раннем развитии РМЖ, оценить их взаимосвязь с особенностями клинического проявления заболевания. Ассоциативные анализы не показали существенной разницы между носителями мутаций и неносителями в возрасте на момент постановки диагноза (p = 0,110). Двукратное увеличение доли протоковых карцином наблюдалось у пациентов с экстра-BRCA мутациями по сравнению с неносителями BRCA1/2. Выявлена статистически значимая связь между носителями патогенных мутаций и тройным негативным раком молочной железы.

Исследовательская группа

Жунусова Гульнур Сагиндыковна — Scopus Author ID — 56403290700; WOS ID O-4112-2014 ORCID 0000-0001-8642-9577 https://orcid.org/0000-0001-8642-9577

Мить Наталья Викторовна – к.б.н., Scopus Author ID 8408966500; ORCID 0000-0001-9220-7436 https://orcid.org/0000-0001-9220-7436.

Жунусова Айгуль Сагиндыковна — Scopus Author ID 57189703563; ORCID 0000-0001-9635-2083 https://orcid.org/0000-0001-9635-2083 

Абдикерим Салтанат Ержановна — Scopus Author ID 57211124567; ORCID 0000-0003-3808-9904 https://orcid.org/0000-0003-3808-9904

Омарбаева Н.А. 

Кылышева Маржан Бауржанқызы 

Канагат Ергали

Публикации за 2021 г 

1. Жунусова Г.С., Омарбаева Н.А., Абдикерим С.Е., Киселев И.А. , Гаршин А.А., Жунусова А.С., Гончарова Т.Г., Кайдарова Д.Р., Джансугурова Л.Б. Вклад генетических вариантов в патогенез рака молочной железы в молодой казахской популяции. Журнал «Онкология и радиология Казахстана»,  Спецвыпуск, Сборник тезисов VIII Съезд онкологов и радиологов Казахстана с международным участием 14-16 октября 2021 года,  г. Туркестан, С. 28-29. 

Публикации за 2022 г.  

Статьи в журналах ККСОН

1. Zhunussova G., Omarbayeva N., Abdikerim S., Zhunussova A., Mit N., Kaidarova D., Djansugurova L. Genotype and phenotype correlation of breast cancer in young Kazakh women // Вестник КазНУ им. аль-Фараби. Сер. Экология (2022), № 4 (73)