Autoři: Zdeněk Musil1⃰, Libor Staněk2,3⃰,
Jan Betka4, Jaroslava Dušková5, Tomáš Zelinka6
a Martin Chovanec7, Anasuya Guha7, Aleš Vícha8
1Ústav biologie a lékařské genetiky, 1. LF UK
2Synlab czech, s.r.o., Laboratoř Praha, CUBE
3Chirurgická klinika, 3. LF UK
4Klinika ORL a chirurgie hlavy a krku 1. LF UK a FN v Motole
5Ústav patologie, 1. LF UK a VFN
6Klinika otolaryngologická, 3. LF UK a FNKV
7 3. Interní klinika, 1. LF UK a VFN
8Klinika dětské onkologie, 2. LF UK a FN v Motole
⃰Oba autoři se na přípravě článku podíleli rovným dílem
Cyklus trikarboxylové kyseliny, známý také jako Krebsův cyklus, hraje nedílnou roli v buněčném metabolismu a aerobním dýchání. Mutace v genech kódujících enzymy Krebsova cyklu (např. sukcinát - dehydrogenázy, fumarát hydratázy aj.) mohou vést k dědičným nádorovým syndromům (1). Sukcinát - dehydrogenázový enzymový komplex (SDH) spojuje oxidaci sukcinátu na fumarát v Krebsově cyklu a redukci ubichinonu na ubichinol v elektron transportním řetězci. Porucha funkce tohoto enzymu SDH bývá nejčastěji způsobená mutacemi v genech SDHx (SDHA, SDHB, SDHC a SDHD) a SDHAF2. Tento mechanismus byl poprvé popsán u familiárního feochromocytomu a paragangliomu. V posledních dvou desetiletích se však spektrum nádorů spojených s deficitem SDH rozšířilo o gastrointestinální stromální tumory (GIST), karcinom ledvin (RCC) a hypofyzární adenomy. Výše zmiňované parangangliomy patří mezi vzácnější neuroendokrinní nádory. Lokalizace těchto tumorů je různá, od báze lební až po pánev (4,5,6). Zatímco krční nádory jsou hormonálně „němé“ a projevují se např. útlakem okolních struktur, „nekrční“ nádory se mohou projevovat uvolňováním hormonů a vedou např. k vzrůstu krevního tlaku atd (7). Gen SDHD kóduje D podjednotku enzymu SDH, nachází se na 11. chromozomu v lokusu 11q23 a obsahuje 8978 párů bází. Mutace v tomto genu způsobují častěji krční nádory. V naší kazuistice popisujeme rodinný výskyt mutace M1V v tomto genu, která vede ke vzniku předčasného stop kodonu a kratšího proteinového produktu. Kazuistika dále upozorňuje na nutnost multidisciplinárního přístupu k tomuto onemocnění a zapojení nejen klinických pracovišť, ale také laboratorního komplementu, jehož součástí jsou i laboratoře SYNLAB, Cube.
Kazuistika
V naší kazuistice dokumentujeme rodinný výskyt krčních paragangliomů (otec a dvě dcery). Nejdříve byl zjištěn a odoperován paragangliom u otce. Následná genetická analýza odhalila nukleotidovou záměnu A>G v počátečním kodonu 1. exonu genu SDHD kódující D podjednotku enzymu sukcinát dehydrogenázy, která měla za následek záměnu aminokyseliny p. Met1Val (M1V). Tato mutace byla další analýzou zjištěna i obou dcer pacienta (23 a 25 let), u nichž se posléze vyvinul i tumor.
Samotná analýza začala izolací nukleové kyseliny (DNA) z odebrané krve (zkumavka - EDTA) byla provedena na automatickém izolátoru nukleových kyselin Magna Pure (Roche) a koncentrace ověřena spektrofotometricky na přístroji NanoDrop 2000 v laboratoři SYNLAB, Cube.
Pro detekci mutací v genu SDHD byla použita metoda polymerázové řetězové reakce (PCR) a Sangerovo sekvenování. Primery byly navrženy na základě sekvencí GenBank pomocí softwaru Primer 3, včetně hranic intron-exonu.
Reakční směs pro PCR o celkovém objemu 25 μl byla složena z 1x Pcr pufru (Fermentas), 50-300 ng genomické DNA, 1.5 mM MgCl2 (Fermentas), 25 pmol forward i reverse primerů a 1 jednotka TaqDNA polymerázy (MBI Fermentas). Iniciální denaturace probíhala 3 minuty při teplotě 94Cº, následovalo 35 cyklů (45 sek. při 94 Cº, 45 sek. při 60 Cº, 1 min. at 72Cº, poté 5 min. při 72 Cº. PCR produkty byly purifikovány a sekvenovány za použití BigDye Terminator v.3.1 Cycle Sequencing Kit (Applied Biosystems) na přístroji ABI Prism 3130 Avant Genetic Analyzer.
Paragangliomy jsou vzácné nádory s odhadovanou incidencí okolo 3 případů na milion obyvatel. Díky poznatkům, které vedly k lepšímu pochopení molekulární podstaty těchto onemocnění se uvádí, že 20 – 30 % těchto druhů malignit může mít dědičnou složku (8). Zárodečné mutace v genech SDHx a SDHAF2 patří mezi nejčastější (8). Z těchto důvodů by se mělo genetické vyšetření provádět u všech takovýchto pacientů i s klinicky sporadickým výskytem nemoci, negativní rodinnou zátěží, obzvláště jsou-li pacienti diagnostikováni v mladším věku (9) a mnohočetnými tumory (10). Genetické testování může být přínosné v predikci případného metastatického průběhu onemocnění, právě mutace v genu pro B podjednotku (SDHB) (11) a D podjednotky (SDHD) mohou vést k takovémuto průběhu (12). Námi detekovaná mutace M1V genu SDHD byla poprvé popsána jako mutace počátečního kodonu tohoto genu. (13). Penetrance u nosičů SDHD mutací se pohybuje mezi 40–100 % (14). Z tohoto důvodu tento případ nálezu mutace v rodině jednoznačně ukazuje na nutnost dispenzarizace a sledovaní. Navíc znalost přítomnosti této mutace v rodině usnadní včasný záchyt onemocnění. V České republice se nyní rutinně provádí vyšetření všech PGL pacientů metodou sekvenování nové generace (NGS). Péče o takové pacienty je zajištěna v multidisciplinárním týmu složeného z endokrinologů, genetiků, lékařů ORL a nukleární medicíny, obdobně jako je tomu ve světě (15).
Literatura
1.Inmaculada Martínez Reyes Navdeep S. Chandel. Mitochondrial TCA cycle metabolites control physiology and disease. Nature Communications. 2020;11:102.
2.Aldera AP, Govender D.J. Gene of the month: SDH. Clin Pathol. 2018 Feb;71(2):95-97.
3.Settas N, Faucz FR, Stratakis CA. Succinate dehydrogenase (SDH) deficiency, Carney triad and the epigenome. Mol Cell Endocrinol. 2018 Jul 5;469:107-111.
4.Vicha A, Taieb D, Pacak K. Current views on cell metabolism in SDHx-related pheochromocytoma and paraganglioma. Endocr Relat Cancer. 2014 May 8;21(3):R261-77.
5.Guha A, Musil Z, Vicha A, Zelinka T, Pacak K, Astl J, Chovanec M. A systematic review on the genetic analysis of paragangliomas: primarily focused on head and neck paragangliomas. Neoplasma. 2019 Jun 29;66(5):671-680.
6.Vicha A, Musil Z, Pacak K. Genetics of pheochromocytoma and paraganglioma syndromes: new advances and future treatment options. Curr Opin Endocrinol Diabetes Obes. 2013 Jun;20(3):186-91.
7.MacFarlane J, Seong KC, Bisambar C, et al. A review of the tumour spectrum of germline succinate dehydrogenase gene mutations: Beyond phaeochromocytoma and paraganglioma. Clin Endocrinol (Oxf). 2020 Nov;93(5):528-538.
8.Braun S, Riemann K, Pusch CM, et al. Paraganglioma in the area of the head and neck. A review of molecular genetic research HNO. 2004 Jan;52(1):11-7.
9.Vicha A, Holzerova M, Krepelova A, Musil Z, Prochazka P, Sumerauer D, Kodet R, Eckschlager T, Jarosova M. Molecular cytogenetic characterization in four pediatric pheochromocytomas and paragangliomas. Pathol Oncol Res. 2011 Dec;17(4):801-8.
10.Majewska A, Budny B, Ziemnicka K, et al. Head and Neck Paragangliomas-A Genetic Overview. Int J Mol Sci. 2020 Oct 16;21(20):7669.
11.Musil Z, Puchmajerová A, Krepelová A, Vícha A, Panczak A, Veselá J, Widimský J, Turková H, Lisý J, Kohoutová M. Paraganglioma in a 13-year-old girl: a novel SDHB gene mutation in the family? Cancer Genet Cytogenet. 2010 Mar;197(2):189-92.
12.Lee H, Jeong S, Yu Y, et al. Risk of metastatic pheochromocytoma and paraganglioma in SDHx mutation carriers: a systematic review and updated meta-analysis. J Med Genet. 2020 Apr;57(4):217-225.
13.Riemann K, Sotlar K, Kupka S, et al. Chromosome 11 monosomy in conjunction with a mutated SDHD initiation codon in nonfamilial paraganglioma cases. Cancer Genet Cytogenet. 2004 Apr 15;150(2):128-35.
14.Braun S, Riemann K, Kupka S, et al. Active succinate dehydrogenase (SDH) and lack of SDHD mutations in sporadic paragangliomas. Anticancer Res. 2005 Jul-Aug;25(4):2809-14.
15.Lenders JW, Duh QY, Eisenhofer G, et al. Pheochromocytoma and paraganglioma: an endocrine society clinical practice guideline. Endocrine Society.J Clin Endocrinol Metab. 2014 Jun;99(6):1915-42.
Laboratoř Praha, CUBE, společnosti SYNLAB disponuje celým komplementem laboratorní diagnostiky. Pro lékaře odbornosti lékařské genetiky provádíme řadu genetických vyšetření převážně v oblasti hematologie a imunologie. Pro lékaře ORL můžeme nabídnout testování HPV v souvislosti s nádory hlavy a krku, pro lékaře endokrinologie můžeme zavést vyšetření dle jejich potřeb. Více podrobností a přehled žádanek naleznete na www.synlab.cz
Článek byl uveřejněn v časopise ACTA MEDICINAE, 2021, roč. 10, č. 4 Kazuistiky v onkologii, hematoonkologii a hematologii, str. 48–50; www.actamedicinae.cz