Antioxidant and detoxify genes polymorphisms in colorectal cancer predisposition

Abstract

Colorectal cancer (CRC) results from histologic and gene alterations can lead to a massive cellular proliferation. Most of the authors assume multifactorial causes to CRC genesis. Low physical activity, a fat diet poor in fibers and smoking habits seems to have an important role in CRC. However, there are also genetic causes associated with CRC risk. It has been described that oxidative stress levels could influence CRC development. Thus, cellular balance reactive species and defense enzymes involved in oxidative stress are crucial to maintain a good tissue function and avoid neoplasic process. Therefore, genome variations on these defense enzymes, such as MNSOD, SOD3, GSTP1, GSTT1 and GSTM1, could be important biomarkers to colorectal adenocarcinomas. We intend to determine frequencies distribution of most common polymorphisms involved on oxidative stress regulation (MNSOD, SOD3, GSTP1, GSTT1 and GSTM1) in patients with sporadic colorectal adenocarcinoma (SCA) and in healthy controls, evaluation their possible correlation with SCA risk. Samples common polymorphisms of antioxidant and detoxify genes (MNSOD T175C, SOD3 R213G, GSTP1 A105G, GSTP1 C114T, GSTT1del and GSTM1del) analysis was done by PCR-SSP techniques. In this study we found a higher prevalence of MNSOD 175CC (55% vs 2%; p<0.0001; OR: 58.5; CI 13.3 to 256.7), SOD3 213GG (31% vs 2%; p<0.0001; OR: 21.89; CI 4.93 to 97.29), GSTP1 105GG (46% vs 12%; p<0.0001; OR: 6.14; CI 2.85 to 13.26), GSTP1 114TT (38% vs 0%; p<0.0001; OR: Infinity) and GSTT1 null (75% vs 28%; p<0.0001; OR: 7.71; CI 3.83 to 15.56) mutated genotypes among SCA patients, while the normal genotypes were associated with SCA absence. Furthermore, we found GSTP1 114TT mutated genotype (52% vs 27%; p=0.003; OR: 2.88; CI: 1.41 to 5.89) and GSTT1 null genotype (87% vs 65%; p=0.003; OR: 3.66; CI 1.51 to 8.84) associated with colon samples. These findings suggest a positive association between most of common polymorphisms involved on oxidative stress regulation and SCA prevalence. Dysregulation of MNSOD, SOD3, GSTP1, GSTT1 and GSTM1 genes could be associated with an increase of ROS in colon and rectum tissue and p53 pathway deregulation, induced by oxidative stress on colonic and rectal cells. The present study also provides preliminary evidence that MNSOD 175C, SOD3 213G, GSTP1 105G, GSTP1 114T and GSTT1 null polymorphisms, may be involved in SCA risk and could be useful to clarify this multifactorial disorder.

O cancro colo-retal (CCR) resulta de um conjunto gradual de alterações histológicas e genéticas, que se traduz numa proliferação celular descontrolada. Embora existam causas genéticas para a origem deste carcinoma, a maioria dos autores assume causas multifactoriais para a génese do CCR. Das causas não genéticas, a baixa atividade física, uma dieta rica em gorduras e pobre em fibras, bem como, os hábitos tabágicos parecem ter um papel preponderante no desenvolvimento desta patologia. Do mesmo modo, tem vindo a ser descrito que diferentes níveis de stresse oxidativo podem influenciar o desenvolvimento deste tipo de cancro. Desta forma, a manutenção celular do estado oxidação-redução parece ser crucial para a conservação da função dos tecidos e prevenção da carcinogénese. Variações genotípicas nos genes envolvidos neste processo, tais como, MNSOD, SOD3, GSTP1, GSTT1 e GSTM1, podem ser importantes biomarcadores para o CCR. Neste trabalho pretendeu-se determinar a distribuição da frequência dos polimorfismos mais comuns dos genes envolvidos na regulação do stresse oxidativo (MNSOD, SOD3, GSTP1, GSTT1 e GSTM1) em indivíduos com adenocarcinoma colo-retal esporádico (ACE) e em controlos saudáveis, avaliando assim a sua possível correlação com o risco para o desenvolvimento do ACE. A análise dos polimorfismos dos genes com atividade desintoxicante e desintoxicante (MNSOD T175C, SOD3 R213G, GSTP1 A105G, GSTP1 C114T, GSTT1del e GSTM1del) foi feita através da técnica de PCR-SSP. Neste estudo encontrámos uma prevalência dos genes mutados nos pacientes com ACE, comparativamente com o grupo controlo: MNSOD 175CC (55% vs 2%; p<0,0001; OR: 58,5; CI 13,3 a 256,7), SOD3 213GG (31% vs 2%; p<0,0001; OR: 21,89; CI 4,93 a 97,29), GSTP1 105GG (46% vs 12%; p<0,0001; OR: 6,14; CI 2,85 a 13,26), GSTP1 114TT 38% vs 0%; p<0,0001; OR: Infinito) e GSTT1 del (75% vs 28%; p<0,0001; OR: 7,71; CI 3,83 a 15,56). Além disto, observámos também que os genótipos mutados GSTP1 114TT (52% vs 27%; p=0,003; OR: 2,88; CI: 1,41 a 5,89) e GSTT1 del (87% vs 65%; p=0.003; OR: 3.66; CI 1.51 a 8.84) estavam associados com o colon. Deste modo, os nossos resultados sugerem uma associação positiva entre os polimorfismos dos genes estudados e a prevalência do ACE. Assim sendo, a desregulação dos genes MNSOD, SOD3, GSTP1, GSTT1 e GSTM1 pode ser associada com um aumento de ROS no tecido do colon-retal. Além disto, o stresse oxidativo nas células do tecido colon-retal pode também induzir uma desregulação da via da p53. Este estudo evidência assim que os polimorfismos MNSOD 175C, SOD3 213G, GSTP1 105G, GSTP1 114T e GSTT1 del poderão estar envolvidos no risco para o ACE, permitindo clarificar esta patologia multifactorial.