Влияние химиотерапии и лучевой терапии на эгоистичные de novo мутации FGFR2 в сперматозоидах онкологических пациентов
Алкилирующая химиотерапия при условии восстановления сперматогенеза снижает частоту мутаций FGFR2 в сперматозоидах.
Вопрос исследования
Как влияет онкологическое лечение на уровень спонтанных эгоистичных точечных мутаций рецептора к фактору роста фибробластов 2 (FGFR2) в сперматозоидах человека?
Краткий ответ
Химиотерапия и лучевая терапия не повышают уровень спонтанных мутаций FGFR2 в сперматозоидах, но, неожиданно, терапия с высоким риском стерилизации существенно снижает уровень ассоциированных с болезнью мутаций c.755C > G (синдром Апера) в сперматозоидах.
Что уже известно
Онкологическое лечение приводит к кратковременному усилению грубого повреждения ДНК (хромосомные аномалии и фрагментация ДНК), но понимание долгосрочных эффектов, в частности на уровне единичных нуклеотидов, пока недостаточно. Мы использовали ультрачувствительную тест-систему для прямой количественной оценки уровня мутаций в локусе FGFR2.
Дизайн, объём и продолжительность исследования
«Эгоистичные» мутации это ассоциированные с заболеваниями мутации, которые спонтанно возникают в сперматозоидах у большинства мужчин и повышают свою частоту с возрастом. Уровень мутаций в c.752–755 FGFR2 (в том числе c.755C > G и c.755C > T, которые ассоциированы с синдромом Апера и синдромом Крузона соответственно) в сперматозоидах у 18 мужчин после онкологического лечения сравнивался с образцами, взятыми до лечения у тех же пациентов (n = 4) или у ранее прошедших скрининг контрольных субъектов (n = 99).
Участники / материалы, условия, методы
Онкологические пациенты были стратифицированы по четырём разным группам, исходя из вида лечения, которое они получали, и периодом времени, в течение которого восстанавливался сперматогенез. ДНК из образцов спермы анализировалась с использованием ранее предложенной высокочувствительной тест-системы для выявления мутаций в позициях c.752–755 в FGFR2.
От 5 до 10 микрограммов геномной ДНК из спермы было сопоставлено с внутренними контролями с целью количественной оценки, обработано рестрикционным ферментом MboI и подвергнуто гелевой экстракции. После ПЦР-амплификации, дальнейшей обработки MboI и вложенной ПЦР с праймерами образцы подвергали секвенированию на Illumina MiSeq. Уровни мутаций определялись в сравнении с внутренним контролем; у людей с гетерозиготным состоянием по ближайшему мононуклеотидному полиморфизму (МНП) мутации фазировались в соответствующие аллели.
Основные результаты и влияние случайности
Пациенты, которым назначались алкилирующие препараты с умеренным риском стерилизации, у которых восстановился сперматогенез в течение < 3 лет после терапии (группа 3, n = 4), или неалкилирующие химиопрепараты и / или низкие дозы радиации на область гонад (группа 1, n = 4), имели уровень мутаций, сопоставимый с контрольными субъектами, не получавшими терапию.
Однако, пациенты, которым проводилось лечение алкилирующими препаратами с высоким риском стерилизации и > 5 лет до восстановления сперматогенеза (группа 2, n = 7) или лучевая терапия на зону таза (группа 4, n = 3), имели уровень мутаций c.755C > G на фоновом уровне или ниже его. Два пациента (A и B), получавшие алкилирующие препараты с высоким риском стерилизации, демонстрировали явное снижение уровня мутаций по сравнению с исходным; однако, у других пациентов исходные значения уровня мутаций не были не были доступны.
Следовательно, несмотря на то, что по возрасту у них можно было бы ожидать некоторого уровня мутаций, нельзя исключать, что он и исходно был достаточно низким. У трёх пациентов с низким уровнем c.755C > G в первой временной точке после терапии мы наблюдали повышение уровня мутаций со временем. Для двух таких пациентов мы могли фазировать мутацию к ближайшему полиморфизму (МНП) и определить, что мутация вероятнее всего является следствием единичного мутационного события или одного из немногочисленных событий.
Ограничения и причины для осторожности
Это исследование ограничено 18 пациентами, которым проводилось лечение по разным схемам; у девяти из 18 пациентов были доступны образцы только из одной временной точки. Оценивались только 12 различных de novo замен в локусах FGFR2 c.752–755, две из которых, как известно, являются ассоциированными с заболеваниями.
Более широкие выводы из полученных результатов
Наши данные пополняют доказательную базу эпидемиологических исследований и экспериментальных результатов, которые предполагают, что мужские герминальные стволовые клетки устойчивы к накоплению спонтанных мутаций. В совокупности эти данные должны дать врачам и медицинским работникам убедительную научно-обоснованную доказательную базу для консультирования онкологических пациентов мужского пола, которые выбирают варианты репродукции через несколько лет после лечения.
Финансирование исследования / конфликт интересов
Эта работа преимущественно поддержана грантами от Wellcome (грант 091182 для AG и AOMW; грант 102 731 для AOMW), University of Oxford Medical Sciences Division Internal Fund (грант 0005128 для GJM и AG), National Institute for Health Research (NIHR) Oxford Biomedical Research Centre Programme (для AG) и US National Institutes of Health (для MLM). Финансирующие организации не участвовали в создании дизайна исследования, сборе и анализе данных, решении о публикации и подготовке рукописи. Ни у одного из авторов не было конфликта интересов.
Geoffrey J Maher, Marie Bernkopf, Nils Koelling, Andrew O M Wilkie, Marvin L Meistrich, Anne Goriely
Human Reproduction, Volume 34, Issue 8, August 2019, Pages 1404–1415
DOI: https://doi.org/10.1093/humrep/dez090