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Polymorphismen im Promotor des Gens FNTB und deren mögliche Bedeutung bei malignen Neoplasien

Lazik, Andrea

Ziel der vorliegenden Untersuchungen war die strukturelle und funktionelle Analyse der Promotorregion des Gens FNTB. Dieses kodiert für die β-Untereinheit der Farnesyltransferase, ein Enzym, das für die posttranslationale Modifikation zahlreicher Moleküle verantwortlich ist und zurzeit im Fokus von klinischen Studien zur Evaluation von Farnesyltransferaseinhibitoren (FTI), einem neuen Ansatz in der Tumortherapie, steht. Wir konnten drei Polymorphismen validieren: Dies waren die Basenaustausche (single nucleotide polymorphisms (SNPs)) FNTB -609 G>C, FNTB -179 T>A und FNTB -173 6G>5G. Bei der funktionellen Analyse der SNPs FNTB -609 und FNTB -173 zeigten sich deutliche Unterschiede bei der Bindung von Transkriptionsfaktoren sowie der mRNA Expression abhängig vom Genotyp. Hierbei zeigten die Allele FNTB -609 G sowie FNTB -173 5G eine stärkere Transkriptionsfaktor-Bindung sowie eine erhöhte mRNA-Expression. Bei der Überlebensanalyse unterschiedlicher Tumorkollektive fanden sich für diese Allele höhere Überlebensraten im Vergleich zu den komplementären Allelen: Der SNP FNTB -609 zeigte Unterschiede im Überleben bei Patienten mit multiplem Myelom (5-Jahres-Überlebensrate (5-JÜR) 59,1 % für den GG-Gentotyp vs. 32,9 % für den CC-Genotyp, p = 0,038) sowie bei Patienten mit Nierenzell-Karzinom (10-JÜR 77,3 % für den GG-Gentyp vs. 0 % für den CC-Genotyp, p = 0,003). Der SNP FNTB -173 zeigte Unterschiede im Überleben bei Patientinnen mit Mamma-Karzinom (5-JÜR 100 % für den 5G/5G-Genotyp vs. 73,1 % für den 6G/6G-Genotyp, p = 0,044) sowie bei Patienten mit Melanom (10-JÜR 57,7 % für den 5G/5G-Genotyp vs. 0 % für den 6G/6G-Genotyp, p = 0,001). In diesem Kollektiv fiel außerdem ein Unterschied der Genotyp-Verteilung im Vergleich zu gesunden Kaukasiern zu Gunsten des 5G-Allels auf. Die Odds Ratios betrugen 2,9 [1,34 – 6,64] (5G vs. 6G), 1,9 [1,33 – 2,83] (5G/6G vs. 6G) sowie 2,1 [1,43 – 2,97] (5G + 5G/6G vs. 6G).
Die vorliegenden Ergebnisse lassen den Schluss zu, dass die Farnesylierung von Proteinen tumorsupressiven Charakter hat. Trotzdem zeigen einige klinische Studien positive Erfolge in der Tumortherapie mit FTIs. Mittlerweile ist bekannt, dass viele Moleküle in Anwesenheit von FTIs durch alternative Enzyme prenyliert werden, so dass mit den bisher bekannten Zielstrukturen der Farnesyltransferase noch keine zufrieden stellende Erklärung für die (teilweise divergenten) Studienergebnisse gefunden werden kann. Zum heutigen Stand der Forschung ist das Schlüsselprotein in der Tumortherapie mit Farnesyltransferaseinhibitoren weiterhin unbekannt, möglicherweise sind sogar je nach Tumorart unterschiedliche Moleküle für das Ansprechen auf FTIs verantwortlich. Unsere Ergebnisse können einen Beitrag zum Verständnis der Funktion der Farnesyltransferase liefern und sollten in zukünftigen Studien Berücksichtigung finden, wenn es um die klinische Evaluation von Tumortherapeutika sowie die Prognose von Tumorerkrankungen geht.

Background: Farnesyltransferase inhibitors (FTIs) showed promising results in vitro while their clinical usefulness remains to be proven. The identification of biomarkers that could identify cancer patients who benefit from treatment with FTIs would be highly important. Therefore, we searched for polymorphisms in the gene encoding the farnesyltranserase β-subunit (FNTB) which could potentially be associated with treatment response to FTIs.
Methods: The gene FNTB including its promoter region were sequenced. Functional properties of detected polymorphisms were evaluated by electrophoretic mobility shift assays (EMSA) and reporter assays. Healthy blood donors and patients with different malignancies (multiple myeloma, breast cancer, renal cell cancer and melanoma) were retrospectively genotyped for the detected polymorphisms. Polymorphisms were analyzed for linkage equilibrium and possible association of genotypes as well as haplotypes with risk for cancer and disease progression. FNTB expression in normal and cancer tissue samples were analyzed by quantitative real-time PCR. Both genotypes and diplotypes were correlated with FNTB expression and the patients’ survival.
Results: Three promoter polymorphisms were detected, -609G/C, -179T/A, and -173delG (minor allelic frequencies 0.38, 0.06 and 0.28, respectively). The two more common of them were subject of further examination. They showed significantly altered binding of transcription factors in ESMA experiments, significant genotype- and haplotype-dependent differences of promoter activity, and genotype-dependently altered FNTB expression both in tumor tissue as well as in lymphocytes from healthy subjects. Kaplan-Meier curves revealed a significant and independent association of the polymorphisms and diplotypes with survival in all 4 cancers.
Conclusions: Functional FNTB promoter polymorphisms determine FNTB expression levels and indicate high risk groups within different cancers. Our results suggest that genotyping of the FNTB polymorphisms could predict responders/non-responders of cancer patients treated with FTIs.

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Lazik, Andrea: Polymorphismen im Promotor des Gens FNTB und deren mögliche Bedeutung bei malignen Neoplasien. 2011.

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