Genomic imbalances in esophageal squamous cell carcinoma identified by molecular cytogenetic techniques

This review summarizes the chromosomal changes detected by molecular cytogenetic approaches in esophageal squamous cell carcinoma (ESCC), the ninth most common malignancy in the world. Whole genome analyses of ESCC cell lines and tumors indicated that the most frequent genomic gains occurred at 1, 2q, 3q, 5p, 6p, 7, 8q, 9q, 11q, 12p, 14q, 15q, 16, 17, 18p, 19q, 20q, 22q and X, with focal amplifications at 1q32, 2p16-22, 3q25-28, 5p13-15.3, 7p12-22, 7q21-22, 8q23-24.2, 9q34, 10q21, 11p11.2, 11q13, 13q32, 14q13-14, 14q21, 14q31-32, 15q22-26, 17p11.2, 18p11.2-11.3 and 20p11.2. Recurrent losses involved 3p, 4, 5q, 6q, 7q, 8p, 9, 10p, 12p, 13, 14p, 15p, 18, 19p, 20, 22, Xp and Y. Gains at 5p and 7q, and deletions at 4p, 9p, and 11q were significant prognostic factors for patients with ESCC. Gains at 6p and 20p, and losses at 10p and 10q were the most significant imbalances, both in primary carcinoma and in metastases, which suggested that these regions may harbor oncogenes and tumor suppressor genes. Gains at 12p and losses at 3p may be associated with poor relapse-free survival. The clinical applicability of these changes as markers for the diagnosis and prognosis of ESCC, or as molecular targets for personalized therapy should be evaluated.

Peripheral position of CCND1 and HER-2/neu oncogenes within chromosome territories in esophageal and gastric cancers non-related to amplification and overexpression

Interphase chromosomes have been shown to occupy discrete regions of the nucleus denominated chromosome territories (CTs), their active genes being preferentially positioned on the surfaces of these CTs, where they are accessible to transcriptional machinery. By means of FISH (Fluorescence in situ Hybridization), we analyzed the CCND1 and HER-2/neu gene positions within the CTs and their relationship with gene amplification and protein over-expression in esophageal and gastric cancers. The CCND1 and HER-2/Neu genes were more often positioned at the periphery (mean frequency of 60 percent-83 percent) of the CTs in tumor tissues of the esophagus and stomach. Moreover, this positioning revealed no association with either gene amplification or the protein over-expression status of these genes, although, in esophageal carcinoma, Kappa statistics showed a moderate agreement between amplification of the CCND1 gene (Kappa = 0.400) and its location within the CT, as well as with over-expression of the corresponding protein (Kappa = 0.444). Thus, our results suggest that gene positioning in interphase chromosomes does not follow a definitive pattern neither does it depend only on gene transcriptional activity. Apparently, this positioning could be both gene- and tissue-specific, and depends on other factors acting together, such as dense-gene, chromosome size, chromatin structure, and the level and stability of its expression.

Casais com abortamento espontâneo recorrente: participação das translocações cromossômicas / Couples with recurrent miscarriages: contributions of chromosome translocations

Objetivo: A etiologia do abortamento recorrente (AR) é multifatorial e, em cerca de 50% dos casos, não éesclarecida. Dentre os diferentes fatores associados (anatômico, genético, imunológico, endócrino, ambiental), as causas cromossômicas têm um papel relevante. Portanto, este estudo teve como objetivo investigar citogeneticamente a ocorrência de anomalias cromossômicas em casais com pelo menos dois abortamentos espontâneos no primeiro trimestre de gestação. Método: Foram avaliados os cariótipos de 24 casais, encaminhados ao Laboratório de Citogenética e Biologia Molecular, IBILCE-UNESP, Campus de São José doRio Preto, SP, devido história de pelo menos dois abortamentos espontâneos em primeiro trimestre de gestação.Os cariótipos foram estabelecidos a partir de cultura de linfócitos de sangue periférico e bandeamentos G eC. Resultados: Estes casais relataram um total de 49 abortos, com uma média de 2 abortos/casal, principalmenteentre as 6-8 semanas de gestação. A análise cromossômica identificou um indivíduo com aumento da constrição secundária do braço longo do cromossomo 9 (46,XX,9qh+), considerado uma variante cromossômica normal e a ocorrência de translocações balanceadas em quatro casais (17%): 46,XY,t(8;13)(q22;q22);46,XY,t(4;5)(q25;q33); 46,XX,t(11;14)(p10;q10) e 46,XY,t(10;13)(p10;q10). Estas translocações ocorreram mais freqüentemente no cônjuge do sexo masculino, e com freqüência média acima da relatada na literatura (5% a10%). Conclusão: Os resultados são importantes, pois reforçam a contribuição das translocações na etiologia dos AR e auxiliam quanto ao risco e ao aconselhamento genético dos casais nas gestações futuras.

Objective: The etiology of the recurrent abortion (RA) is multifactorial. Approximately 50% of the cases arenot well identified. Among the different associated factors (anatomical, genetic, immunological, endocrine, environmental), the chromosomal causes play an important role. Therefore, the objective of this study was to investigate cytogenetically the occurrence of chromosomal abnormalities in couples who presented at least two spontaneous abortions in the first trimester of gestation. Method: The karyotypes of 24 couples wereevaluated, after lymphocytes culture of peripheral blood and G and C banding analysis. These couples were referred to the Cytogenetic and Molecular Biology Laboratory, IBILCE-UNESP, São José do Rio Preto, SP, forchromo some analysis, after two or more miscarriages in the first trimester of gestation. Results: These couples reported a total of 49 abortions, and the mean number of miscarriages per couple was two, mainly between the 6-8 weeks of gestation. The chromosomal analysis identified an individual with increased secondary constriction of the long arm of chromosome 9 (46, XX, 9qh+), which is considered a normal chromosomal variant, and the occurrence of balanced translocations in four couples (17%):46,XY,t(8;13)(q22;q22); 46,XY,t(4;5)(q25;q33); 46,XX,t(11;14)(p10;q10) and 46,XY,t(10;13)(p10;q10). These translocations were more frequent in the male gender, and with a mean higher frequency than the ones reported in the literature (5%-10%). Conclusions: These results are important to reinforce the contribution ofthe translocations in RA etiology, and to advise towards the risk and genetic counseling for couples infurther gestations.

Implications of genetic variability of Trypanosoma cruzi for the pathogenesis of Chagas disease

Trypanosoma cruzi, the etiological agent of Chagas disease, presents a high degree of intraspecific genetic variability, with possible implications for the clinical forms of the disease, like the development of cardiopathy, megaesophagus, and megacolon, alone or in combination. This tissue tropism involved in the pathogenesis of Chagas disease has still not been totally elucidated. Thus, the current review approaches key aspects of T. cruzi genetic diversity, the clinical forms of Chagas disease, and the infection of the host cell by the parasite and the immune response. Other aspects discussed here include the release of immunosuppressive factors by the parasite, acting in the host's immune response pathways; host cell apoptosis inhibition; the pathogenesis of chagasic megaesophagus, which can be related to host-parasite interaction; and finally the association between megaesophagus and increased risk for the development of squamous-cell esophageal carcinoma. However, despite great advances in the understanding of this disease, it is still not possible to establish the true relationship between the parasite's genetic variability and the clinical form of Chagas disease.

O Trypanosoma cruzi, agente etiológico da doença de Chagas, apresenta elevado grau de variabilidade genética intra-específica, com possíveis implicações na forma clínica da doença, como o desenvolvimento de cardiopatia, do megaesôfago e do megacólon de forma isolada ou em associação. Este tropismo tecidual envolvido na patogênese da doença não está totalmente esclarecido. Assim, nesta revisão são abordados alguns aspectos referentes à diversidade genética dos parasitas isolados, às formas clínicas da doença de Chagas, ao processo de infecção do parasita na célula hospedeira e resposta imune. Outros aspectos também são enfocados, como os fatores imunossupressivos liberados pelo parasita que atuam na regulação das respostas imunes, a inibição da apoptose da célula hospedeira, assim como da patogênese do megaesôfago chagásico que pode estar relacionada à interação hospedeiro- parasita e sua associação com risco aumentado para o desenvolvimento do carcinoma epidermóide do esôfago. Porém, apesar dos avanços no entendimento desta doença, ainda não é possível estabelecer o verdadeiro perfil da variabilidade genética do parasita com a forma clínica da doença de Chagas.

Gene amplification in carcinogenesis

Gene amplification increases the number of genes in a genome and can give rise to karyotype abnormalities called double minutes (DM) and homogeneously staining regions (HSR), both of which have been widely observed in human tumors but are also known to play a major role during embryonic development due to the fact that they are responsible for the programmed increase of gene expression. The etiology of gene amplification during carcinogenesis is not yet completely understood but can be considered a result of genetic instability. Gene amplification leads to an increase in protein expression and provides a selective advantage during cell growth. Oncogenes such as CCND1, c-MET, c-MYC, ERBB2, EGFR and MDM2 are amplified in human tumors and can be associated with increased expression of their respective proteins or not. In general, gene amplification is associated with more aggressive tumors, metastases, resistance to chemotherapy and a decrease in the period during which the patient stays free of the disease. This review discusses the major role of gene amplification in the progression of carcinomas, formation of genetic markers and as possible therapeutic targets for the development of drugs for the treatment of some types of tumors.

Comparison of histological and molecular diagnosis of Helicobacter pylori in benign lesions and gastric adenocarcinoma

A colonização do Helicobacter pylori está associada com gastrite crônica, úlcera péptica, metaplasia intestinal, adenocarcinoma e linfoma gástrico. O objetivo desse estudo foi comparar os resultados do diagnóstico histológico usado de rotina na detecção do H. pylori com o diagnóstico molecular. Foram utilizadas amostras de 80 lesões gástricas (gastrite crônica, gastrite atrófica, úlcera gástrica e metaplasia intestinal), 18 amostras de adenocarcinoma gástrico e 10 amostras de mucosa gástrica normal H. pylori negativas (controle). Todas as amostras foram avaliadas histologicamente (coloração com hematoxilina-eosina e Giemsa) e pela PCR com a amplificação dos genes antígeno espécie-específico (H3H4) e urease A (H5H6) do H. pylori e pelo gene humano CYP1A1, como controle da qualidade do DNA. Nas amostras de lesão benigna e adenocarcinoma gástrico, a infecção foi detectada em 43 per center (42/98) e 71 pe center (70/98), respectivamente, para os diagnósticos histológico e molecular (p = 0,0001). O teste de PCR detectou o H. pylori em 27,5 per center (22/80) das lesões gástricas benignas e em 50 per center (9/18) dos adenocarcinomas gástricos, com diagnóstico histológico negativo para essa bactéria. Cerca de 2,5 per center das amostras, exclusivamente de lesões benignas, com diagnóstico histológico positivo apresentaram resultado molecular negativo, para ambos os primers. Diferenças estatisticamente significantes foram encontradas entre os métodos histológico e molecular, em metaplasia intestinal (p = 0,0461) e adenocarcinoma gástrico (p = 0,0011), devido à subdetecção do H. pylori pelo método histológico, e provavelmente pela baixa densidade da bactéria conseqüente à atrofia severa da mucosa gástrica, nesses dois tipos de lesões. Nossos achados demonstram que o método de PCR é mais eficaz para diagnosticar a infecção por H. pylori, principalmente, em metaplasia intestinal e adenocarcinoma gástrico.

Carcinoma de células transicionais da bexiga (CCT): detecção precoce de alterações genéticas como fator diagnóstico e prognostico da progressão tumoral / Transitional cell carcinoma of the bladder (TCC): precocious detection of genetic alterations as diagnosis factor and tumor progression prognosis

Carcinoma de células transicionais (CCT) é o tipo histológico predominante de tumor epitelial maligno da bexiga. Estudos genéticos sobre os processos de iniciação e de progressão tumoral têm contribuído para o melhor entendimento dos mecanismos de carcinogênese urotelial. A ocorrência de alterações genéticas, principalmente em genes supressores de tumor e oncogenes, como CDKN-2, ARF, RB, TP53, H-RAS, BCL-2, c_ERBB-2, cyclin D1 e o receptor EGF-R, tem sido relatada em CCT. A progressão desses tumores parece ocorrer conjuntamente com a aquisição de anomalias cromossômicas com deleções em 9p, 9q e 17p e ganhos em 1q, 5p, 7p, 11q e 17q. Assim, a avaliação genética utilizando marcadores genéticos para o diagnóstico precoce e risco de recorrência e metástases torna-se um método promissor

Fatores genéticos e ambientais envolvidos na carciogênese gástrica / Genetics and environmental factors in gastric carcinogenesis

RACIONAL: O câncer de estômago é o segundo tipo mais comum de neoplasia no mundo. A carcinogênese de estômago é processo de múltiplos passos, podendo manifestar-se em várias etapas como gastrite superficial, gastrite atrófica crônica, metaplasia intestinal, displasia e, finalmente, como um carcinoma. Essas condiçöes costumam ser seqüenciais e ocorrer num período de muitos anos como resultado da exposiçäo a uma variedade de fatores endógenos e exógenos, que causam alteraçöes genéticas. Os recentes avanços da genética molecular têm mostrado que o acúmulo dessas várias anormalidades, incluindo a ativaçäo de oncogenes e a inativaçäo de genes supressores de tumores, resultam no desenvolvimento do câncer. Alteraçöes genéticas descritas em carcinomas gástricos incluem amplificaçöes e mutaçöes dos genes c-ERBB2, K-RAS, c-MET e TP53. O ganho de cromossomos também foi encontrado em várias combinaçöes com perda de outros cromossomos e pode estar associado com a expressäo elevada de oncogenes, que contribuem com a progressäo tumoral. CONCLUSÄO: Essas mudanças genéticas em carcinomas evidenciam o processo de múltiplas etapas da carcinogênese gástrica, por meio do acúmulo de uma série de alteraçöes

Chromosomal aneuploidies in bladder cancer, chronic cystitis and normal urothelium detected by fluorescence in situ hybridization

O presente trabalho investigou a ocorrência de anomalias cromossômicas numéricas em lesões dabexiga que possam auxiliar no diagnóstico precoce. A técnica de Hibridação in situ Fluorescente(FISH) foi aplicada para identificar tais anomalias nos cromossomos 7, 9 e 17 em núcleos interfásicosde 14 amostras de tumores da bexiga frescos (13 carcinomas de células transicionais, TCC, e 1carcinoma anaplásico indiferenciado, UAC), e 5 amostras derivadas de pacientes com TCC (2cistites crônicas e 3 biopsias de urotélio macroscopicamente normais). As anomalias mais freqüentesnos tumores malignos da bexiga foram trissomia/tetrassomia 7 (6/14=43 por cento), trissomia/tetrassomia17 (7/14=50 por cento) e monossomia 9 (4/14=29 por cento). As duas amostras de cistites crônicas apresentarammonossomia 9, uma das amostras de urotélio macroscopicamente normal exibiu resultado semelhante(polissomia 7, 9 e 17) ao do tecido tumoral correspondente. Dois carcinomas, um grau IV invasivo(TCC13) e um primário invasivo (UAC14), exibiram trissomia e tetrassomia 7, 9 e 17 sugerindoa ocorrência de poliploidia. Tais resultados reforçam o envolvimento dos cromossomos 7, 9 e 17 nacarcinogênese urotelial. As alterações dos cromossomos 7 e 9 estão relacionadas com os processo deiniciação e do cromossomo 17 com progressão e recorrência tumoral. Os resultados também suportama hipótese de que as cistites crônicas e o urotélio normal de pacientes com carcinoma de bexigapodem conter anormalidades cromossômicas importantes, que podem predizer risco para progressãoe recorrência tumoral. Assim, a técnica de FISH pode ser uma ferramenta útil para o diagnósticoprecoce, em pacientes com risco de desenvolver a doença e acompanhamento em casos de recorrênciae metástases.

Acalasia e câncer esofágico / Achalasia

A acalasia pode surgir na doença de Chagas, na qual uma infecçäo parasítica pode danificar o plexo mioentérico do esôfago e resultar em megaesôfago. O aspecto mais sério dessa condiçäo é o risco de desenvolvimento do carcionoma de células escamosas. Nesse carcinoma já foram descritas diferentes alterações gênicas e cromossômicas. Por outro lado, nenhuma análise citogenética molecular foi empregada nos estudos de megaesôfago chagásico. Essa abordagem pode legar a um diagnóstico mais apropriado das neoplasias esofágicas e à compreensäo da tumorigênese associada a agentes infecciosos e inflamaçäo epitelial

Alteraçöes cromossômicas causadas pela radiaçäo dos monitores de vídeo de computadores / Chromosome abnormalities caused by computer video display monitors' radiation

OBJETIVO: Em decorrência dos questionamentos sobre o efeito deletério das radiaçöes emitidas pelo campo eletromagnético (CEM) dos tipos ELF (extremely low frequency) e VLF (very low frequency) transmitidas pelos monitores de vídeo dos computadores (CRT), foi avaliada a freqüência de anomalias cromossômicas estruturais e a cinética do ciclo celular em indivíduos expostos por seu trabalho à radiaçäo dos CRT. MÉTODOS: A pesquisa de aberraçöes cromossômicas foi realizada em 2.000 metáfases de primeira divisäo celular obtidas de culturas de 48h de linfócitos de sangue venoso periférico de dez indivíduos expostos ao CRT (grupo E) e de dez controles (grupo C). A cinética do ciclo celular foi pesquisada pelos índices mitótico (IM) e de proliferaçäo celular (IPC). RESULTADOS: A análise estatística evidenciou freqüências significativamente maiores de metáfases com anomalias cromossômicas (E=5,9por cento; C=3,7por cento) e anomalias/célula (E=0,066ñ0,026; C=0,040ñ0,026) nos indivíduos expostos aos CRTs. As alteraçöes citogenéticas mais comuns foram as quebras cromatídicas, com freqüência de 0,034ñ0,016 no grupo E e de 0,016ñ0,015 no grupo C. As freqüências de IM e IPC näo apresentaram diferenças significantes entre os grupos avaliados. CONCLUSOES: Os resultados sugerem um efeito genotóxico do CEM emitido pelos CRTs devido à freqüência mais elevada de quebras cromatídicas, enfatizando a necessidade de haver um número maior de estudos com diferentes técnicas que vise a investigar a açäo do CEM sobre o material genético

Tetrasomy 15q11-q13 identified by fluorescence in situ hybridization in a patient with autistic disorder

We report a female child with tetrasomy of the 15q11-q13 chromosomal region, and autistic disorder associated with mental retardation, developmental problems and behavioral disorders. Combining classical and molecular cytogenetic approaches by fluorescence in situ hybridization technique, the karyotype was demonstrated as 47,XX,+mar.ish der(15)(D15Z1++,D15S11++,GABRB3++,PML-). Duplication of the 15q proximal segment represents the most consistent chromosomal abnormality reported in association with autism. The contribution of the GABA receptor subunit genes, and other genes mapped to this region, to the clinical symptoms of the disease is discussed

Relevância da genética na etiologia do autismo / Relevance of genetics in autism etiology

O autismo constitui uma das orincipais patologias integrantes dos transtornos invasivos do desenvolvimento. É caracterizado por atraso e desvio do desenvolvimento social, de comunicaçäo e cognitivo e se manifesta precocemente. Atualmente, é reconhecida a participaçäo de fatores genéticos em sua etiologia. Esse distúrbio näo segue padröes clássicos de herança mendeliana e apresenta grande heterogeneidade genética. Entre as síndromes gênicas observa-se forte associaçäo com a síndrome do cromossomo X frágil (gene FMR-1) com a esclerose tuberosa. Um número crescente de trabalhos têm relatado a ocorrência de anomalias cromossômicas em autismo, incluindo cromossomos extranumerários derivados do 15, envolvendo a regiäo 15q11-q13 e o cromossomo 7. Na regiäo 15q11-q13 encontram-se genes cujo produtos atuam no sistema nervoso central e que säo subunidades de recptores de neurotransmissores ou de canais de íons (UBE3A, GABRA5, GABRG3, CHRNA7, I ITO). Algumas regiöes do cromossomo 7 também contêm genes (EN-2 e HOXA) importantes para o desenvolvimento (homeogenes), com atuaçäo na formaçäo do sistema nervoso central. Os cromossomos 7, 15 e X, portanto, parecem conter genes relacionados com a etiologia do autismo, cuja avaliaçäo genética pode gerar conhecimentos sobre os mecanismos biológicos envolvidos neste grave distúrbio

Sister chromatid exchanges in heterozygote ß thalassaemic patients with normal folate levels

Linfócitos de pacientes ß talassêmicos heterozigotos com níveis normais de ácido fólico plasmático, cultivados por 72 horas em meio rico em folato, näo apresentaram frequências aumentadas de trocas entre cromátides-irmäs (TCI). Uma ampla variabilidade intra e interindividual foi encontrada nos grupos de talassêmicos e controles e fatores metodológicos e biológicos, tais como tipos de linfócitos periféricos, sexo, idade, cigarro, café e bebida alcoólica, como também hábito alimentar, säo possivelmente responsáveis por essas variaçöes