Abstract

O câncer de bexiga é o 4

th câncer mais comum entre os homens em os EUA Nós analisados genótipos variantes hipótese para modificar os principais processos biológicos envolvidos na carcinogénese da bexiga, incluindo a regulação hormonal, a apoptose, a reparação do ADN, vigilância imune, o metabolismo, a proliferação e a manutenção dos telómeros. A regressão logística foi usada para avaliar a relação entre a variação genética que afecta estes processos e susceptibilidade em 563 casos de carcinoma de células uroteliais genotipados e 863 controles inscritos em um estudo caso-controle de câncer incidente bexiga realizado em New Hampshire, EUA Nós avaliamos interações gene-gene usando multifatorial dimensionalidade Redução (MDR) e análise estatística Epistasia rede. A forma de flanco variante 3’UTR do gene regulação hormonal

HSD3B2

foi associado com maior risco de câncer de bexiga na população New Hampshire (OR ajustado 1,85 IC 95% 1,31-2,62). Este achado foi replicado com sucesso no estudo do cancro do Texas bexiga com 957 controles, 497 casos (OR ajustado 3,66 IC 95% 1,06-12,63). O efeito deste SNP prevalente foi mais forte entre os homens (OR 2,13 IC 95% 1,40-3,25) do que mulheres (OR 1,56 IC 95% 0,83-2,95), (interação SNP-género

P

= 0,048). Também identificamos uma interação SNP-SNP entre a activação de células T genes relacionados

GATA3

e

CD81

(interação

P

= 0,0003). O fato de que a incidência de cancro da bexiga é de 3-4 vezes maior em homens sugere o envolvimento de níveis hormonais. Esta análise baseia-processo biológico sugere marcadores de susceptibilidade candidatos e apoia a teoria de que interrompeu a regulação hormonal desempenha um papel na carcinogênese da bexiga

Citation:. Andrew AS, Hu T, Gu J, Gui J, Ye Y, Marsit CJ , et ai. (2012)

HSD3B

e Gene-Gene interações em uma Análise de Caminho-Based de susceptibilidade genética para o cancro de bexiga. PLoS ONE 7 (12): e51301. doi: 10.1371 /journal.pone.0051301

editor: Joellen M. Schildkraut, Duke University Medical Center, Estados Unidos da América

Recebido: 04 de junho de 2012; Aceito: 31 de outubro de 2012; Publicado: 19 de Dezembro 2012 |

Direitos de autor: © 2012 Andrew et al. Este é um artigo de acesso aberto distribuído sob os termos da Licença Creative Commons Attribution, que permite uso irrestrito, distribuição e reprodução em qualquer meio, desde que o autor original ea fonte sejam creditados

Financiamento:. Financiamento em parte para a pesquisa de Dartmouth do Instituto Nacional do Câncer (https://cancer.gov/) os números de concessão CA102327, CA121382, CA099500, CA82354, CA57494, e CA078609; do Instituto Nacional de Ciências de Saúde Ambiental (https://www.niehs.nih.gov/) números de subvenção ES00002, 5 P42 ES05947 e ES07373; o Centro Nacional de Investigação Recursos (https://www.ncrr.nih.gov) números de subvenção RR028309, RR018787 e RR024475; Institutos Nacionais de Saúde (https://nih.gov/) número de concessão LM009012; e Instituto Nacional de Ciências Médicas Gerais GM103534. Financiamento, em parte, para a pesquisa do MD Anderson Cancer Center, do Instituto Nacional do Câncer (https://cancer.gov/) os números de concessão U01 CA 127.615, R01 CA 74880, P50 CA 91846, e R01 CA 131335 e da Research UT MD Anderson Cancer Centro trust (https://www.mdanderson.org/). Os financiadores não tiveram nenhum papel no desenho do estudo, coleta de dados e análise, decisão de publicar ou preparação do manuscrito

CONFLITO DE INTERESSES:.. Os autores declararam que não existem interesses conflitantes

Introdução

o câncer de bexiga é o 4

th câncer mais comum entre os homens em os EUA e é responsável por 3% das mortes por câncer [1]. Os métodos actuais para a detecção de tumores da bexiga envolvem rastreio não-invasivo por meio de testes hematauria, citologia da urina, e a imagem da bexiga, seguido de diagnóstico definitivo utilizando cistoscopia invasiva e biópsia. Estudos de caso-controle fornecem evidência de uma predisposição familiar para o câncer de bexiga [2], [3] [4], o que indica que alguns factores de susceptibilidade podem ser hereditárias. Os programas de rastreio são mais prováveis ​​de serem eficazes entre os subconjuntos de alto risco da população, uma vez que a prevalência da doença é maior. Identificar esses marcadores genéticos de grupos de alto risco vai permitir o desenvolvimento de programas de rastreio eficazes para detectar tumores de bexiga em um estágio inicial.

Uma série de diferentes mecanismos têm adaptado para responder a tipos específicos de danos exógena ou comportamento celular aberrante para prevenir ou reparar danos às macromoléculas, e para remover as células danificadas. Nossa hipótese é que a incidência de cancro da bexiga pode ser afetado por variações genéticas em cada uma dessas principais mecanismos de carcinogênese. Por exemplo, a proliferação celular é controlado por proteínas que mantêm a sincronia do crescimento celular, a síntese de ADN, mitose e a divisão celular [5], [6]. A resposta de checkpoint do ciclo celular é uma cascata de transdução de sinal desencadeada em resposta a detecção de danos no ADN [7]. Estes sinais bloqueiam a progressão do ciclo celular, a célula que dá a possibilidade de reparar as lesões antes que eles tornam-se permanentemente integrado no ADN como mutações. Se o dano é muito grande, o processo de apoptose, ou morte celular programada é activado para remover as células antes de proliferar [8], [9], [10]. Variações genéticas em reguladores apoptóticos críticos podem, portanto, aumentar o risco de câncer. Um sistema complexo de enzimas de reparo do DNA fornece mecanismos para o reconhecimento da lesão, o recrutamento de proteína, remoção base danificada e reparação. variação genética em vias de reparo de DNA tem efeitos sobre o risco de cancro da bexiga [11] bem documentada.

O fato de que a incidência de cancro da bexiga é 3-4 vezes maior no sexo masculino sugere que o risco pode ser modificado por níveis hormonais [12] . O excesso de risco entre os homens não é totalmente explicado por exposições ocupacionais ou taxas de tabagismo mais elevadas. O tratamento dos animais com hormônios androgênicos promove o desenvolvimento de tumores de bexiga mais do que o tratamento com hormônios estrogênicos. O menor risco de cancro da bexiga entre parous em comparação com mulheres nulíparas também sugere um eixo hormonal à doença [13].

O sistema imunológico desempenha tanto de vigilância para invadir microorganismos patogênicos e assassinato seletivo de células nativas desregulados, incluindo tumor células. células assassinas naturais e células-T pode mediar esta resposta anti-tumoral de proteção [14]. Alternativamente, o crescimento do tumor pode ser percebido como uma ferida, provocando uma resposta inflamatória que pode efectivamente promover o desenvolvimento do tumor [15]. Nós supomos que a variação genética nas moléculas envolvidas na resposta imune e sinalização de citocina pode modular a suscetibilidade ao câncer.

O metabolismo celular e transformação de moléculas exógenos e endógenos também está integralmente relacionado à carcinogênese. As células podem prevenir danos por espécies reactivas de oxigénio por cima de regulação de enzimas antioxidantes, como a glutationa. enzimas metabólicas processar xenobióticos, formando intermediários biologicamente reactivos, tais como o ADN danificar subproduto tabaco epóxido benzo-a-pireno diol (BPDE) [16]. A fim de dividir rapidamente, células tumorais precisa de gerar grandes quantidades de ATP, que pode ser realizada comutando a partir de fosforilação oxidativa a glicólise [17]. Nós relatado anteriormente que um SNP na relacionado metabolismo desidrogenase gene de metileno tetrahidrofolato (

MTHFD2_01

) foi associado com um risco aumentado de cancro da bexiga (OR 1,7) [18].

Temos agora testar a hipótese de que a variação genética nos principais processos desregulados na carcinogênese: apoptose, reparo do DNA, hormona, vigilância imune, metabolismo, proliferação, neuronais, dos telômeros, e de transporte podem modificar a suscetibilidade ao câncer de bexiga. Realizamos análises separadas de SNPs relacionados ao câncer hipótese de processo de carcinogênese, assim como interações avaliada utilizando um estudo de caso-controle grande, de base populacional EUA de cancro da bexiga. variantes de risco genéticos podem ser úteis na elucidação de mecanismos e identificação de grupos de alto risco para programas de rastreio alvo; que, interações com exposições ambientais poderia ajudar a identificar subgrupos da população que carregam o maior risco.

Materiais e Métodos

Grupo de estudo

Foram identificados todos os casos de câncer de bexiga entre moradores de New Hampshire, com idades entre 25 a 74 anos, diagnosticados entre 1 de Julho de 1994 a 31 de dezembro de 2001 do Registro de Câncer do Estado. Métodos pormenorizados foram descritos anteriormente [19]. Resumidamente, foram entrevistados um total de 857 casos de cancro da bexiga, que foi de 85% dos casos confirmados de ser elegíveis para o estudo. Slides e blocos foram re-avaliação pelo patologista estudo para avaliar a histologia do tumor, estágio e grau. O estágio atribuído pelo patologista foi usada para tumores 2A palco, enquanto os dados Registro de Câncer no palco foi usado para estágio mais elevado. As análises foram restritas aos participantes com ascendência europeia auto-referida ( 95% dos indivíduos dessa população), entrevistados no prazo de dois anos após o diagnóstico preliminar, que foram diagnosticados com carcinoma de células uroteliais da bexiga de estágio do tumor conhecido, que foram consideradas cancerígenas pela histopatologia re-avaliação (~ 90%), ou o diagnóstico original, se os materiais de patologia não estavam disponíveis, resultando em um grupo caso de 783 participantes.

Controles de menos de 65 anos de idade foram selecionados usando listas populacionais obtidos a partir do Departamento de Transportes New Hampshire. Controla 65 anos de idade e mais velhos foram escolhidos a partir de arquivos de dados fornecidos pelos Centros de Medicare Medicaid Services (CMS) de New Hampshire. Para a eficiência, nós compartilhamos um grupo de controle com um estudo do câncer de pele não-melanoma em New Hampshire cobrindo um período de diagnóstico sobreposição de 1 de Julho de 1993 a 30 de junho de 1995 [19]. Foram selecionados controles adicionais para casos de câncer de bexiga diagnosticados entre 1 de Julho de 1995 a 30 de junho de 1998 frequência correspondente a esses casos na idade (25-34, 35-44, 45-54, 55-64, 65-69, 70-74 anos) e sexo. Foram entrevistados um total de 1191 controlos (o grupo controle compartilhado total e controles adicionais), que foi de 70% dos controles confirmados para serem elegíveis para o estudo. Tal como acontece com os casos, as análises foram restritas a quem tinha uma ascendência europeia auto-referida ( 95% dos controles), resultando em um grupo de 1167 participantes de controle

Entrevista pessoal

Informado. consentimento por escrito foi obtido de cada participante e todos os procedimentos e materiais de estudo foram aprovados pelo Comité para a protecção dos seres humanos no Dartmouth College. participantes consentidas foram submetidos a uma entrevista detalhada em pessoa, geralmente em sua casa. Os procedimentos de recrutamento para ambos os controles compartilhados do câncer de pele não-melanoma e controles adicionais eram idênticos e em curso concomitantemente com as entrevistas de casos. status de caso-controle e os principais objetivos do estudo não foram divulgados para os entrevistadores. Para garantir uma qualidade consistente do entrevistador estudo, as entrevistas foram gravadas com o consentimento dos participantes e rotineiramente monitorados pelo supervisor entrevistador. Para avaliar a comparabilidade dos casos e controles, pedimos assuntos se eles atualmente detida uma carteira de motorista ou um cartão de inscrição Medicare. Os indivíduos foram convidados a fornecer uma amostra de sangue. As amostras foram mantidas a 4 ° C e enviado através do correio para o laboratório de estudo do Dartmouth dentro de 24 horas para o processamento e análise.

A genotipagem

O ADN foi isolado utilizando Qiagen kits de extracção de ADN genómico (QIAGEN Inc. ., Valência, CA) a partir de amostras de linfócitos de sangue periférico circulantes colhidas no momento da entrevista ou posteriormente a partir de um laboratório externo. A genotipagem foi realizada em todas as amostras de ADN de concentração suficiente (563 casos de carcinoma urotelial, 863 controlos), utilizando o sistema de ensaio GoldenGate Illumina, Inc., San Diego, CA). Foram genotipados um total de 1.522 SNPs, principalmente a partir do Painel de cancro da Illumina (1.421 SNPs em cerca de 400 genes relacionados com o cancro hipotéticos). Os SNPs foram seleccionados dentro da codificação, intrónica e regiões f lanqueadoras a hipótese de ser potencialmente funcional dos genes de interesse, incluindo uma média de 3 SNPs por gene. Um total de 24 ( 2%) de SNPs foram excluídos da análise devido à menor frequência alelo 5% ou uma taxa de chamada de baixo genótipo. O SNPs relataram teve taxas de chamada de ≥99.2%. Amostras repetidos em várias placas GoldenGate rendeu a mesma chamada para 99,9% dos SNPs e 99,5% das amostras apresentadas foram genotipados com sucesso.

O principal objetivo do estudo foi avaliar a relação entre a variação genética nas nove principais processos de carcinogênese e suscetibilidade ao câncer de bexiga. Estes nove processos são: apoptose, reparo do DNA, Imune, Hormone, Metabolismo, Neural, Proliferação, Telomere e Transporte /Sinalização. Nós agrupados SNPs que foram envolvidos em cada processo de acordo com o banco de dados para anotação, visualização e descoberta integrada (DAVID) Gene Ontology (GO) motor de busca (https://www.geneontology.org/GO.tools.microarray.shtml) [20]. O número de SNPs analisados ​​por grupo funcional foi como se segue: apoptose n = 135, a reparação do ADN n = 224, imune n = 243, hormona n = 68, metabolismo n = 340, neural n = 11, proliferação n = 304, dos telómeros N = 27, o transporte /sinalização n = 170 (Tabela S1 contém uma lista completa desses SNPs).

comparação externa

Foram comparados os resultados do

HSD3B2

SNP identificados em nossa população de estudo New Hampshire com as de um SNP proxy que estava em desequilíbrio de ligação (LD = 1,0) com este SNP utilizando dados do estudo do cancro de bexiga Texas (TXBCS). Casos (n = 497) e controles (n = 957) no Texas bexiga Cancer Study (TXBCS) que tinha sido genotipados usando um painel Associação Genome-Wide foram derivadas de um estudo de caso-controle de câncer de bexiga hospital de base em curso [21] . Os casos foram recentemente diagnosticados, histologicamente confirmados e casos incidentes de bexiga não tratados previamente recrutados a partir da Universidade do Texas MD Anderson Cancer Center e Baylor College of Medicine. controles saudáveis ​​foram recrutados de Kelsey Seybold, o maior multispecialty, grupo médico de atendimento administrado na área metropolitana de Houston. Controles eram indivíduos sem história prévia de câncer (exceto câncer de pele não-melanoma) para casos por idade (± 5 anos), pareados por freqüência, sexo e etnia. O consentimento informado foi obtido de todos os participantes do estudo antes da recolha de dados epidemiológicos e amostras de sangue por entrevistadores pessoal MD Anderson treinados. O estudo foi aprovado pelo IRB do MD Anderson Cancer Center, Baylor College of Medicine e da Clínica Kelsey-Seybold.

A análise estatística

Análise de SNPs individuais por grupo.

SNPs individuais foram analisados ​​separadamente para cada um dos cinco caminhos biológicos de interesse utilizando regressão logística multivariada (SAS versão 9.1). Dentro de cada um dos nove principais processos de carcinogênese, testamos associações hipotéticos entre SNPs e suscetibilidade ao câncer de bexiga por meio de regressão logística, com ajuste para idade, sexo e tabagismo. Assumindo dominância incompleta, testamos heterozigotos versus tipo selvagem; variante versus tipo selvagem, bem como um modelo dominante (heterozigótica + variante vs tipo selvagem). As análises foram realizadas para todos os casos de carcinoma de células uroteliais em conjunto, bem como estratificados em invasiva (fase II, III, IV) e não-invasiva (fase 0, I) tumores, e por sexo. Todas as análises foram ajustadas por idade, sexo e tabagismo (nunca, anterior, atual). significâncias estatísticas das interações foram avaliados através de testes de razão de probabilidade, comparando os modelos com e sem termos de interação.

P valores

representam dois lados testes estatísticos. Para corrigir para comparações múltiplas dentro de cada grupo de SNPs, também calculado

P

-Valores ajustado para o Falso Descoberta Rate (FDR) para o número total de SNPs dentro de um grupo funcional e relatar SNPs com FDR ajustado

P

-Valores. 0.25.

Análise de SNP-SNP Interações

Nós usamos a redução de dimensionalidade multifatorial não paramétrico (MDR) abordagem descrita em detalhes em outros lugares [22], [23 ], [24], [25] e revisto por Moore [26]. MDR é uma redução de dados (isto é, indução construtiva) abordagem que procura identificar combinações de genótipos multilocus que estão associados com a de alto risco ou de baixo risco de doença. Utilizou-se uma adaptação do algoritmo ReliefF como um passo de pré-filtragem para ajudar a identificar epistática ou não aditivos, interagindo SNPs em MDR [27]. Nós usamos 10 vezes validação cruzada e teste de permutação de 1000 vezes. Além disso, utilizou-se estatística Epistasia Networks para identificar as interações gene-gene dentro de cada grupo funcional [28]. Nós ainda avaliadas as duas interações topo do ranking (pesos de informação mútua que excederam 0,01, permutação testes

P

-Valores 0,001). Foram incluídos termos de interação em um modelo de regressão logística, o ajuste para idade, sexo e tabagismo. significâncias estatísticas das interações foram avaliados através de testes de razão de probabilidade, comparando os modelos com e sem os termos de interação. A diferença primária entre estes dois métodos de identificação de interacções SNP-SNP é que a análise MDR é independente do modelo genético. Ele atribui a cada célula de uma tabela interacção 3 × 3 como de alto risco ou de baixo risco, independentemente da sua frequência na população, e em seguida os grupos Estas combinações genótipo em uma variável de dois níveis. Em contraste, a análise estatística Epistasia rede utiliza o tipo selvagem – de tipo selvagem como o grupo de referência. redes estatísticos epistasia também interações separadas (descritos como largura de borda) dos efeitos principais (descritos como tamanho vertex)

A significância estatística dos resultados de regressão logística individuais foi considerada em

P Art 0,001 e nós. restrito nosso relatório de SNPs que atendem a essa corte. Para evitar relatar estimativas instáveis, nós conservadora definir o tamanho mínimo de célula para 20 heterozigotos ou variante casos e controles.

Resultados

Casos e controles em nosso estudo foram comparáveis ​​em idade. Os participantes genotipados tinham características similares como os participantes do estudo global (Tabela 1). A percentagem mais elevada de casos de cancro da bexiga eram do sexo masculino do que os controles (Tabela 1). Mais casos do que os controles relataram que eles eram fumantes. Como nosso estudo é baseado na população, a maioria (83%) dos nossos casos eram não-invasivo no diagnóstico inicial.

As variantes para um SNP no tipo desidrogenase gene regulação hormonal 3-beta-hidroxiesteróide II (

HSD3B2

) tiveram um risco aumentado de cancro da bexiga (geral OR 1,94 IC 95% 1,36-2,75) em comparação com aqueles que eram do tipo selvagem (Tabela 2). Os resultados globais para SNP HSD3B2_23 permaneceu significativa quando a análise foi restrita aos tumores não invasivos. O efeito foi mais forte para os homens (variante ou 2,13 IC 95% 1,40-3,25) do que mulheres (variante ou CI 1,56 95% 0,83-2,95), com uma interação estatisticamente significativa SNP-sexo (

P

-interaction 0,048 ).

Em seguida, validada esta análise usando casos e controles do Cancer Study Texas bexiga. Foram identificados um SNP proxy que foi em desequilíbrio de ligação (LD = 1,0) com o SNP associado ao risco que, primeiro, identificadas na população New Hampshire. Observou-se um aumento de 3 vezes no risco de cancro da bexiga associado com o genótipo variante (OR 3,66 IC 95% 1,06-12,63), em comparação com o tipo selvagem (Tabela 3).

SNPs analisados ​​em relação à bexiga geral o risco de câncer que nós relatado anteriormente (por exemplo, no metabolismo SNPs metilenotetrahidrofolato desidrogenase (dependente de NADP +) 2 (

MTHFD2

), 1C álcool desidrogenase (

ADH1C

); SNPs telomerase associada à telomerase proteína 1 (

TEP1

) e telomerase transcriptase reversa (

TERT

)) também se reuniu com os critérios atuais para significância estatística, a taxa de descoberta de falsas, eo tamanho mínimo da amostra por célula que estabelecemos para esta análise restrito de células uroteliais risco de carcinoma e mostrou tendências similares para o risco de tumores, tanto não-invasivos e invasivos [18].

Nós usamos Multifactor dimensionalidade Redução (MDR) algoritmos para detectar as principais interações potenciais entre os SNPs analisados ​​em relação ao urotelial celular risco de carcinoma [27]. análise MDR dos genes relacionados-imune rendeu a combinação SNP ranking superior: GATA3_23 e CD81_04 (teste de equilíbrio precisão 0,56, consistência validação cruzada 3/10). Essa interação foi estatisticamente significativa pelo teste da razão de verossimilhança, com um risco reduzido de câncer de bexiga associado com o genótipo heterozigoto /variante desses SNPs vs. tipo selvagem (

P

= 0,0003) (Tabela 4). Os melhores MDR bidirecionais modelos para os outros processos não têm um teste da razão de verossimilhança

P

valores que preencheram os critérios de significância estatística após ajuste para idade, sexo e tabagismo (dados não mostrados).

Além disso, nós corremos modelos estatísticos Epistasia rede para testar interações de pares entre SNPs, como descrito [28]. análise de regressão logística do topo do ranking de pares SNP (Ganho de Informação 0,011) foi então realizada com ajuste para idade, sexo e tabagismo. gráficos de rede representam as principais combinações de SNP, como classificado pela permutação

P

-valor e força de interação, para o reparo do DNA, Imune e grupos do Metabolismo (Figura S1). Indivíduos com as formas variantes de genes de reparo de DNA segregação postmeiotic aumentou 1 (

PMS1

) e nibrin (

NBS1

) teve um 4 vezes maior risco de cancro da bexiga (OR 4,15 IC 95% 1,79 -9,66), em comparação com os de tipo selvagem para estes SNPs (Tabela 5). Em contraste, foram observados riscos reduzidos para SNPs relacionados-imune em factor regulador de interferão 3 (

IRF3

) e interleucina 6 (

IL-6

) (OR 0,39 IC 95% 0,24-0,62) e para combinações de Metabolismo SNP da catecol-O-metiltransferase (

COMT

) e apolipoproteína B (

APOB

) (OR 0,35 IC 95% 0,21-0,58), e para sintase da prostaglandina-endoper�ido 2 (

PTGS2

) e ATP-vinculativo cassete, sub-família C, membro 4 (

ABCC4

) (0,23 IC 95% 0,11-0,49). Outras interações potenciais mostrados nos gráficos de rede não preenchem os nossos critérios de teste de razão de verossimilhança para a significância estatística após ajuste para idade, sexo e tabagismo. Hardy Weinberg

P

-Valores para a população de controlo foram (HSD3B2_23 rs1417608 NH = 0.46e-19, rs1341015 TX = 0,38, GATA3_23 = 0,005, CD81_04 = 0,45, PMS1_26 = 0,10, NBS1_01b = 0,66, IRF3_01 = 0,30, IL6_01 = 0,24, COMT_28b = 0,003, APOB_07 = 0,09, PTGS2_05 = 0,79, ABCC4_04 = 0,50).

Nós testamos para a evidência de estratificação populacional usando todo o conjunto de 1.421 SNPs analisados ​​neste estudo . A trama Q-Q comparando o observado ao esperado

P

distribuição -valor sugere que a estratificação da população é insignificante para este estudo (Figura S2). Calculou-se o fator de inflação genoma (λ) para ser 1,05 (CI 0,92-1,08 95%) [29].

Discussão

Observou-se que a região da variação genética na 3’UTR flanqueando o gene regulação hormonal 3-beta-hidroxiesteróide desidrogenase tipo 2 (

HSD3B2

) foi associado com quase um aumento de duas vezes no risco de câncer de bexiga. Este SNP é relativamente prevalente na população, com alelos variantes detectados em mais de 30% do nosso grupo caso.

HSD3B

codifica NAD + enzimas microssomais dependentes que catalisam a biossíntese e inativação de muitos tipos de hormonas esteróides. Elas catalisam a formação de di-hidrotestosterona e dihydroprogesterone [30] (Figura S3a). Na próstata, eles inactivar di-hidrotestosterona, que se liga e estimula a transcrição de genes através de elementos responsivos aos andrógenos [31]. Vários estudos têm associado previamente

HSD3B

polimorfismos com maior risco de câncer de próstata e agressividade [31], [33], [34] [32]. Especificamente, dois

HSD3B2

SNPs no 3’UTR (rs1819698 e rs1538989) foram associados com aumento significativo do risco de câncer de próstata em pessoas de ascendência europeia (OR 2,66 IC 95% 1,13-6,24) [31]. Estes SNPs cancro da próstata relacionados estão em alta desequilíbrio de ligação com nosso cancro da bexiga associado flanqueando SNP, rs1417608 (r

2 0,841 e 1,0, respectivamente). rs1538989 SNP afectou a ligação de PU.1 activador transcricional de uma forma específica do alelo [31]. rs1819698 SNP é também computacionalmente previsto para interromper locais de ligação para microRNA miR-3658 (0,571) deltas. Nossa SNP risco associado (rs1417608) também está em desequilíbrio de ligação com outro site miR obrigatório interromper 3’UTR SNP, rs1361530 (r

2 0,818), o que pode afetar a ligação de miR-423-5p (DeltaS 0.62), miR- 1914 * (DeltaS 0,591) e miR-3658 (DeltaS 0,571) (https://tare.medisin.ntnu.no/mirsnpscore). Essas relações computacionalmente previstos são caracterização especulativa e funcional será necessário para verificar a interrupção da ligação miRNA experimentalmente.

O

HSD3B2

SNP que encontramos associado não foi incluído nos grandes painéis de associação do genoma utilizado para os recentes estudos de câncer de bexiga [21], [35], [36]. A busca de SNPs em desequilíbrio de ligação revelou outros SNPs 3’UTR flanqueadores que foram incluídos nos painéis Illumina SNP analisados ​​nestes estudos (rs1341015, rs11805965, rs10923825). A análise dos rs1341015 SNP de proxy na população Cancer Study Texas bexiga afirmou um risco 3 vezes maior. A associação pode não ter sido relatado anteriormente, devido à forte associação entre os homens, e em cancros não invasivos; que, estudos genome-wide scan anteriores voltados para os principais efeitos nas populações, e alguns tinham uma maior proporção de tumores invasivos de risco e de alta [21], [35], [36]. A predominância de cancro da bexiga nos machos em relação às fêmeas levanta a possibilidade de um papel para níveis hormonais desreguladas na etiologia desta doença. Nas mulheres, a paridade está relacionado a um menor risco de cancro da bexiga em comparação com nuliparidade, além de apoiar a hipótese de que os hormônios podem modificar o risco de câncer da bexiga [37], [38]. Estudos recentes em animais implicam ainda um papel específico para andrógenos eo receptor de andrógeno no cancro da bexiga. Especificamente, androgénio e receptor de androgénio depleção murganhos protegidos contra o desenvolvimento de tumores de bexiga induzida por carcinogénios químicos. suplementação dihidrotestosterona parcialmente restaurada a formação de tumores de camundongos knockout do receptor de andrógeno [12].

Na via Imune-resposta, observou-se uma interação entre SNPs em

GATA3

e

CD81

, de tal forma que os genótipos variantes heterozigotos combinados foram associados com o risco de cancro da bexiga reduzida. CD81 promove a activação de células T, proliferação e produção de IL-2 [39] (Figura S3B). GATA3 é um factor de transcrição que se liga e activa os receptores de culas T alfa e delta, entre numerosos outros alvos, tais como interleucinas e interferão gama (Figura S3C). A sobre-expressão da proteína GATA3 foi observada em 67% dos carcinomas uroteliais [40]. polimorfismos GATA3 têm sido associados com o risco de câncer de mama reduzido [41]. O efeito de modificação de risco destas SNPs imuno-relacionados reforça a importância da resposta imune, a inflamação, infecção ou na etiologia do cancro da bexiga. Bexiga é um dos poucos cancros com respostas robustas para imunoterapia. A resposta inflamatória a Bacilo de Calmette-Guerin (BCG) a instilação nos resultados da bexiga em envolvendo um efeito anti-tumorigénica neutrófilos [42]. Além disso, nós e os outros de forma consistente observar menor risco de câncer de bexiga entre os usuários de drogas anti-inflamatórias não-esteróides (AINEs) [43].

Tal como acontece com a resposta imune SNPs, várias das outras interações que observamos conferido um menor risco de cancro da bexiga associada com uma combinação de genotipos heterozigóticos. Este efeito é biologicamente plausível uma vez que uma modificação moderada de efeito pode ser benéfico, enquanto os efeitos mais extremos que podem ser conferidos pelos genótipos variantes homozigotos poderia ser prejudicial. Uma explicação alternativa para a identificação de interacções entre os heterozigotos é um problema de poder estatístico em que a combinação dos dois genótipos variantes homozigóticos era muito pouco frequente na população a ser capaz de detectar interacções. análises funcionais destas combinações genotípicas seriam necessários para ajudar a elucidar esses efeitos.

A natureza de base populacional deste estudo é uma vantagem para o potencial de generalização dos resultados. As limitações incluem um pequeno número de lesões altamente invasivos que restringem nossa capacidade avaliar o impacto do genótipo sobre este subconjunto de cânceres agressivos. No entanto, nossos dados sugerem interações novos SNP-SNP e SNP-gênero que modificam o risco de cancro da bexiga. Em particular, um SNP prevalente que flanqueia o gene regulador hormonal

HSD3B

foi associada com uma maior do que duas vezes maior risco para os homens. Esta descoberta foi confirmada com sucesso por um SNP proxy na população Cancer Study Texas Bexiga e uma validação adicional irá garantir a aplicabilidade destes potenciais marcadores genéticos antes da utilização clínica. Esta observação adiciona suporte para a teoria de que a hormona de desregulação pode ser importante na etiologia do cancro da bexiga. Identificar desregulação hormonal como um novo fator causal de cancro da bexiga pode levar a novas estratégias de prevenção no futuro. genes de susceptibilidade genética podem ser usadas como marcadores para sub-populações de alto risco que se beneficiariam de rastreio estratégias para detectar tumores da bexiga em fases precoces. marcadores de susceptibilidade também pode ser usado para orientar a definição de limites sobre DNA agentes nocivos no ambiente e local de trabalho que são protetores dos indivíduos mais sensíveis.

Informações de Apoio

Figura S1.

Estatística Epistasia Networks mostrando interações gene-gene em relação ao risco de câncer de bexiga. Os pontos fortes do efeito principal e efeito da interação de pares foram medidos através de informação mútua e informações de ganho baseado em entropia associada a cada SNP e cada combinação de pares de SNPs. genótipos SNP foram modelados de acordo com o aumento da dose alelo variante (0 = tipo selvagem, 1 = heterozigotos, 2 = variante homozigoto). Os resultados estão representados nos diagramas de rede. Um teste de permutação (1000 vezes) foi usada para calcular a significância estatística de cada par de SNPs. Cada nó representa um SNP e seu tamanho denota o seu principal efeito. A largura de uma borda que liga dois SNPs denota sua força de interação de pares. Gráficos apresentados representam melhores classificados interações que têm um teste de permutação

P Art 0,02: S1a. rede de reparo do DNA, S1b. rede imunológica, s1c. . Metabolism rede

doi: 10.1371 /journal.pone.0051301.s001

(JPG)

Figura S2.

Q-Q lote de

P

-Valores. Como um teste para a estratificação da população, comparou-se a distribuição observada de

P

-Valores a partir da análise de regressão logística (eixo y) ao esperado sob a distribuição nula (eixo x)

doi.: