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Colombia Médica : CM logoLink to Colombia Médica : CM
. 2019 Sep 30;50(3):163–175. doi: 10.25100/cm.v50i3.2385
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BRCA1 and BRCA2 mutations in a sample of breast and ovarian cancer families from the Colombian pacific

Mutaciones en los genes BRCA1 y BRCA2 en una muestra de familias con cáncer de mama y/u ovario del pacífico colombiano.

Laura Cifuentes-C 1, Ana Lucia Rivera-Herrera 1, Guillermo Barreto 1,
PMCID: PMC7141151  PMID: 32284662

Abstract

Introduction:

Breast cancer is the most common neoplasia of women from all over the world especially women from Colombia. 5%­10% of all cases are caused by hereditary factors, 25% of those cases have mutations in the BRCA1/BRCA2 genes.

Objective:

The purpose of this study was to identify the mutations associated with the risk of familial breast and/or ovarian cancer in a population of Colombian pacific.

Methods:

58 high-risk breast and/or ovarian cancer families and 20 controls were screened for germline mutations in BRCA1 and BRCA2, by Single Strand Conformation Polymorphism (SSCP) and sequencing.

Results:

Four families (6.9%) were found to carry BRCA1 mutations and eight families (13.8%) had mutations in BRCA2. In BRCA1, we found three Variants of Uncertain Significance (VUS), of which we concluded, using in silico tools, that c.81­12C>G and c.3119G>A (p.Ser1040Asn) are probably deleterious, and c.3083G>A (p.Arg1028His) is probably neutral. In BRCA2, we found three variants of uncertain significance: two were previously described and one novel mutation. Using in silico analysis, we concluded that c.865A>G (p.Asn289Asp) and c.6427T>C (p.Ser2143Pro) are probably deleterious and c.125A>G (p.Tyr42Cys) is probably neutral. Only one of them has previously been reported in Colombia. We also identified 13 polymorphisms (4 in BRCA1 and 9 in BRCA2), two of them are associated with a moderate increase in breast cancer risk (BRCA2 c.1114A>C and c.8755­66T>C).

Conclusion:

According to our results, the Colombian pacific population presents diverse mutational spectrum for BRCA genes that differs from the findings in other regions in the country.

Keywords: Hereditary Breast and Ovarian Cancer Syndrome, BRCA1, BRCA2, Germ-line mutations, Colombia


Remark

1) Why was this study done?
The prevalence and type of BRCA1 or BRCA2 germline mutations varies considerably, among diverse ethnic groups and geographical areas. The population from Colombian pacific have a special genomic background with a high degree population admixture between Amerindians, Afro-descendants and Europeans. Data on the contribution of germline BRCA1/BRCA2 mutations to breast cancer in the Colombian population is scarce. The purpose of this study was to identify the mutations associated with the risk of familial breast and/or ovarian cancer in a population of Colombian pacific.
2) What did the researchers do and find?
In this study, a mutational screening was performed for the entire coding region and exon-intron boundaries of the BRCA1 and BRCA2 genes in high-risk Colombian families selected based on their family history of breast and ovarian cancer. 58 high-risk breast and/or ovarian cancer families and 20 controls were screened for germline mutations in BRCA1 and BRCA2, by Single Strand Conformation Polymorphism (SSCP) and sequencing. Four families were found to carry BRCA1 mutations and eight families had mutations in BRCA2. In BRCA1, we found three Variants of Uncertain Significance (VUS), of which we concluded, using in silico tools, that c.81­12C>G and c.3119G>A (p.Ser1040Asn) are probably deleterious, and c.3083G>A (p.Arg1028His) is probably neutral. In BRCA2, we found three variants of uncertain significance, using in silico analysis, we concluded that c.865A>G (p.Asn289Asp) and c.6427T>C (p.Ser2143Pro) are probably deleterious and c.125A>G (p.Tyr42Cys) is probably neutral. We also identified 13 polymorphisms (4 in BRCA1 and 9 in BRCA2), two of them are associated with a moderate increase in breast cancer risk (BRCA2 c.1114A>C and c.8755­66T>C).
3) What do these findings mean?
The Colombian pacific population presents diverse mutational spectrum for BRCA genes that differs from the findings in other regions in the country. Therefore, the extrapolation of results from one region to the rest of the Colombian population is risky; these findings indicate that the Colombian population has a heterogeneous spectrum of BRCA mutations, so it is of utmost importance to generate studies where the different regions of the country are represented, in order to make a real approach to the Colombian mutational spectrum.

Introduction

Breast Cancer (BC) is the most common type of cancer among women, with an estimated value of 1.67 million new cancer cases diagnosed in the year 2012 1 . In Colombia, this neoplasia is the main cause of cancer death in women 1 and for Santiago de Cali, which is the main urban center from South­west Colombia, breast cancer occupies the first place in incidence and mortality rates in the female population 2 .

Of all cases of breast cancer, about 5%-10% have a strong inherited component, of which 25% is explained by germline mutations in the high ­penetrance breast cancer predisposition genes, BRCA1 3 and BRCA2 4 . The risk of breast cancer for BRCA1 mutation carriers at age 70, has been estimated to be within the range of 40%-87% and for ovarian cancer 16%-68%; the corresponding risks for BRCA2 mutation carriers were estimated to be 40%-84% for breast cancer and 11%-27% for ovarian cancer 5 . The risk not explained by the high penetrance genes is due to moderate or low penetrance genes 6 , 7 , each having a small effect on breast cancer risk 8 .

The prevalence and type of BRCA1 or BRCA2 germline mutations varies considerably, among diverse ethnic groups and geographical areas. Population specific and recurrent mutations have been described among the Ashkenazi Jews, Iceland, The Netherlands, Sweden, Norway, Germany, France, Spain, Canada, countries of eastern and southern Europe 9 and in Latin American populations, such as Chile, México, Brazil and Costa Rica 10 . Thousands of mutations found in BRCA genes, in families with breast/ovarian cancer are now described in several websites, such as The Breast Cancer Information Core (BIC) (https://research.nhgri.nih.gov/bic/), the Leiden Open Variation Database (LOVD) (http://www.lovd.nl/3.0/home) and The Universal Mutation Database (UMD) website (http://www.umd.be/).

The population from Colombian pacific have a special genomic background with a high degree population admixture between Amerindians, Afro-descendants and the Europeans 11 . Data on the contribution of germline BRCA1/BRCA2 mutations to breast cancer in the Colombian population is scarce; Torres et al. 12 , evaluated both genes using the SSCP (Single Strand Conformation Polymorphism), DHPLC (Denaturing High Performance Liquid Chromatography) and PTT (Protein Truncation Test) methodologies, and five deleterious mutations were reported in the central region of Colombia. The additional works conducted in the country have focused on searching for specific mutations 13 , 14 or evaluating mutational panels 15 , 16 . In this study, a mutational screening was performed for the entire coding region and exon-intron boundaries of the BRCA1 and BRCA2 genes in a group of 58 high-risk Colombian families selected based on their family history of breast and ovarian cancer.

Material and Methods

High-risk BC/OC (Breast Cancer/ Ovarian Cancer) Families from the Colombian pacific were selected from the clinical files of four institutions that offer attention to the population of the pacific region. The selected families met, at least, one of the following criteria: at least three family members with breast or ovarian cancer at any age; two first degree family members affected, at least one, with breast cancer before 41 years of age or with ovarian cancer at any age; one breast cancer case diagnosed before 35 years or less; one ovarian cancer case diagnosed before age 32.

Pedigrees were constructed based on an index case; none of the families met the strict criteria for other known syndromes involving breast cancer, such as Li­ Fraumeni syndrome, ataxia­ telangiectasia, or Cowden disease.

Control population

The sample of healthy Colombian controls was recruited from the Cali community. DNA samples were taken from unrelated individuals, with no personal or familial history of cancer. These individuals were interviewed and informed as to the aims of the study. The control sample was matched by age, sex and socioeconomic status with respect to the cases.

The DNA samples of patients and controls were obtained after due considerations of ethical and legal requirements of the Universidad del Valle and the Colombian law for human research.

BRCA1 and BRCA2 mutation analysis

Genomic DNA was extracted from the peripheral blood lymphocytes and was obtained based on the method described by Miller et al 17 . The whole coding sequences and exon-intron boundaries of the BRCA1 and BRCA2 genes were amplified by the polymerase chain reaction, using the primers described by Barker 18 and by the BIC database. The fragments obtained were analyzed using SSCP 19 , 20 . Any fragment showing a mobility shift was directly sequenced in both directions. Sequencing was performed in an ABI 3130 Genetic Analyzer (Applied Biosystems, United States).

The obtained sequences were analyzed with the software ChromasPro version 1.7.6 (http://technelysium.com.au/wp/chromaspro/). The presence and localization of mutations were obtained by sequence alignment using BLAST (Basic Local Alignment Search Tool) (http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi), and the reference sequences used were for BRCA1: ADN NG_005905.2, ARN NM_007294.3 and for BRCA2: ADN NG_012772.3 and ARN MN_000059.3. Two types of nomenclature were used to verify if the detected variants were reported in the databases and in the literature; the traditional system of the BIC - database and the nomenclature from the Human Genetic Variation Society (HGVS) (http://www.hgvs.org/).

Computational analysis

In order to determine the possible effects of sequence alterations of unknown clinical significance, the following prediction software were run for missense substitutions: Align­GVGD (http://agvgd.iarc.fr/index.php), PANTHER (http://pantherdb.org/), PolyPhen­2 (http://genetics.bwh.harvard.edu/pph2/), SIFT (http://sift.bii.a-star.edu.sg/), PROVEAN (http://provean.jcvi.org/index.php), MutPred (http://mutpred.mutdb.org/) and SNPs&GO (http://snps.biofold.org/snps-and-go/snps-and-go.html). ­Native alignments of each algorithm were used. For intronic mutations, splicing predictions were performed with: SSF, Max­EntScan, NNSplice and HSF algorithms, through the Alamut­ Visual Software v.2.7 (http://www.interactive-biosoftware.com/). Default thresholds were used for all the analyses. For the interpretation of the predictions of these five algorithms, we used the criteria by Thery et al 21 .

Results

A total of 72 index cases, belonging to 58 high-risk BC/OC families, were tested for BRCA1 and BRCA2. In the sample of selected families, 57% (33/58) had only BC; 24% (14/58) had both BC and OC, 7% (4/58) had BC and prostate cancer, and 12% (7/58) had breast, ovarian and prostate cancer. The clinical characteristics of the families included in this study are listed in Table 1. The diagnosis of cancer was certified by asking all index cases to provide their original pathology reports. The mean age of the patients at diagnosis was 41.7 years (ranging between 30-66 years). 46.6% of the patients were diagnosed before the age of 40, and 87.9 were diagnosed before the age of 50, 31 % of the families had three or more first degree relatives with either or both breast cancer and ovarian cancer.

Table 1. Selection criteria and clinical characteristics of the families included in this study .

Selection Criteria Family n (%)
≥3 family members with breast cancer, at least one with ovarian cancer 5 (8.6%)
≥3 family members with breast cancer 13 (22.4%)
2 family members with breast cancer, at least one with ovarian cancer 8 (13.8%)
2 family members with breast cancer 18 (31.0%)
1 family member with breast cancer, at least one with ovarian cancer 7 (12.1%)
Single affected individual with breast cancer < age 35 6 (10.4%)
Single affected individual with bilateral Ovarian cancer < age 31 1 (1.7%)
Total 58 (100%)

Germline BRCA1 or BRCA2 mutations were found in 12 (20.6%) of the 58 families from the Colombian pacific region. We detected 6 variants of unknown clinical significance (3 in BRCA1 and 3 in BRCA2) (Table 2), only one of them has previously been reported in Colombia and 13 polymorphisms were also found (4 in BRCA1 and 9 in BRCA2) (Table 3).

Table 2. BRCA1 and BRCA2 germline mutations detected in Colombian pacific high-risk breast/ovarian cancer families.

E/I no. cDNA Protein change Mutation Type Family Family Type Index case status (age) Family history (Br/Ov Ca) Other cancers
BRCA1
I2 c.81-12C>G NA Intronic F43 Br/Ov BrCa (42 ) Ov Ca (42, 44) 7 Br Ca 4 Ov Ca Prostate, cervix, lung
E11 c.3083G>A p.Arg1028His Missense F52 F57 Br Br BrCa (45) BrCa (59) 2 Br Ca 3 Br Ca Column Prostate Gastric Lymphatic
E11 c.3119G>A p.Ser1040Asn Missense F56 Br BrCa (50) 2 Br Ca -
BRCA2
E3 c.125A>G p.Tyr42Cys Missense F44 Br BrCa (39) 4 Br Ca Lung, Stomach
E10 c.865A>G p.Asn289Asp Missense F9 Br BrCa (41) 3 BrCa -
F37 Br BrCa (47) 4 BrCa Lung, Colon
F38 Br/Ov BrCa (49) 1 BrCa 1 OvCa Prostate Ovarian
F49 Br BrCa (65) 3 BrCa -
F52 Br BrCa (45) 2 BrCa Column
F53 Br BrCa (51) 2 BrCa Colon
E11 c.6427T>C p.Ser2143Pro Missense F34 Br BrCa (40) 2 Br Ca prostate, melanoma

E/I= exon/intron, Br and BrCa: Breast Cancer, Ov and OvCa: Ovarian Cancer

Table 3. BRCA1 and BRCA2 polymorphisms detected in Colombian high-risk breast/ovarian cancer families.

E/I no. Nucleotide Change Protein Change dbSNP Mutation Type patients n=72 controls n=20
BRCA1
I7 c.442-34C>T NA rs799923 Intronic 3 2
E11 c.2311T>C p.Leu771= rs16940 S 7 6
E11 c.3113A>G p.Glu1038Gly rs16941 M 32 12
E16 c.4837A>T p.Ser1613Cys rs1799966 M 48 12
BRCA2
E2 c.-26G>A NA rs1799943 5’UTR 23 2
I4 c.426-89T>C NA rs3783265 Intronic 2 0
E10 c.1114C>A p.Asn372His rs144848 M 25 2
E11 c.2971A>G p.Asn991Asp rs1799944 M 1 0
E11 c.3396A>G p.Lys1132= rs1801406 S 34 9
E11 c.6513C>G p.Val2171= rs206076 S 4 4
I11 c.6841+80_6841+83delTTAA NA rs3783265 Intronic 4 1
I21 c.8755-66T>C NA rs4942486 Intronic 40 9
E22 c.8851G>A p.Ala2951Thr rs11571769 M 23 6

E/I: exon/intron, S: synonymous, M: missense, NA: not applied, 5’UTR: 5’ untraslated region

Individuals without personal or familial breast cancer history were invited to participate as controls in the study. We recruited 20 control samples from the city of Cali (Colombia) who satisfied the inclusion criteria as stated in the methods.

BRCA1 Mutations

For BRCA1 we found three VUS, two corresponded to the missense type and one to the intronic type. The mutations found were identified in four families (6.9%) of our cohort, three of these families presented breast cancer and one family presented breast/ovarian cancer.

The mutation c.81­12C>G, was found in three sisters, two with ovarian cancer (42 and 44 years, respectively) and one with breast cancer (42 years) (Table 2 and Fig. 1). This mutation has been reported 9 times in the BIC database, and it is found mainly in African­ American descendants. Till date, in South America, there are no previous reports for this mutation. Besides this intronic mutation, the three patients also presented the polymorphisms c.3113A>G and c.4837A>T in BRCA1.

Figure 1. Capillary sequencing chromatogram showing the BRCA1 c.81­12C>G variant (marked with the arrow).

Figure 1

The mutation c.3083G>A (p.Arg1028His) was found in two families, the index cases were diagnosed at 45 and 59 years of age (Table 2 and Fig. 2). This mutation has been reported 13 times in the BIC database, 6 of these reports are from Latin­ America. Additionally, Arias-Blanco et al, reported this mutation in the Colombian population 22 .

Figure 2. Capillary sequencing chromatogram showing the BRCA1 c.3083G>A (p.Arg1028His) variant (marked with the arrow).

Figure 2

BRCA1 mutation c.3119G>A (p.Ser1040Asn), was found in a family with two cases of breast cancer (Table 2 and Fig. 3). In the BIC database, it has been reported 68 times, in Latin America it has been reported in Brazil 23 , Argentina 24 and Venezuela 25 . The missense mutations c.3119G>A and c.3083G>A, were always found together with the BRCA1 c.3113A>G polymorphism.

Figure 3. Capillary sequencing chromatogram showing the BRCA1 c.3119G>A (p.Ser1040Asn) variant (marked with the arrow).

Figure 3

BRCA2 Mutations

In BRCA2 we detected three missense variants of uncertain significance.

A new mutation not previously described was found in the BRCA2 gene, that is, the transition c.6427T>C that generates a serine to proline change (p.Ser2143Pro), this variant has neither been reported in the BIC databases, nor other databases consulted. Due to it being a missense mutation, we consider it as a VUS. This mutation was found in a family with two cases of breast cancer and one case of prostate cancer (Table 2). None of the controls presented the mutation.

The most prevalent mutation was c.865A>G, found in six (10.3%) of the families analyzed, in five of them, the age of diagnosis of index cases was between 41 and 51 years (Table 2). This mutation generates an asparagine for aspartate (p.Asn289Asp) change in the BRCA2 protein and has been reported 13 times in the BIC database, where it is classified as a VUS; however, this is the first report in South America. In this work, this mutation was found in every case accompanied by the BRCA2 c.8755-66T>C polymorphism.

The mutation c.125A>G (p.Tyr42Cys) was identified in a patient diagnosed with breast cancer at the age of 39, whose mother and two aunts also presented the neoplasia (Table 2 and Fig. 4). Of the 144 reports in the BIC database, two of them are from Latin­ America, additionally Ruiz-Flores et al. 26 , reported this mutation in the Mexican population.

Figure 4. Capillary sequencing chromatogram showing the BRCA2 c.125A>G (p.Tyr42Cys) variant (marked with the arrow).

Figure 4

None of the identified mutations were found in the control sample. All families with mutations in the BRCA genes, also presented polymorphisms. Regarding the found polymorphisms, it is important to note that the majority of these were detected in both, patients and controls, except for c.426­89T>C and c.2971A>G, observed only in patients (Table 3).

BRCA2 c.6841+80_6841+83delTTAA has been reported as a VUS, 223 times in the BIC database. In this study, this alteration was found in homozygous state, taking into account the presence of this mutation in double doses, and being that, it was found in patients and controls, we concluded that this variant is of no clinical importance.

Analysis in silico

To predict the possible clinical relevance of VUS in BRCA1 and BRCA2, bioinformatics tools were used. Those in silico analysis were performed for five missense variants (two in the BRCA1 gene and three in BRCA2 gene) and for one intronic variant. From these results, the mutations c.81­12C>G, c.3119G>A (p.Ser1040Asn) in BRCA1 and c.865A>G (p.Asn289Asp), c.6427T>C (p.Ser2143Pro) in BRCA2, were classified as probably deleterious and the mutations BRCA1 c.3083G>A (p.Arg1028His) and BRCA2 c.125A>G (p.Tyr42Cys), as probably neutrals. The details of the results of the in silico analysis, are shown in (Table 4 and 5).

Table 4. Results of bioinformatics analysis for BRCA1 and BRCA2 mutations.

Gene cDNA Protein Change Align-GVGD PANTHER (SubSPEC) SIFT (Score) PROVEAN (Score) PolyPhen-2 (Prob.) MutPred (Prob.) SNP&GO (RI; EA)
BRCA1 c.3083G>A p.Arg1028His C0 Neutral (-2.90) Tolerated (0.23) Neutral (0.12) Benign (0) Neutral (0.391) Disease (4; 72%)
c.3119G>A p.Ser1040Asn C0 Damaging (-3.46) Tolerated (1) Neutral (-1.69) Probably Damaging (0.974) Neutral (0.123) Disease (7; 85%)
BRCA2 c.125A>G p.Tyr42Cys C0 NA Tolerated (0.113) Neutral (-1.32) Benign (0.09) Neutral (0.243) Disease (6; 78%)
c.865A>G p.Asn289Asp C0 NA Damaging (0.008) Neutral (-1.14) Benign (0.055) Neutral (0.165) Disease (9; 96%)
c.6427T>C p.Ser2143Pro C0 Damaging (-3.38) Damaging (0.015) Neutral (-1.22) Probably Damaging (0.999) Neutral (0.179) Disease (8; 88%)

Table 5. Results of bioinformatics analysis for BRCA1 intronic variant.

Gene cDNA 5' or 3' score modification (% variation)
BRCA1 c.81-12C>G c.81N SSF: 70.09 → - -100.0%
c.81N MaxEnt: 7.05 → 5.37 -23.8%
c.81N NNSPLICE: 0.52 → - -100.0%
c.81N GS: 4.46 → 3.40 -23.8%
c.81N HSF: 77.26 → 75.36 -2.5%

Discussion

A large number of mutations has been characterized in both BRCA1 and BRCA2 genes. Except for specific ethnic groups, there is no predominant mutation to account for the majority of cases of inherited breast cancer 27 . Despite the high prevalence of breast cancer in Colombia, data for this population is scarce 12 , 16 . An extrapolation of the results obtained in other populations is risky because the Colombian population is the result of a complex process of admixture 28 .

In this study, we examined 72 patients (58 families) with breast and/or ovarian familial cancer from the Southwestern region of Colombia, in order to identify the mutational spectrum of BRCA1 and BRCA2 genes. For the BRCA1 gene, we found 7 sequence variants, of which 3 have previously been classified as having unknown clinical significance, and 4 as polymorphisms. For BRCA2 gene, we found 12 variants, of which 2 have previously been classified as being of unknown clinical significance, one new mutation which has not been previously described, and 9 polymorphisms.

The most recurrent mutation in this study was BRCA2 c.865A>G (p.Asn289Asp). The analysis with SIFT classifies this mutation as being probably damaging (score: 0.008), just as SNP&GO (RI: 9) (Table 4). c.865A>G is located in a region of transcriptional activation 29 , and in the interaction region with the ALIX protein (amino acids 203­300) 30 , this protein is part of the machinery that mediates the final membrane abscission event 31 . The possible role of BRCA2 in this process is controversial, but it is likely that recruits and delivers ALIX and other proteins, facilitating the completion of abscission 30 . Considering this evidence and the results from our in silico analysis, we suggest the p.Asn289Asp mutation as being probably deleterious.

Interestingly, p.Asn289Asp was found, in all cases, accompanied by polymorphism c.8755­66T>C, which has been associated with a 1.79­fold increased risk of breast cancer (95% CI: 1.16-2.78, p= 0.009) 32 , therefore, it is likely that the convergence of p.Asn289Asp with polymorphism c.8755­66T>C further increases the risk of malfunction of the protein. Therefore, it is suggested, these variants as markers to consider in the diagnosis of the predisposition to breast and ovarian cancer in Colombian patients, taking into account the high frequency in which it was found, since 10.3% of the families exhibited this alteration.

Also, in the BRCA2 gene we report a novel mutation, the c.6427T>C (p.Ser2143Pro), this mutation was found in the index case, which presented BC at 40 years. For this missense mutation, PANTHER (­3.38), SIFT (0.015) and Polyphen2 (score: 0.999) (Table 4) predicts that this variant is damaging, due to the Ser2143 being in a position highly conserved, additionally, SNP&GO predicts it as disease (RI 8), indicating a high probability of affecting the three dimensional structure of the protein, and probably its function. Therefore, we propose BRCA2 c.6427T>C as a variant to be considered in the diagnosis of predisposition to breast cancer and which, till date, can be considered as an exclusive variant from the Colombian population, considering that it has not been previously reported.

The other VUS found in BRCA2 gene was the alteration c.125A>G (p.Tyr42Cys), classified as non pathogenic by the majority of the in silico tools (Table 4). This variant has been widely classified as a neutral variant 33 . Wu et al. 34 , and Kuznetsov et al. 35 , using different functional assays, compared the mutant and the wild­type forms of BRCA2 and concluded that p.Tyr42Cys variant has no effect on the BRCA2 function. These results are consistent with the results obtained in our in silico analysis, so we suggest that the BRCA2 p.Tyr42Cys variant is probably neutral.

For the intronic variant BRCA1 c.81­12C>G, the integrated in silico tools in Alamut predicted that the natural splice site in exon 3 (c.81N) would be altered as shown in [Table 5], where four of five splicing tools show a percentage of variation higher than 10%. To have a better understanding of the effect of this mutation on exon 3 in the acceptor site, we used the NNsplice program, and after mutation, the program predicts that the normal acceptor site would be altered, and one new possible alternative site would be used, the program gives to this site a score of 0.97 and it corresponds to the acceptor site in exon 4 (tag//ATTTTGC), this would lead to loss of exon 3, and the generation of a premature stop codon. We therefore, suggest that the mutation BRCA1 c.81­-12C>G is probably deleterious because the generation of significant changes in the BRCA1 protein; this mutation was found in three sisters, which belong to a family with a high incidence of BC (7 cases) and OC (4 cases).

Other missense mutation identified in BRCA1 was c.3119G>A (p.Ser1040Asn), the PolyPhen-2 algorithm predicts this change as probably damaging (0,974), just as PANTHER (­3.46) and SNP&GO (7. 85%) (Table 4). The region in which this variant is located has been suggested to be a region of direct interaction of BRCA1 with the RAD51 protein; this direct binding with RAD51 has been proposed to occur at amino acids 758-1064 of BRCA1 36 , however, till date, there is still no consensus on whether this interaction is direct or indirect 37 , furthermore, the controversy regarding this variant role need to be clarified because some authors classify it as neutral 38 - 43 . Taking into account the interaction with RAD51, and the fact that three of the programs portray this position as highly conserved, we suggest that this variant is probably deleterious.

For the BRCA1 missense mutations c.3083G>A (p.Arg1028His), the majority of the in silico tools used, predict that this variant is neutral or tolerated (Table 4), but only the SNP&GO algorithm predicts this variant as disease inducing, however, the RI index lacks sufficient confidence for the prediction. These results are consistent with previous studies, among them is an analysis of the inter­specific sequence variation in which the p.Arg1028His variant is classified as probably neutral or of little clinical significance 44 . Considering all the previous evidence, we can conclude that this variant is probably neutral.

Although, BRCA2 c.1114A>C (p.Asn372His) is considered as a polymorphism, this variant is located within the region that interacts with the histone acetyltransferase domain of the P300/CBP ­associated Factor (PCAF) protein 45 and has been associated with a 2.29­fold (95% CI: 1.16­4.49; p= 0.016) increased risk, in families with no BRCA1/2 mutations with high-risk of BC 32 . Wen-Qiong et al. 46 , performed a pooled analysis, where the BRCA2 p.Asn372His variant was significantly associated with an increased risk of overall cancer (dominant model: OR= 1.07, 95% CI: 1.01-1.13; recessive model: OR= 1.12, 95% CI: 1.02-1.23). Therefore, we suggest that this variant could be considered as a low­ penetrance allele to breast cancer.

Additionally, the BRCA2 c.426-89T>C polymorphism was found in two families, in both cases, it was accompanied by the mutation c.865A>G (p.Asn289Asp) and the polymorphisms c.8755-­66T>C and c.8851G>A. The BIC database reported this variant 37 times, and it is a normal allelic variant that does not play a direct role in the generation of tumors in breast cancer 47 .

We found that 11 (18.9%) of the families studied present germline mutations in BRCA1 or BRCA2, and 9 of them were probably deleterious in the Pacific colombian region. Therefore, these mutations explain 15.5% of the breast/ovarian cancer cases in our sample. Additionally, all the individuals analyzed have, at least, one polymorphism, and none of the controls presented the classified mutations as probably deleterious in this study.

Mutation screening was performed using a combination of SSCP (single-strand conformational polymorphism) and sequencing analysis. Considering that the SSCP method has a sensitivity of 94% 48 it is possible that around 6% of mutations in the coding region of the BRCA1 and BRCA2 genes may have not been detected. Additionally, this work did not include the search for large genomic deletions and rearrangements which explain approximately 10% of all BRCA1 mutations 12 .

The spectrum of mutations found in this study is different from that reported in previous studies, which evaluated patients from the central region of Colombia 12 , 22 , 49 , 50 . We suggest that the main reason for this difference between studies, is that the Colombian population is the result of a complex process of admixture between European, African and Native Americans, in varying degrees, depending on the region 28 . Therefore, the extrapolation of results from one region to the rest of the Colombian population is risky, for example, the population of Southwestern Colombia, has a specific population dynamic and it is different from the central region 51 . These findings indicate that the Colombian population has a heterogeneous spectrum of BRCA mutations, so it is of utmost importance to generate studies where the different regions of the country are represented, in order to make a real approach to the Colombian mutational spectrum.

Conclusions

We found that 11 of the families studied present germline mutations in BRCA1 or BRCA2, and 9 of them were probably deleterious. These mutations explain 15.5% of the breast/ovarian cancer cases in our sample

The most recurrent mutation in this study was BRCA2 c.865A>G we suggest the p.Asn289Asp mutation as being probably deleterious. Also, in the BRCA2 gene we report a novel mutation, the c.6427T>C (p.Ser2143Pro), we propose this, as a variant to be considered as an exclusive variant from the Colombian population.

For the intronic variant BRCA1 c.81­12C>G we suggest that the mutation BRCA1 c.81­12C>G is probably deleterious; this mutation was found in a family with a high incidence of BC and OC. Also, in the BRCA1 gene we report the mutation c.3119G>A (p.Ser1040Asn),we suggest that this variant is probably deleterious.

We considered then, that at this time, the use of genetics test based on mutational panels for BRCA1 and BRCA2 in Colombian patients, would not be informative enough, because of the diverse mutational spectrum of this population, which is evidenced in this work. Therefore, the mutational screening of the BRCA1 and BRCA2 entire coding regions, is necessary for the molecular genetic testing of the Colombian high-risk breast cancer patients.

Acknowledgments:

The authors thank the families who participated in the research studies described in this article. We also acknowledge the institutions involved in the study, Hospital Universitario del Valle, Fundación Fondo de Droga Contra el Cáncer (FUNCANCER), Clínica Universitaria Rafael Uribe Uribe from Cali and Hospital Universitario “San José” from Popayán.

Footnotes

Funding: COLCIENCIAS (Código 1106­519­29134) and Vice-rectoria de Investigaciones - Universidad del Valle (CI7830).

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Mutaciones en los genes BRCA1 y BRCA2 en una muestra de familias con cáncer de mama y/u ovario del pacífico colombiano.


Contribución del estudio

1) Por que se hizo este estudio?
La prevalencia y el tipo de mutaciones de la línea germinal BRCA1 o BRCA2, varía considerablemente entre diversos grupos étnicos y áreas geográficas. La población del Pacífico colombiano tiene un trasfondo genómico especial con alto grado de mezcla poblacional entre amerindios, afrodescendientes y europeos. Los datos sobre la contribución de las mutaciones de la línea germinal BRCA1 / BRCA2 para cáncer de mama en la población colombiana son escasos. El propósito de este estudio fue identificar las mutaciones asociadas con el riesgo de cáncer de mama y/o ovario familiar en una población del Pacífico colombiano.
2) Cuales fueron los resultados mas relevantes?
Se realizó un tamizaje mutacional de los genes BRCA1 y BRCA2 para toda la región de codificación y los límites exón-intrón en familias colombianas de alto riesgo, seleccionadas en función de sus antecedentes familiares de cáncer de mama y de ovario. Fueron examinadas 58 familias con alto riesgo y con antecedentes de cáncer de mama y/u ovario y 20 controles, para detectar mutaciones de la línea germinal en BRCA1 y BRCA2, mediante polimorfismo de conformación de cadena simple (SSCP) y secuenciación. Se encontró que cuatro familias portaban mutaciones BRCA1 y ocho familias tenían mutaciones en BRCA2. En BRCA1, encontramos tres variantes de significancia incierta (VUS), de las cuales concluimos, utilizando herramientas in silico, que c.8112C> G y c.3119G> A (p.Ser1040Asn) son probablemente perjudiciales, y c.3083G > A (p.Arg1028His) es probablemente neutrales. En BRCA2, encontramos tres variantes de significado incierto, utilizando el análisis in silico, concluimos que c.865A> G (p.Asn289Asp) y c.6427T> C (p.Ser2143Pro) son probablemente perjudiciales y c.125A> G ( p.Tyr42Cys) es probablemente neutrales. También identificamos 13 polimorfismos (4 en BRCA1 y 9 en BRCA2), dos de ellos están asociados con un aumento moderado en el riesgo de cáncer de mama (BRCA2 c.1114A> C y c.875566T> C).
3) Que significan los hallazgos?
La población del Pacífico colombiano presenta un espectro mutacional diverso para genes BRCA que difiere de los hallazgos en otras regiones del país. Por lo tanto, la extrapolación de resultados de una región al resto de la población colombiana es arriesgada; Estos hallazgos indican que la población colombiana tiene un espectro heterogéneo de mutaciones BRCA, por lo que es de suma importancia generar estudios en los que estén representadas las diferentes regiones del país, con el fin de hacer un enfoque real del espectro mutacional colombiano

Introducción

El cáncer de mama (BC) es el tipo de cáncer más común entre las mujeres, con un valor estimado de 1.67 millones de nuevos casos diagnosticados en el año 2012 1. En Colombia, esta neoplasia es la principal causa de muerte por cáncer en mujeres 1 y para Santiago de Cali, que es el principal centro urbano del Sur Occidente de Colombia, el cáncer de mama ocupa el primer lugar en incidencia y mortalidad en la población femenina 2.

De todos los casos de cáncer de mama, alrededor del 5%-10% tienen un fuerte componente hereditario, de los cuales 25% es explicado por mutaciones germinales en los genes de predisposición a cáncer de mama de alta penetrancia, BRCA1 3 y BRCA2 4. El riesgo de cáncer de mama para portadores de mutaciones en BRCA1 a los 70 años, ha sido estimado en un rango de 40%-87% y para cáncer de ovario de 16%-68%; el riesgo correspondiente para portadores de mutaciones en BRCA2 fue estimado en 40%-84% para cáncer de mama y 11-27% para cáncer de ovario 5. El riesgo no explicado por los genes de alta penetrancia se debe a genes de baja y moderada penetrancia 6,7, cada uno teniendo un pequeño efecto sobre el riesgo de cáncer de mama 8.

La prevalencia y tipo de mutaciones germinales en BRCA1 y BRCA2 varían considerablemente entre diversos grupos étnicos y áreas geográficas. Se han descrito mutaciones específicas y recurrentes en poblaciones, entre los judíos Ashkenazi, Islandia, Países Bajos, Suecia, Noruega, Alemania, Francia, España, Canadá, países del este y sur de Europa 9 y en poblaciones Latinoamericanas, como Chile, México, Brasil y Costa Rica 10. Miles de mutaciones encontradas en los genes BRCA, en familias con cáncer de mama ovario se describen ahora en varios sitios web, como The Breast Cancer Information Core (BIC) (https://research.nhgri.nih.gov/bic/), The Leiden Open Variation Database (LOVD) (http://www.lovd.nl/3.0/home) y The Universal Mutation Database (UMD) website (http://www.umd.be/).

La población del pacífico colombiano tiene un background genómico especial con un alto grado de mezcla entre población Amerindia, Afrodescendiente y Europea. 11. Los datos sobre la contribución de mutaciones germinales en BRCA1/BRCA2 al cáncer de mama en la población colombiana son escasos; Torres et al. 12, evaluaron ambos genes utilizando las metodologías SSCP (Single Strand Conformation Polymorphism), DHPLC (Denaturing High Performance Liquid Chromatography) y PTT (Protein Truncation Test), y reportaron cinco mutaciones deletéreas para la región central de Colombia.

Los trabajos adicionales conducidos en el país se han enfocado en la búsqueda de mutaciones específicas 13,14 o en la evaluación de paneles mutacionales 15,16. En este estudio, un barrido mutacional fue realizado para toda la región codificante y los limites exón-intrón de los genes BRCA1 y BRCA2 en un grupo de 58 familias de alto riesgo seleccionadas con base en su historia familiar de cáncer de mama ovario.

Materiales y Métodos

Familias de alto riesgo para BC/OC (Cáncer de Mama/Cáncer de Ovario) del pacífico colombiano fueron seleccionadas de las historias clínicas de cuatro instituciones que ofrecen atención a la población de la región pacífica. Las familias seleccionadas cumplieron al menos uno de los siguientes criterios: al menos tres miembros de la familia con cáncer de mama u ovario a cualquier edad; dos miembros de la familia de primer grado afectados, al menos uno, con cáncer de mama antes de los 41 años o con cáncer de ovario a cualquier edad; un caso de cáncer de mama diagnosticado antes de los 35 años o un caso de cáncer de ovario diagnosticado antes de los 32 años.

Los pedigríes fueron construidos con base en un caso índice; ninguna de las familias cumplió con los criterios estrictos para otros síndromes conocidos que involucran cáncer de seno, como el síndrome de Li Fraumeni, la ataxia telangiectasia o la enfermedad de Cowden

Población control

La muestra de controles colombianos sanos fue reclutada de la comunidad de Cali. Muestras de ADN fueron tomadas de individuos no relacionados, sin antecedentes personales o familiares de cáncer. Estos individuos fueron entrevistados e informados acerca de los objetivos del estudio. La muestra de control fue apareada por edad, sexo y estado socioeconómico con respecto a los casos.

Las muestras de ADN de pacientes y controles fueron obtenidas de acuerdo a las consideraciones de requisitos éticos y legales de la Universidad del Valle y la ley colombiana para la investigación en humanos.

Análisis mutacional BRCA1 y BRCA2

DNA Genómico fue extraído a partir de linfocitos de sangre periférica, basado en el método descrito por Miller et al17. Toda la región codificante y los límites exón-intrón de los genes BRCA1 y BRCA2 fueron amplificados por la reacción en cadena de la polimerasa usando los cebadores descritos por Barker 18 y por base de datos BIC. Los fragmentos obtenidos fueron analizados usando SSCP 19,20. Los fragmentos que mostraron diferencias de movilidad fueron directamente secuenciados en ambas direcciones. La secuenciación fue realizada en un analizador genético ABI 3130 (Applied Biosystems, United States).

Las secuencias obtenidas fueron analizadas con el software ChromasPro versión 1.7.6 (http://technelysium.com.au/wp/chromaspro/). La presencia y localización de mutaciones fue obtenida por alineamiento de secuencias usando BLAST (Basic Local Alignment Search Tool) (http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi),

y las secuencias de referencia usadas fueron para BRCA1: ADN NG_005905.2, ARN NM_007294.3 y para BRCA2: ADN NG_012772.3 and ARN MN_000059.3. Dos tipos de nomenclatura fueron usados para verificar si las variantes detectadas habían sido reportadas en bases de datos o en la literatura; el sistema tradicional de la bases de datos BIC y la nomenclatura de la Human Genetic Variation Society (HGVS) (http://www.hgvs.org/).

Análisis computacional

Con el fin de determinar los posibles efectos de alteraciones de secuencia de significancia clínica desconocida, los siguientes software de predicción fueron corridos, para sustituciones missense: Align­GVGD (http://agvgd.iarc.fr/index.php), PANTHER (http://pantherdb.org/), PolyPhen­2 (http://genetics.bwh.harvard.edu/pph2/), SIFT (http://sift.bii.a-star.edu.sg/), PROVEAN (http://provean.jcvi.org/index.php), MutPred (http://mutpred.mutdb.org/) y SNPs&GO (http://snps.biofold.org/snps-and-go/snps-and-go.html). Alineamientos nativos de cada algoritmo fueron usados. Para mutaciones intrónicas, predicciones de splicing fueron realizadas con: SSF, Max­EntScan, NNSplice y HSF algorithms, a través de Alamut­ Visual Software v.2.7 (http://www.interactive-biosoftware.com/). Condiciones predeterminadas fueron usadas para todos los análisis. Para la interpretación de las predicciones de estos cinco algoritmos, utilizamos los criterios descritos por Thery et al21.

Resultados

Un total de 72 casos índices pertenecientes a 58 familias de alto riesgo para BC/OC, fueron examinados para BRCA1 y BRCA2. En la muestra de familias seleccionadas, 57% (33/58) presentaban solo BC, 24% (14/58) presentaban BC y OC, 7% (4/58) presentaban BC y cáncer. Las características clínicas de las familias incluidas en este estudio se muestran en la Tabla 1. El diagnóstico de cáncer se certificó solicitando a todos los casos índice sus informes de patología originales. El promedio de edad de los pacientes al diagnóstico fue 41.7 años (rango entre 30-66 años). El 46.6% de los pacientes fueron diagnosticados antes de los 40 años, y el 87.9% fueron diagnosticados antes de los 50 años. El 31 % de las familias presentaban 3 o más o más parientes de primer grado con cáncer de mama y/o de ovario.

Tabla 1. Criterios de selección y características clínicas de las familias incluidas en este estudio .

Criterio de Selección Familia n (%)
≥3 miembros de la familia con cáncer de mama y al menos un cáncer de ovario. 5 (8.6%)
≥3 miembros de la familia con cáncer de mama. 13 (22.4%)
2 miembros de la familia con cáncer de mama y al menos un cáncer de ovario 8 (13.8%)
2 miembros de la familia con cáncer de ovario. 18 (31.0%)
1 miembro de la familia con cáncer de mama y al menos un cáncer de ovario 7 (12.1%)
Un individuo afectado con cáncer de mama < 35 años 6 (10.4%)
Un individuo afectado con cáncer de ovario < 31 años 1 (1.7%)
Total 58 (100.0%)

Mutaciones germinales en BRCA1 o BRCA2 fueron encontradas en 12 (20,6%) de las 58 familias de la región pacifica colombiana estudiadas. Nosotros detectamos 6 variantes de significancia clínica desconocida (3 en BRCA1 y 3 en BRCA2) (Table 2), solo una de ellas reportada previamente para Colombia y también encontramos 13 polimorfismos (4 en BRCA1 y 9 en BRCA2) (Tabla 3).

Tabla 2. Mutaciones germinales en BRCA1 y BRCA2 detectadas en familias de alto riesgo de cáncer de mama/ovario del pacifico colombiano .

E/I no. cDNA Cambio Proteína Tipo de Mutación Familia Familia Tipo Caso índice (edad) Historia Familiar (Br/Ov Ca) Otros cánceres
BRCA1
I2 c.81-12C>G NA Intrónica F43 Br/Ov BrCa (42) Ov Ca (42, 44) 7 Br Ca 4 Ov Ca Próstata, cérvix, pulmón
E11 c.3083G>A p.Arg1028His Missense F52 F57 Br Br BrCa (45) BrCa (59) 2 Br Ca 3 Br Ca Columna Próstata Gástrico Linfático
E11 c.3119G>A p.Ser1040Asn Missense F56 Br BrCa (50) 2 Br Ca -
BRCA2
E3 c.125A>G p.Tyr42Cys Missense F44 Br BrCa (39) 4 Br Ca Pulmón, estomago
E10 c.865A>G p.Asn289Asp Missense F9 Br BrCa (41) 3 BrCa -
F37 Br BrCa (47) 4 BrCa Pulmón, Colon
F38 Br/Ov BrCa (49) 1 BrCa 1 OvCa Próstata Ovario
F49 Br BrCa (65) 3 BrCa -
F52 Br BrCa (45) 2 BrCa Columna
F53 Br BrCa (51) 2 BrCa Colon
E11 c.6427T>C p.Ser2143Pro Missense F34 Br BrCa (40) 2 Br Ca próstata, melanoma

E/I= exón/intrón, Br and BrCa: Cancer de mama, Ov y OvCa: Cancer de Ovario.

Tabla 3. Polimorfismos detectados en BRCA1 y BRCA2 en familias de alto riesgo de cáncer de mama/ovario.

E/I no. Cambio Nucleótido Cambio Proteína dbSNP Tipo de Mutación pacientes n=72 controles n=20
BRCA1
I7 c.442-34C>T NA rs799923 Intrónica 3 2
E11 c.2311T>C p.Leu771= rs16940 S 7 6
E11 c.3113A>G p.Glu1038Gly rs16941 M 32 12
E16 c.4837A>T p.Ser1613Cys rs1799966 M 48 12
BRCA2
E2 c.-26G>A NA rs1799943 5’UTR 23 2
I4 c.426-89T>C NA rs3783265 Intrónica 2 0
E10 c.1114C>A p.Asn372His rs144848 M 25 2
E11 c.2971A>G p.Asn991Asp rs1799944 M 1 0
E11 c.3396A>G p.Lys1132= rs1801406 S 34 9
E11 c.6513C>G p.Val2171= rs206076 S 4 4
I11 c.6841+80_6841+83delTTAA NA rs3783265 Intrónica 4 1
I21 c.8755-66T>C NA rs4942486 Intrónica 40 9
E22 c.8851G>A p.Ala2951Thr rs11571769 M 23 6

E/I: exón/intrón, S: sinónima, M: missense, NA: No aplica, 5’UTR: 5’ Región no traducida

Individuos sin antecedentes personales o familiares de cáncer de mama fueron invitados a participar como controles en el estudio. Reclutamos 20 controles de la ciudad de Cali (Colombia) que cumplieron con los criterios de inclusión como se indica en los métodos.

Mutaciones BRCA1

Para BRCA1 encontramos 3 VUS, 2 corresponder al tipo missense y la otra es de tipo intrónica. Las mutaciones encontradas fueron identificadas en 4 familias (6.9%) de nuestra Cohorte, tres de estas familias presentaban cáncer de mama y una familia presentaba cáncer de mama/ovario.

La mutación c.81­12C>G, fue encontrada en 3 hermanas, 2 con cáncer de ovario (42 y 44 años, respectivamente) y una con cáncer de mama and (42 años) (Tabla 2 y Fig. 1). Esta mutación ha sido reportada 9 veces en el BIC y se ha encontrado principalmente en descendientes de Afroamericanos. A la fecha, en Sur América, no ha sido reportada previamente esta mutación. Además de esta mutación intrónica, las tres pacientes también presentaron los polimorfismos c.3113A>G y c.4837A>T en BRCA1.

Figura 1. Cromatograma de secuenciación capilar que muestra la variante BRCA1 c.81­12C>G (marcada con la flecha).

Figura 1

La mutación c.3083G>A (p.Arg1028His) fue encontrada en 2 familias, los casos índices fueron diagnosticados a los 45 y 49 años (Table 2 y Fig. 2). Esta mutación ha sido reportada 13 veces en la base de datos BIC, 6 de los reportes son de Latino-América. Adicionalmente, Arias-Blanco et al., reportaron esta mutación en la población colombiana 22.

Figura 2. Cromatograma de secuenciación capilar que muestra la variante BRCA1 c.3083G>A (p.Arg1028His) (marcada con la flecha).

Figura 2

La mutación BRCA1 c.3119G>A (p.Ser1040Asn), fue encontrada en una familia con 2 casos de cáncer de mama (Table 2 y Fig. 3). En la base de datos BIC, ha sido reportada 68 veces, en Latino-América ha sido reportada en Brasil 23, Argentina 24 y Venezuela 25. Las mutaciones missense c.3119G>A y c.3083G>A, fueron siempre encontradas junto con el polimorfismo BRCA1 c.3113A>G.

Figura 3. Cromatograma de secuenciación capilar que muestra la variante BRCA1 c.3119G>A (p.Ser1040Asn) (marcada con la flecha).

Figura 3

Mutaciones BRCA2

En BRCA2 nosotros detectamos tres variantes missense de significado incierto

Una nueva mutación no descrita previamente fue encontrada en el gen BRCA2, la transición c.6427T>C que genera un cambio de serina por prolina (p.Ser2143Pro), esta variante no ha sido reportada en las base de datos BIC, ni en otras bases de datos consultadas. Debido a que es una mutación missense, la consideramos como una VUS. Esta mutación fue encontrada en una familia con dos casos de cáncer de mama y un caso de cáncer de próstata (Tabla 2). Ninguno de los controles presentó la mutación.

La mutación más prevalente fue c.865A>G, se encontró en seis (10.3%) de las familias analizadas, en cinco de ellas la edad de diagnóstico de los casos índice fue entre 41 a 51 años (Tabla 2). Esta mutación genera un cambio de asparagina por aspartato (p.Asn289Asp) en la proteína BRCA2 y ha sido reportada 13 veces en la base de datos BIC, donde es clasificada como una VUS; sin embargo, este es el primer reporte en Sur América. En este trabajo, está mutación fue encontrada en todos los casos acompañada por el polimorfismo BRCA2 c.8755-66T>C.

La mutación c.125A>G (p.Tyr42Cys) fue identificada en un paciente diagnosticado con cáncer de mama a los 39 años, cuya madre y dos tías también presentaron la neoplasia (Tabla 2 and Fig. 4). De los 144 reportes en la base de datos BIC, solo dos de ellos son de Latino-América, adicionalmente, Ruiz-Flores et al. 26, reportaron esta mutación en población mexicana.

Figura 4. Cromatograma de secuenciación capilar que muestra la variante BRCA2 c.125A>G (p.Tyr42Cys) (marcada con la flecha).

Figura 4

Ninguna de las mutaciones identificadas fue encontrada en la muestra control. Todas las familias con mutaciones en los genes BRCA, también presentaron polimorfismos. Con respecto a los polimorfismos encontrados, es importante señalar que la mayoría de estos se detectaron tanto en pacientes como en controles, a excepción de c.426-89T> C y c.2971A> G, observados solo en pacientes (Tabla 3).

BRCA2 c.6841+80_6841+83delTTAA ha sido reportada como una VUS, 223 veces en la base de datos BIC. En este estudio, esta alteración fue encontrada en estado homocigoto, teniendo en cuenta la presencia de la mutación en doble dosis, y dado que, esta fue encontrada en pacientes y controles, concluimos que esta variante no tiene importancia clínica.

Análisis in silico

Para predecir la posible importancia clínica de VUS en BRCA1 y BRCA2, se utilizaron herramientas bioinformáticas. Estos análisis in silico fueron realizados para 4 variantes missense (2 en el gen BRCA1 y 3 en el gen BRCA2) y para una variante intrónica. A partir de estos resultados las mutaciones c.81­12C>G, c.3119G>A (p.Ser1040Asn) en BRCA1 and c.865A>G (p.Asn289Asp), c.6427T>C (p.Ser2143Pro) en BRCA2, fueron clasificadas como probablemente deletéreas y las mutaciones BRCA1 c.3083G>A (p.Arg1028His) y BRCA2 c.125A>G (p.Tyr42Cys), como probablemente neutrales. Los detalles de los resultados de los análisis in silico son mostrados en (Tablas 4 and 5).

Tabla 4. Resultados de los análisis bioinformáticos para mutaciones en BRCA1 y BRCA2.

Gen cDNA Cambio Proteína Align-GVGD PANTHER (SubSPEC) SIFT (Score) PROVEAN (Score) PolyPhen-2 (Prob.) MutPred (Prob.) SNP&GO (RI; EA)
BRCA1 c.3083G>A p.Arg1028His C0 Neutral (-2.90) Tolerated (0.23) Neutral (0.12) Benign (0) Neutral (0.391) Disease (4; 72%)
c.3119G>A p.Ser1040Asn C0 Damaging (-3.46) Tolerated (1) Neutral (-1.69) Probably Damaging (0.974) Neutral (0.123) Disease (7; 85%)
BRCA2 c.125A>G p.Tyr42Cys C0 NA Tolerated (0.113) Neutral (-1.32) Benign (0.09) Neutral (0.243) Disease (6; 78%)
c.865A>G p.Asn289Asp C0 NA Damaging (0.008) Neutral (-1.14) Benign (0.055) Neutral (0.165) Disease (9; 96%)
c.6427T>C p.Ser2143Pro C0 Damaging (-3.38) Damaging (0.015) Neutral (-1.22) Probably Damaging (0.999) Neutral (0.179) Disease (8; 88%)

Tabla 5. Resultados del análisis bioinformático para la variante intrónica de BRCA1.

Gen cDNA 5' o 3' score modificación (% variación)
BRCA1 c.81-12C>G c.81N SSF: 70.09 → - (-100.0%)
c.81N MaxEnt: 7.05 → 5.37 (-23.8%)
c.81N NNSPLICE: 0.52 → - (-100.0%)
c.81N GS: 4.46 → 3.40 (-23.8%)
c.81N HSF: 77.26 → 75.36 (-2.5%)

Discusión

Un gran número de mutaciones han sido caracterizadas en los genes BRCA1 y BRCA2. A excepción de algunos grupos étnicos específicos, no existe una mutación predominante que explique la mayoría de los casos de cáncer de mama hereditario 27. A pesar de la alta prevalencia de cáncer de mama en Colombia, los datos para esta población son escasos 12,16. Una extrapolación de los resultados obtenidos en otras poblaciones es riesgosa debido a que la población colombiana es el resultado de un complejo proceso de mezcla 28.

En este estudio, examinamos 72 pacientes (58 familias) con cáncer de mama y/o ovario familiar de la región Suroccidental de Colombia, con el propósito de identificar el espectro mutacional de los genes BRCA1 y BRCA2. Para el gen BRCA1, encontramos 7 variantes de secuencia, de las cuales 3 habían sido clasificadas previamente como de significancia clínica desconocida y 4 como polimorfismos. Para el gen BRCA2, encontramos 12 variantes, de las cuales 2 habían sido clasificadas previamente como de significancia clínica desconocida y una mutación nueva la cual no ha sido descrita previamente, y 9 polimorfismos.

La mutación más recurrente en este estudio fue BRCA2 c.865A>G (p.Asn289Asp). El análisis con SIFT clasifica esta variante como probablemente dañina (score: 0.008), así como SNP&GO (RI: 9) (Tabla 4). c.865A>G está localizada en una región de activación de activación transcripcional. 29, y en la región de interacción con la proteína ALIX (aminoácidos 203­300) 30, esta proteína es parte de la maquinaria que media el evento final de abscisión de membrana 31. El posible papel de BRCA2 en este proceso es controversial, pero es probable que reclute y entregue ALIX y otras proteínas, facilitando la finalización de la abscisión 30. Considerando esta evidencia y los resultados de nuestros análisis in silico, sugerimos que la mutación p.Asn289Asp es probablemente deletérea.

Interesantemente, p. Asn289Asp fue encontrada en todos los casos acompañada por el polimorfismo c.8755­66T>C, el cual ha sido asociado con un incremento en riesgo de 1.79 veces para cáncer de mama (95% CI: 1.16-2.78, p= 0.009) 32, por lo tanto, es probable que la convergencia de p.Asn289Asp con el polimorfismo c.875566T>C incremente aún más el riesgo de mal funcionamiento de la proteína.

Por lo tanto, se sugieren, estas variantes como marcadores a considerar en el diagnóstico de la predisposición al cáncer de mama y de ovario en pacientes colombianos, teniendo en cuenta la alta frecuencia en que se encontró, ya que el 10,3% de las familias exhibieron esta alteración

También en el gen BRCA2, reportamos una nueva mutación la c.6427T>C (p.Ser2143Pro), esta mutación fue encontrada en un caso índice que presento BC a los 40 años c.6427T>C (p.Ser2143Pro). Para esta mutación missense PANTHER (­3.38), SIFT (0.015) y Polyphen2 (score: 0.999) (Tabla 4) predicen que esta variante es dañina, debido a que la Ser2143 está en una posición altamente conservada, adicionalmente, SNP&GO predice que es patológica (RI 8), indicando una alta probabilidad de que se afecte la estructura tridimensional y probablemente su función. Por lo tanto, proponemos BRCA2 c.6427T> C como una variante a ser considerada en el diagnóstico de predisposición a cáncer de mama, a la fecha, exclusiva de la población de Colombia, considerando que no ha sido reportada previamente.

La otra VUS encontrada en el gen BRCA2 fue la alteración c.125A>G (p.Tyr42Cys), clasificada como no patogénica por la mayoría de las herramientas in silico (Table 4). Esta variante ha sido clasificada como una variante neutral 33. Wu et al. 34 y Kuznetsov et al. 35, usando diferentes ensayos funcionales compararon las formas mutantes y silvestres de BRCA2 y concluyeron que la variante p.Tyr42Cys no afecta la función de BRCA2 Estos resultados son consistentes con los resultados obtenidos en nuestro análisis in silico, por lo que sugerimos que la variante BRCA2 p.Tyr42Cys es probablemente neutral.

Para la variante intrónica BRCA1 c.81­12C>G la herramienta integrada Alamut predijo que el sitio natural de empalme en el exón 3 (c.81N) podría ser alterado, como se muestra en la Tabla 5, donde cuatro de las cinco herramientas de empalme mostraron un porcentaje de variación superior al 10%.

Para entender mejor el efecto de esta mutación en el sitio aceptor del exón 3, usamos el programa NNsplice, el programa predice que con la mutación el sitio aceptor normal podría ser alterado y un nuevo sitio alternativo posible podría ser usado, el programa otorga a este sitio una puntuación de 0,97, el cual corresponde al sitio aceptor del exón 4 (tag//ATTTTGC), esto llevaría a la pérdida del exón 3 y la generación de un codón de parada prematuro. Por lo tanto, sugerimos que la mutación BRCA1 c.81­12C>G es probablemente deletérea debido a la generación de cambios significativos en la proteína BRCA1; esta mutación fue encontrada en tres hermanas, que pertenecen a una familia con una alta incidencia de BC (7 casos) y OC (4 casos).

Otra mutación missense identificada en BRCA1 fue c.3119G>A (p.Ser1040Asn), el algoritmo PolyPhen-2 predice este cambio como probablemente dañino (0,974), tal como PANTHER (­3.46) y SNP&GO (7. 85%) (Tabla 4). La región en la cual está localizada esta variante, se ha sugerido es una región de interacción directa de BRCA1con la proteína RAD51, esta unión directa con RAD51 se ha propuesto que ocurre en los aminoácidos 758-1064 de BRCA1 36; sin embargo, a la fecha, todavía no hay consenso sobre si esta interacción es directa o indirecta 37, la controversia sobre el rol de esta variante necesita ser clarificada puesto que algunos autores la clasifican como neutral 38-43. Teniendo en cuenta la interacción con RAD51 y el hecho de que tres de los programas muestran esta posición como altamente conservada, sugerimos que esta variante es probablemente deletérea. Para la mutación missense BRCA1 c.3083G>A (p.Arg1028His), la mayoría de las herramientas in silico utilizadas predicen que esta variante es neutral o tolerada (Tabla 4), Solo el algoritmo SNP&GO predice esta variante como inductora de la enfermedad; sin embargo, el índice RI carece de suficiente confianza para la predicción.

Estos resultados son consistentes con estudios previos, entre ellos se encuentra un análisis de variación de secuencia interespecífica en el que la variante p.Arg1028His es clasificada como probablemente neutral o de poca importancia clínica 44. Teniendo en cuenta la evidencia previa, Podemos concluir que esta variante es probablemente neutral.

A pesar de que BRCA2 c.1114A>C (p.Asn372His) es considerado como un polimorfismo, esta variante está localizada dentro de una región que interactúa con el dominio acetil transferasa de la proteína factor asociado a P300/CBP (PCAF) 45 y ha sido asociada con un incremento en riesgo de 2.29 veces (95% CI: 1.16­4.49; p= 0.016).

En familias sin mutaciones en BRCA1/2 con alto riesgo de BC 32. Wen-Qiong et al. 46, realizaron un análisis agrupado, donde la variante BRCA2 p.Asn372His se asoció significativamente con un mayor riesgo de cáncer general (modelo dominante: OR= 1.07, 95% CI: 1.01-1.13; modelo recesivo: OR= 1.12, 95% CI: 1.02-1.23). Por lo tanto, sugerimos que esta variante podría ser considerada como un alelo de baja penetrancia para cáncer de mama.

Adicionalmente, el polimorfismo BRCA2 c.426-89T>C fue encontrado en 2 familias, en ambos casos acompañado por la mutación c.865A>G (p.Asn289Asp) y los polimorfismos 8755-­66T>C and c.8851G>A. La base de datos BIC reportó esta variante 37 veces y es una variante alélica normal que no juega un papel directo en la generación de tumores en cáncer de mama 47.

Encontramos, en la región del pacifico colombiano, que 11 (18.9%) de las familias estudiadas presentaron mutaciones germinales en BRCA1 o BRCA2 y 9 de ellas fueron probablemente patogénicas. Por lo tanto, estas mutaciones explican el 15.5% de los casos de cáncer de mama/ovario en nuestra muestra. Adicionalmente, todos los individuos analizados tenían, al menos, un polimorfismo y ninguno de los controles presentó las mutaciones clasificadas como probablemente deletéreas en este estudio.

El barrido mutacional fue realizado usando una combinación de SSCP (polimorfismos conformacionales de cadena sencilla) y secuenciación. Teniendo en cuenta que el método SSCP tiene una sensibilidad del 94% 48 es posible que alrededor del 6% de las mutaciones en la región codificante de los genes BRCA1 y BRCA2 no hayan sido detectadas. Adicionalmente, este trabajo no incluyó la búsqueda de grandes deleciones ni reordenamientos genómicos que explican aproximadamente el 10% de todas las mutaciones BRCA112.

El espectro de mutaciones encontradas en este estudio es diferente de las reportadas en estudios previos, los cuales evaluaron pacientes de la región central de Colombia 12,22,49,50. Sugerimos que la razón principal de estas diferencias entre estudios es que la población colombiana es el resultado de un complejo proceso de mezcla entre Europeos, Africanos y Nativos-americanos, en diferentes grados dependiendo de la región 28.

Por lo tanto, la extrapolación de los resultados de una región al resto de la población colombiana resulta riesgosa, por ejemplo, la población del Suroccidente de Colombia tiene una dinámica poblacional específica y está es diferente a la de la región central 51.

Estos hallazgos indican que la población colombiana tiene un espectro heterogéneo de mutaciones BRCA, por lo cual es de suma importancia generar estudios donde estén representadas las diferentes regiones del país, con el fin de hacer un acercamiento real al espectro mutacional Colombiano.

Conclusiones

Encontramos que 11 de las familias estudiadas presentaron mutaciones germinales en BRCA1 o BRCA2 y 9 de ellas fueron probablemente deletéreas. Estas mutaciones explican el 15.5% de los casos de cáncer de mama/ovario de nuestra muestra.

La mutación más recurrente en este estudio BRCA2 c.865A>G, sugerimos que la mutación p.Asn289Asp es probablemente deletérea. También, en el gen BRCA2 reportamos una nueva mutación, c.6427T>C (p.Ser2143Pro), proponemos esta mutación como una variante a ser considerada como exclusiva de la población colombiana.

Sugerimos que la variante intrónica BRCA1 c.81 12C>G es probablemente deletérea; esta mutación fue encontrada en una familia con alta incidencia de BC y OC. En el gen BRCA1, también reportamos la variante c.3119G>A (p.Ser1040Asn) y sugerimos que es probablemente deletérea.

Consideramos entonces, que actualmente, el uso de pruebas genéticas basadas en paneles mutacionales para BRCA1 y BRCA2 en pacientes colombianos, no sería suficientemente informativo, debido al espectro mutacional diverso de esta población, el cual es evidenciado en este trabajo. Por lo tanto, el barrido mutacional de toda la región codificante de los genes BRCA1 y BRCA2 es necesario para el diagnóstico genético molecular de pacientes colombianas con alto riesgo de cáncer de mama.

Agradecimientos

Los autores agradecen a las familias que participaron en los estudios de investigación descritos en este artículo. También reconocemos a las instituciones participantes en el estudio, Hospital Universitario del Valle, Fundación Fondo de Droga Contra el Cáncer (FUNCANCER), Clínica Universitaria Rafael Uribe Uribe de Cali y Hospital Universitario “San José” de Popayán.

Footnotes

Financiación: Reconocemos el soporte financiero de COLCIENCIAS (Código 1106­519­29134) and Vicerrectoría de Investigaciones - Universidad del Valle (CI7830).


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