Estudio de la longitud telomérica e identificación colorrectal hereditario no polipósico

Estudio de la longitud telomérica e identificación
de nuevos genes causales en el cáncer
colorrectal hereditario no polipósico
Nuria Seguí Gracia
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ESTUDIO DE LA LONGITUD TELOMÉRICA E IDENTIFICACIÓN DE
NUEVOS GENES CAUSALES EN EL CÁNCER COLORRECTAL
HEREDITARIO NO POLIPÓSICO
Memoria presentada por
Nuria Seguí Gracia
Para optar al Grado de
Doctor por la Universidad de Barcelona
Tesis realizada bajo la dirección de la
Dra. Laura Valle Velasco
en el Instituto Catalán de Oncología del
Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge
(ICO-IDIBELL)
Tesis adscrita a la Facultad de Biología, Universidad de Barcelona (UB)
Programa de Doctorado en Genética
Tutor: Gemma Marfany Nadal
Laura Valle Velasco Gemma Marfany Nadal Nuria Seguí Gracia
Barcelona, 2014

Índice
iii
ABREVIATURAS ............................................................................................................vii
INTRODUCCIÓN .............................................................................................................. 1
1. EL CÁNCER ........................................................................................................... 3
1.1. El cáncer como enfermedad genética ........................................................... 3
1.2. Capacidades adquiridas durante la carcinogénesis ....................................... 4
2. EL CÁNCER COLORRECTAL ................................................................................ 6
2.1. Epidemiología ............................................................................................... 6
2.2. Anatomía y epitelio intestinal......................................................................... 7
2.3. Estadificación del cáncer colorrectal ............................................................. 9
2.4. La carcinogénesis colorrectal ...................................................................... 10
3. PREDISPOSICIÓN AL CÁNCER COLORRECTAL................................................ 13
3.1. Etiología: conjunción de genes y ambiente.................................................. 13
3.2. El cáncer colorrectal familiar ....................................................................... 16
4. SÍNDROMES POLIPÓSICOS................................................................................ 19
4.1. Poliposis adenomatosa familiar ................................................................... 19
4.2. Poliposis asociada a MUTYH ...................................................................... 19
4.3. Poliposis asociada a la actividad reparadora de la polimerasa .................... 21
4.4. Poliposis hereditaria mixta .......................................................................... 21
4.5. Poliposis hamartomatosas .......................................................................... 22
5. SÍNDROME DE LYNCH ........................................................................................ 23
5.1. Manifestaciones y variantes clínicas ........................................................... 23
5.2. Base genética: sistema de reparación de bases desapareadas del ADN ..... 24
5.3. Identificación de familias con síndrome de Lynch ........................................ 26
a) Cribado clínico ....................................................................................... 26
b) Cribado molecular en tumor ................................................................... 28
5.4. Vigilancia médica y profilaxis ...................................................................... 29
5.5. Anticipación genética .................................................................................. 30
6. CÁNCER COLORRECTAL FAMILIAR TIPO X ...................................................... 31
6.1. Características clínicas ............................................................................... 31
6.2. Características moleculares ........................................................................ 32
7. BÚSQUEDA DE GENES CAUSALES DE ENFERMEDADES MENDELIANAS ...... 34
7.1. Análisis de ligamiento ................................................................................. 34
7.2. Análisis directo de genes candidatos .......................................................... 35
7.3. Secuenciación de genomas y exomas completos........................................ 36
8. TELÓMEROS........................................................................................................ 39

Índice
iv
8.1. Los telómeros y la telomerasa .................................................................... 39
8.2. Los telómeros y la telomerasa en cáncer .................................................... 40
8.3. Alteraciones en la longitud telomérica y la predisposición al cáncer............. 41
HIPÓTESIS .................................................................................................................... 45
OBJETIVOS ................................................................................................................... 49
RESULTADOS ............................................................................................................... 53
ARTÍCULO 1: “Longitud de los telómeros y anticipación genética en el síndrome de
Lynch” ....................................................................................................................... 57
ARTÍCULO 2: “Asociación de telómeros más largos con el riesgo de cáncer en el
cáncer colorrectal hereditario no polipósico sin defectos en la maquinaria de
reparación de bases desapareadas”.......................................................................... 69
ARTÍCULO 3: “GALNT12 no contribuye de manera relevante al cáncer colorrectal
familiar tipo X” ........................................................................................................... 75
ARTÍCULO 4: “Identificación de mutaciones en MUTYH mediante secuenciación de
exomas en una familia con un fenotipo atípico” ......................................................... 81
ARTÍCULO 5: “Mutaciones en la línea germinal en GEN1X causan cáncer colorrectal
hereditario a través de deficiencias en la reparación del ADN” ................................... 93
DISCUSIÓN .................................................................................................................. 123
1. ANÁLISIS DE LA LONGITUD TELOMÉRICA EN EL CÁNCER COLORRECTAL
HEREDITARIO NO POLIPÓSICO ........................................................................... 125
1.1. Aspectos a considerar sobre la cuantificación de la longitud de los telómeros
........................................................................................................................ 125
1.2. Longitud telomérica en el cáncer colorrectal hereditario no polipósico ....... 127
1.2.1. Longitud telomérica en el síndrome de Lynch ................................. 128
1.2.2. Longitud telomérica en el cáncer colorrectal familiar tipo X ............. 129
1.2.3. Equilibrio de la longitud telomérica en la viabilidad celular .............. 130
1.3. Anticipación genética y longitud telomérica en síndrome de Lynch ............ 133
1.3.1. Aspectos generales de la anticipación genética .............................. 133
1.3.2. Valoración de la implicación de la longitud telomérica en la
anticipación observada en el síndrome de Lynch ..................................... 134
1.3.3. Otros posibles mecanismos que expliquen la anticipación genética en
el síndrome de Lynch ............................................................................... 135
2. ESTUDIO DE GALNT12 COMO GEN CAUSAL EN CÁNCER COLORRECTAL
FAMILIAR TIPO X ................................................................................................... 137
2.1. Valoración de GALNT12 como gen candidato ........................................... 137
2.2. Evaluación de las variantes de GALNT12 identificadas ............................. 138
2.3. Contribución de GALNT12 a la predisposición al CCR .............................. 141
3. LA SECUENCIACIÓN DE EXOMAS COMO HERRAMIENTA PARA DESCIFRAR
LAS CAUSAS DEL CÁNCER COLORRECTAL FAMILIAR TIPO X .......................... 144