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Julienne Stern

• Das Schilddrüsenkarzinom (SK) ist der häufigste maligne endokrine Tumor des Menschen. Histologisch lässt er sich in eine differenzierte (papilläre: pap, follikuläre: fol) und eine undifferenzierte (anaplastische, medulläre) Form unterteilen. Bisher gilt die Strahlenexposition im Kindesalter als einzig gesicherter Risikofaktor für die Entstehung des differenzierten SK. Vitamin D hat neben seiner zentralen Regulationsfunktion im Calcium- und Phosphatstoffwechsel antiproliferative, apoptotische, antiangiogenetische und immunmodulierende Eigenschaften und ist daher mit der Pathogenese von Tumoren assoziiert. Auf der Suche nach genetischen Risikomarkern für das differenzierte SK hat die vorliegende Arbeit Polymorphismen und Haplotypen der am Vitamin D Metabolismus beteiligten Enzyme, der 25-Hydroxylase (CYP2R1-rs10741657), der 1α- Hydroxylase (CYP27B1-rs10877012), der 24-Hydroxylase (CYP24A1-rs2296241, CYP24A1-rs2248137) sowie des Vitamin D bindenden Proteins (DBP-rs4588, DBP-rs7041) und des Vitamin D Rezeptors (ApaI, BsmI, FokI, TaqI) untersucht. Im gesamten Patientenkollektiv war das Allel G des CYP24A1-rs2296241-SNP und das Allel A des CYP27B-rs10877012-SNPs im Vergleich zu den gesunden Kontrollen häufiger vorzufinden. In der Untergruppe der Patienten mit ausschließlich fol SK zeigte sich das Allel a des ApaI-SNPs öfter. Bei allen erkrankten Frauen kam das Allel A des CYP27B-rs10877012-SNPs zahlreicher vor. Während das Allel C des DBP-rs4588-SNP, das Allel G des DBP-rs7041-SNPs, die Genotypen aa und Aa des ApaI-SNPs bei Frauen mit fol SK häufiger vorkamen, wurde das Allel A des CYP27B-rs10877012-SNPs bei Frauen mit pap SK vermehrt vorgefunden. Bei Männern mit fol SK waren der Genotyp GG und AA und das Allel G des CYP24A1-rs2296241-SNP vielfacher vorzufinden und bei Männern mit pap SK das Allel G des CYP24A1-rs2248137-SNP. Die verbleibenden untersuchten Polymorphismen CYP2R1-rs10741657, FokI, TaqI und BsmI zeigten keine Assoziation mit dem differenzierten SK. Die oben aufgeführten Genotypen bzw. Allele können folglich als Risikomarker für das differenzierte SK gelten. Da sich das fol SK in der Feinnadelbiopsie nicht vom fol Adenom abgrenzen lässt, könnten die in der Subgruppe der fol SK häufiger vorgefundenen Allele möglicherweise als diagnostische Marker zur präoperativen Planung beitragen. SNPs können zu funktionellen Unterschieden ihrer Proteine führen und damit direkte Auswirkungen auf den Vitamin D-Spiegel und die Tumorgenese haben. Daher wurden die Genotypen mit den Vitamin D-Spiegeln korreliert. Die Genotypen CC und AC von DBP-rs4588, sowie die Genotypen GT von DBP-rs7041, GG und AG von CYP2R1-rs10741657, AC und CC von CYP27B1-rs10877012, CG von CYP24A1-rs2248137, AA von CYP24A1-rs2296241 und FF von FokI waren mit einem niedrigeren 1,25(OH)2D3-Spiegel assoziiert. Die Korrelation mit 25(OH)D3 war unauffällig. Folglich können diese Genotypen für den niedrigen 1,25(OH)2D3-Spiegel einerseits selbst verantwortlich sein oder aber andererseits in einem starken Linkage Disequilibrium zu einem dafür ursächlichen Genotyp stehen. In jedem Fall könnten sie eine schlechtere Prognose für das differenzierte SK bedeuten. Da mehrere SNPs zusammen die Tumorgenese beeinflussen können, hat die vorliegende Arbeit Haplotypen des CYP24A1-rs2248137 und des CYP24A1- rs2296241, sowie den vier SNPs des VDR und den beiden DBP-SNPs gebildet. Die Auswertung auf eine Assoziation mit dem differenzierten SK ergab zahlreiche Haplotypen, die je nachdem ob sie häufiger oder seltener vorkamen, als Risikomarker oder protektive Marker gehandelt werden können. Zahlreiche Krebsarten sind mit einem Vitamin D-Mangel assoziiert. Daher wurde überprüft ob dies auch für das SK zutrifft. Während die 25(OH)D3- Konzentration bei Patienten mit differenziertem SK im Normalbereich lag, war 1,25(OH)2D3 statistisch signifikant erniedrigt. Diese Ergebnisse zeigen, dass sich das SK durch einen noch ungeklärten Mechanismus vor dem antikanzerogenen 1,25(OH)2D3 schützt. Die vorliegende Arbeit hat erstmals SNPs und Haplotypen der am Vitamin D Metabolismus beteiligten Proteine im Hinblick auf das differenzierte SK untersucht und konnte eine Assoziation belegen. Außerdem konnte gezeigt werden, dass das SK mit niedrigen 1,25(OH)2D3-Spiegeln verbunden ist und stützt damit die These, nach der diverse Tumorarten mit einem 1,25(OH)2D3-Mangel einhergehen. Die vorgefundene Assoziation von genetischen SNPs und Haplotypen mit dem differenzierten SK legt funktionelle Unterschiede der Proteine nahe. Weitere Untersuchungen sind daher notwendig um die vorgefundene Assoziation zu fundieren.
• Thyroid cancer (TC) is the most frequent malignant endocrine tumor in humans. Histologically it can be distinguished in a differentiated (DTC) (papillary (PTC) and follicular(FTC)) and in an undifferentiated form (anaplastic, medullary). As of yet radiation in childhood is the only assured risk factor for the differentiated thyroid cancer. Besides its regulatory function in the calcium- and phosphatmetabolism vitamin D has antiproliferative, apoptotic, antiangiogenetic and immunmodulated qualities. Therefore it is associated with the pathogenesis of cancer. In search of genetic risk markers for the DTC we analyzed polymorphisms (SNPs) and haplotypes of enzymes that are involved in the metabolism of vitamin D (CYP2R1-rs10741657, CYP27B1-rs10877012, CYP24A1-rs2296241, CYP24A1-rs2248137), of the vitamin D binding protein (DBP StyI rs4588, DBP HaeIII rs7041) and of the vitamin D receptor (ApaI, BsmI, FokI, TaqI). In all patients the allele G of the CYP24A1-rs2296241 and the allele A of the CYP27B-rs10877012-SNPs were more frequently discovered than in healthy controls (HC). In the subgroup of patients with exclusive FTC the allele a of the ApaI-SNP showed up more often. In all women with DTC the allele A of the CYP27B1-rs10877012-SNP came across more frequently. While the allele C of the DBP-rs4588-SNP, the allele G of the DBP-rs7041-SNP, the genotypes aa and Aa of the ApaI-SNP was more recurrent in women with FTC, the allele A of the CYP27B1-rs10877012-SNP was more numerous in women with PTC. In men with FTC the gentoypes GG and AG and the allel G of the CYP24A1-rs2296241- SNP were more frequent and in men with PTC the Allel G of the CYP24A1- rs2248137-SNP came across more often. The remaining analyzed SNPs, CYP2R1-rs10741657, FokI, TaqI and BsmI showed no significant correlation between patients and HC. The above mentioned alleles and genotypes could therefore be classified as risk markers for the DTC. As the FTC can not be distinguished from the follicular adenoma in fine needle biopsies, the alleles that are associated with the FTC could potentially be used as diagnostic markers in preoperative planning. SNPs can lead to differences in the protein structure that influence the vitamin D level and the tumorgenesis. Therefore genotypes were correlated with the vitamin D concentration. The genotypes CC and AC for DBP-rs4588, GT for DBP-rs7041, GG and AG for CYP2R1-rs10741657, AC and CC for CYP27B1- rs10877012, CG for CYP24A1-rs2248137, AA for CYP24A1- rs2296241 and FF for FokI were associated with lower 1,25(OH)2D3 levels compared to HC. No significant association was found with the 25(OH)D3 levels. On the one hand the outcome shows that these genotypes can be responsible for the lower 1,25(OH)2D3 level; on the other hand there is indication that they stand in a strong linkage disequilibrium with genotypes that are accountable for it. In either case these genotypes can predict a poor prognosis as they are associated with lower levels of the anticancerogenic 1,25(OH)2D3. Because the combination of several SNPs can influence the tumorgenesis, this study established haplotypes of the CYP24A1-rs2248137-SNP and the CYP24A1- rs2296241-SNP as well as the four SNPs of the VDR and the two DBP-SNPs. The evaluation of a potential association with the DTC resulted in a number of haplotypes. Depending on of the number of occurence they can thus be considered as either risk markers or protective markers. Lower level of circulating vitamin D is associated with different types of cancer. Hence, this study tested if this was also the case for the DTC. Whereas the 25(OH)D3 level in these patients was normal, the 1,25(OH)2D3 level was significantly lower compared to HC. These results are proof that DTC protects itself against the anticarcinogenic 1,25(OH)2D3 by a mechanism that has yet to be identified. This study has for the first time examined SNPs and haplotypes of proteins that are involved in the Vitamin D metabolism in regard of DTC and proved an association. Furthermore, association has been made between DTC with low levels of 1,25(OH)2D3. This would support the thesis according to which several types of tumors correlate with a 1,25(OH)2D3 defficiency. The discovered association of genetic SNPs and haplotypes with the DTC suggests functional differences in proteins. Further studies are in need to deepen the knowledge of these results.