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HNO

Erschienen in:

12.10.2020 | Kopf-Hals-Tumoren | Leitthema

Mutationssignaturen beim Kopf- und Hals-Tumor

Pathogenese und Potenzial für die Therapie

verfasst von: M. Plath, J. Hess, PD. Dr. K. Zaoui

Erschienen in: HNO | Ausgabe 12/2020

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Zusammenfassung

Hintergrund

Die Pathogenese beim Plattenepithelkarzinom der Kopf- und Halsregion (HNSCC, „head and neck squamous cell carcinoma“) ist ein komplexer Mehrstufenprozess und resultiert aus der Interaktion von exogenen und endogenen zellulären Prozessen. Jeder Prozess hinterlässt ein charakteristisches Muster an Mutationen auf dem Tumorgenom, eine sog. Tumorsignatur.

Studienlage

Gegenstand aktueller Studien ist es, spezifische Tumorsignaturen, die während der HNSCC-Pathogenese wirksam sind, zu finden und die prognostische Relevanz zu evaluieren. Mit Analysen von genomischen Sequenzierungsdaten durch The Cancer Genome Atlas (TCGA) wurden die häufigsten Mutationssignaturen beim HNSCC entschlüsselt, wobei die Signaturen 1, 2, 4, 5, 7 und 13 als hauptsächliche Akteure identifiziert werden konnten. Die Signatur 16 wurde erstmalig bei humane Papillomaviren (HPV-)negativen oralen und oropharyngealen Plattenepithelkarzinomen entdeckt. In vielen Studien wurde eine Assoziation der Signatur 16 mit dem Alkohol- und Tabakkonsum gezeigt sowie ein negativer Einfluss auf die Prognose der Patienten festgestellt.

Thompson L (2006) World Health Organization classification of tumours: pathology and genetics of head and neck tumours. Ear Nose Throat J 85(2):74CrossRef

Mroz EA, Tward AD, Hammon RJ, Ren Y, Rocco JW (2015) Intra-tumor genetic heterogeneity and mortality in head and neck cancer: analysis of data from the Cancer Genome Atlas. PLoS Med 12(2):e1001786CrossRef

Faden DL, Thomas S, Cantalupo PG, Agrawal N, Myers J, DeRisi J (2017) Multi-modality analysis supports APOBEC as a major source of mutations in head and neck squamous cell carcinoma. Oral Oncol 74:8–14CrossRef

Temko D, Tomlinson IPM, Severini S, Schuster-Bockler B, Graham TA (2018) The effects of mutational processes and selection on driver mutations across cancer types. Nat Commun 9(1):1857CrossRef

Nik-Zainal S, Alexandrov LB, Wedge DC, Van Loo P, Greenman CD, Raine K et al (2012) Mutational processes molding the genomes of 21 breast cancers. Cell 149(5):979–993CrossRef

Alexandrov LB, Nik-Zainal S, Wedge DC, Aparicio SA, Behjati S, Biankin AV et al (2013) Signatures of mutational processes in human cancer. Nature 500(7463):415–421CrossRef

Alexandrov LB, Nik-Zainal S, Wedge DC, Campbell PJ, Stratton MR (2013) Deciphering signatures of mutational processes operative in human cancer. Cell Rep 3(1):246–259CrossRef

Alexandrov LB, Stratton MR (2014) Mutational signatures: the patterns of somatic mutations hidden in cancer genomes. Curr Opin Genet Dev 24:52–60CrossRef

COSMIC Catalogue Of Somatic Mutations In Cancer (2016) Signatures of mutational processes in human cancer cancer.sanger.ac.uk: COSMIC. https://cancer.sanger.ac.uk/cosmic/signatures. Zugegriffen: 5. Apr. 2019

10.

Harsha B, Kok CY, Cole CG, Beare D, Dawson E, Boutselakis H et al (2016) COSMIC: somatic cancer genetics at high-resolution. Nucleic Acids Res 45(D1):D777–D783PubMedPubMedCentral

11.

Alexandrov LB, Kim J, Haradhvala NJ, Huang MN, Tian Ng AW, Wu Y et al (2020) The repertoire of mutational signatures in human cancer. Nature 578(7793):94–101CrossRef

12.

Vossen DM, Verhagen CVM, Verheij M, Wessels LFA, Vens C, van den Brekel MWM (2018) Comparative genomic analysis of oral versus laryngeal and pharyngeal cancer. Oral Oncol 81:35–44CrossRef

13.

Alexandrov LB, Ju YS, Haase K, Van Loo P, Martincorena I, Nik-Zainal S et al (2016) Mutational signatures associated with tobacco smoking in human cancer. Science 354(6312):618–622CrossRef

14.

South AP, den Breems NY, Richa T, Nwagu U, Zhan T, Poojan S et al (2019) Mutation signature analysis identifies increased mutation caused by tobacco smoke associated DNA adducts in larynx squamous cell carcinoma compared with oral cavity and oropharynx. Sci Rep 9(1):19256CrossRef

15.

Alexandrov LB, Jones PH, Wedge DC, Sale JE, Campbell PJ, Nik-Zainal S et al (2015) Clock-like mutational processes in human somatic cells. Nat Genet 47(12):1402–1407CrossRef

16.

Plath M, Gass J, Hlevnjak M, Li Q, Feng B, Hostench XP, Bieg M, Schroeder L, Holzinger D, Zapatka M, Freier K, Weichert W, Hess J, Zaoui K (2020) Unraveling most abundant mutational signatures in head and neck cancer. Int J Cancer. https://doi.org/10.1002/ijc.33297

17.

Rahbari R, Wuster A, Lindsay SJ, Hardwick RJ, Alexandrov LB, Turki SA et al (2016) Timing, rates and spectra of human germline mutation. Nat Genet 48(2):126–133CrossRef

18.

Pfeifer GP (2006) Mutagenesis at methylated CpG sequences. Curr Top Microbiol Immunol 301:259–281PubMed

19.

Roberts SA, Sterling J, Thompson C, Harris S, Mav D, Shah R et al (2012) Clustered mutations in yeast and in human cancers can arise from damaged long single-strand DNA regions. Mol Cell 46(4):424–435CrossRef

20.

Cho RJ, Alexandrov LB, den Breems NY, Atanasova VS, Farshchian M, Purdom E et al (2018) APOBEC mutation drives early-onset squamous cell carcinomas in recessive dystrophic epidermolysis bullosa. Sci Transl Med 10(455):eaas9668. https://doi.org/10.1126/scitranslmed.aas9668

21.

McGranahan N, Favero F, de Bruin EC, Birkbak NJ, Szallasi Z, Swanton C (2015) Clonal status of actionable driver events and the timing of mutational processes in cancer evolution. Sci Transl Med 7(283):283ra54CrossRef

22.

Swanton C, McGranahan N, Starrett GJ, Harris RS (2015) APOBEC enzymes: mutagenic fuel for cancer evolution and heterogeneity. Cancer Discov 5(7):704–712CrossRef

23.

Henderson S, Chakravarthy A, Su X, Boshoff C, Fenton TR (2014) APOBEC-mediated cytosine deamination links PIK3CA helical domain mutations to human papillomavirus-driven tumor development. Cell Rep 7(6):1833–1841CrossRef

24.

Qin T, Zhang Y, Zarins KR, Jones TR, Virani S, Peterson LA et al (2018) Expressed HNSCC variants by HPV-status in a well-characterized Michigan cohort. Sci Rep 8(1):11458CrossRef

25.

Cannataro VL, Gaffney SG, Sasaki T, Issaeva N, Grewal NKS, Grandis JR et al (2019) APOBEC-induced mutations and their cancer effect size in head and neck squamous cell carcinoma. Oncogene 38(18):3475–3487CrossRef

26.

Gillison ML, Akagi K, Xiao W, Jiang B, Pickard RKL, Li J et al (2019) Human papillomavirus and the landscape of secondary genetic alterations in oral cancers. Genome Res 29(1):1–17CrossRef

27.

Alexandrov LB, Nik-Zainal S, Siu HC, Leung SY, Stratton MR (2015) A mutational signature in gastric cancer suggests therapeutic strategies. Nat Commun 6:8683CrossRef

28.

Lin DC, Dinh HQ, Xie JJ, Mayakonda A, Silva TC, Jiang YY et al (2018) Identification of distinct mutational patterns and new driver genes in oesophageal squamous cell carcinomas and adenocarcinomas. Gut 67(10):1769–1779CrossRef

29.

Letouzé E, Shinde J, Renault V, Couchy G, Blanc J‑F, Tubacher E et al (2017) Mutational signatures reveal the dynamic interplay of risk factors and cellular processes during liver tumorigenesis. Nat Commun 8(1):1315CrossRef

30.

Schulze K, Imbeaud S, Letouze E, Alexandrov LB, Calderaro J, Rebouissou S et al (2015) Exome sequencing of hepatocellular carcinomas identifies new mutational signatures and potential therapeutic targets. Nat Genet 47(5):505–511CrossRef

31.

Chang J, Tan W, Ling Z, Xi R, Shao M, Chen M et al (2017) Genomic analysis of oesophageal squamous-cell carcinoma identifies alcohol drinking-related mutation signature and genomic alterations. Nat Commun 8:15290CrossRef

32.

Li XC, Wang MY, Yang M, Dai HJ, Zhang BF, Wang W et al (2018) A mutational signature associated with alcohol consumption and prognostically significantly mutated driver genes in esophageal squamous cell carcinoma. Ann Oncol 29(4):938–944CrossRef

33.

Kamb A, Gruis NA, Weaver-Feldhaus J, Liu Q, Harshman K, Tavtigian SV et al (1994) A cell cycle regulator potentially involved in genesis of many tumor types. Science 264(5157):436–440CrossRef

34.

Nobori T, Miura K, Wu DJ, Lois A, Takabayashi K, Carson DA (1994) Deletions of the cyclin-dependent kinase‑4 inhibitor gene in multiple human cancers. Nature 368(6473):753–756CrossRef

35.

Lim SM, Cho SH, Hwang IG, Choi JW, Chang H, Ahn MJ et al (2019) Investigating the feasibility of targeted next-generation sequencing to guide the treatment of head and neck squamous cell carcinoma. Cancer Res Treat 51(1):300–312CrossRef

36.

Ludwig ML, Kulkarni A, Birkeland AC, Michmerhuizen NL, Foltin SK, Mann JE et al (2018) The genomic landscape of UM-SCC oral cavity squamous cell carcinoma cell lines. Oral Oncol 87:144–151CrossRef

37.

O’Leary B, Finn RS, Turner NC (2016) Treating cancer with selective CDK4/6 inhibitors. Nat Rev Clin Oncol 13:417CrossRef

38.

Gadhikar MA, Zhang J, Shen L, Rao X, Wang J, Zhao M et al (2018) CDKN2A/p16 deletion in head and neck cancer cells is associated with CDK2 activation, replication stress, and vulnerability to CHK1 inhibition. Cancer Res 78(3):781–797CrossRef

39.

Jiang YZ, Ma D, Suo C, Shi J, Xue M, Hu X et al (2019) Genomic and transcriptomic landscape of triple-negative breast cancers: subtypes and treatment strategies. Cancer Cell 35(3):428–440.e5CrossRef

Titel: Mutationssignaturen beim Kopf- und Hals-Tumor
Pathogenese und Potenzial für die Therapie
verfasst von: M. Plath
J. Hess
PD. Dr. K. Zaoui
Publikationsdatum: 12.10.2020
Verlag: Springer Medizin
Schlagwörter: Kopf-Hals-Tumoren
Humane Papillomviren
Erschienen in: HNO / Ausgabe 12/2020
Print ISSN: 0017-6192
Elektronische ISSN: 1433-0458
DOI: https://doi.org/10.1007/s00106-020-00954-6

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