Analysis of the MLH1, MLH2, MLH6, PMS2 genes and their correlations with clinical data in rectal mucinous adenocarcinoma

Ann Ital Chir. 2022:93:188-194.

Abstract

Background: Microsatellites are short repeated DNA sequences normally found in the human genome. Following specific mutations, microsatellites can vary in the number of repeats thus making the DNA unstable. Microsatellite instability (MSI) is responsible for approximately 20% of rectal cancers, while the remaining 80% are caused by chromosomal instability. One of the following genes, MLH1, MLH2, MLH 6, and PMS2, is inactivated, leading to MSI colorectal cancers.

Aim: This study aimed to analyze the expression of some MMR system genes presenting mutations in mucinous rectal cancer and their correlations with clinical data.

Methods: A retrospective study was performed on patients with rectal mucinous adenocarcinoma who underwent surgery between January 2000 and January 2017. We collected a total of 42 patients and analyzed the demographic data, histopathological results and MMR system genes mentioned above.

Results: Almost 93% of the cases analyzed had MSI-H and only 7% were MSI-L. For MLH1, 50% of stage T2 and 50% of stage T4 had weak expression, while in stage T3, 42.50% had moderate expression. Regarding the N stage, we found that 66.67% of the patients with moderate gene expression (2+) were N2, while 42% of the patients with weak expression were N0. For MSH2, the majority of patients with strong gene expression were in stage T3 (27%). Weak expression was found in 50% of the patients in stage T2, 35% of the patients in stage T3, and 33.3% in T4. In 44.44% of the weak expression was N2, while for strong expression, there was an equivalent percentage of 33.33% in stages N1 and N2. Describing the MSH6 gene, we found that the most heterogeneous results were in stage T3. Weak expression was observed in 38.46% of the patients, while moderate and strong expression was observed in 30.77% and 11.54% respectively. Analysis of PMS2 revealed that 66.67% of the patients in stage T4 had a weak expression of the gene, while the same expression was found in 38.46% of the patients in stage T3. A total of 23.08% of patients in stage T3 had strong gene expression. We also analyzed the overall gene expression. Thus, we found that three patients (7.14%) had only 1, three genes were expressed, nine (21.42%) had two genes and the remaining 27 patients had all 4. The 1-year survival rate in the analyzed lot was 75%, decreasing to 60% in the second year and 35% in the 3rd. There were no statistically significant differences in survival data between the stages or gene expression.

Conclusions: Our study showed no statistical difference regarding the survival on different gene expression or staging, consistent with studies that found that mucin expression does not have a significant impact on local recurrence, nor does it affect nodal down staging.

Key words: Mucinous adenocarcinoma, Microsatelites instability.

I microsatelliti sono brevi sequenze ripetute del DNA presenti normalmente nel genoma umano. A seguito di specifiche mutazioni, i microsatelliti possono variare nel numero di ripetizioni rendendo in tal modo il DNA instabile. L’instabilità dei microsatelliti (MSI) è responsabile di circa il 20% dei tumori del retto, mentre il restante 80% è causato da instabilità cromosomica. Uno dei seguenti geni, MLH1, MLH2, MLH 6 e PMS2, è inattivato, portando a tumori del colon-retto MSI. Questo studio retrospettivo mirava ad analizzare l’espressione di alcuni geni del sistema MMR che presentano mutazioni nel cancro del retto mucinoso e le loro correlazioni con i dati clinici. Lo studio è stato condotto su pazienti con adenocarcinoma mucinoso rettale sottoposti a intervento chirurgico tra gennaio 2000 e gennaio 2017. Abbiamo raccolto un totale di 42 pazienti e analizzato i dati demografici, i risultati istopatologici ei geni del sistema MMR sopra menzionati. RISULTATI: Quasi il 93% dei casi analizzati aveva MSIH e solo il 7% era MSI-L. Per MLH1, il 50% dello stadio T2 e il 50% dello stadio T4 avevano un’espressione debole, mentre nello stadio T3, il 42,50% aveva un’espressione moderata. Per quanto riguarda lo stadio N, abbiamo riscontrato che il 66,67% dei pazienti con espressione genica moderata (2+) era N2, mentre il 42% dei pazienti con espressione debole era N0. Per MSH2, la maggior parte dei pazienti con una forte espressione genica era allo stadio T3 (27%). Una debole espressione è stata riscontrata nel 50% dei pazienti allo stadio T2, nel 35% dei pazienti nello stadio T3 e nel 33,3% nello stadio T4. Nel 44,44% l’espressione debole era N2, mentre per l’espressione forte c’era una percentuale equivalente del 33,33% negli stadi N1 e N2. Descrivendo il gene MSH6, abbiamo scoperto che i risultati più eterogenei erano nello stadio T3. Un’espressione debole è stata osservata nel 38,46% dei pazienti, mentre un’espressione moderata e forte è stata osservata rispettivamente nel 30,77% e nell’11,54%. L’analisi della PMS2 ha rivelato che il 66,67% dei pazienti allo stadio T4 aveva una debole espressione del gene, mentre la stessa espressione è stata trovata nel 38,46% dei pazienti allo stadio T3. Un totale del 23,08% dei pazienti allo stadio T3 aveva una forte espressione genica. Abbiamo anche analizzato l’espressione genica complessiva. Pertanto, abbiamo scoperto che tre pazienti (7,14%) avevano solo 1, tre geni erano espressi, nove (21,42%) avevano due geni e i restanti 27 pazienti avevano tutti 4. Il tasso di sopravvivenza a 1 anno nel lotto analizzato era del 75%, scendendo al 60% nel secondo anno e al 35% nel 3°. Non c’erano differenze statisticamente significative nei dati di sopravvivenza tra gli stadi o l’espressione genica. CONCLUSIONE: Il nostro studio non ha mostrato differenze statistiche riguardo alla sopravvivenza su differenti espressioni geniche o stadiazione, coerentemente con gli studi che hanno scoperto che l’espressione della mucina non ha un impatto significativo sulla recidiva locale, né influisce sulla stadiazione nodale verso il basso.

MeSH terms

  • Adaptor Proteins, Signal Transducing / genetics
  • Adaptor Proteins, Signal Transducing / metabolism
  • Adenocarcinoma, Mucinous* / genetics
  • DNA Mismatch Repair
  • DNA-Binding Proteins / genetics
  • DNA-Binding Proteins / metabolism
  • Humans
  • Microsatellite Instability
  • Mismatch Repair Endonuclease PMS2 / genetics
  • MutL Protein Homolog 1 / genetics
  • MutL Proteins / genetics
  • MutS Homolog 2 Protein / genetics
  • MutS Homolog 2 Protein / metabolism
  • Neoplasm Proteins / genetics
  • Rectal Neoplasms* / genetics
  • Rectal Neoplasms* / surgery
  • Retrospective Studies

Substances

  • Adaptor Proteins, Signal Transducing
  • DNA-Binding Proteins
  • MLH1 protein, human
  • Neoplasm Proteins
  • PMS1 protein, human
  • PMS2 protein, human
  • Mismatch Repair Endonuclease PMS2
  • MutL Protein Homolog 1
  • MutL Proteins
  • MutS Homolog 2 Protein