Les mutacions germinals d'elevada penetrància del gen APC que originen una proteïna truncada són les responsables de la majoria de casos de poliposi, mentre que les variants missense, que canvien un aminoàcid de la proteïna, es detecten en una minoria dels casos. S'han identificat diverses variants missense en el gen APC, però el seu potencial patogènic és encara motiu de controvèrsia, el què limita la utilitat de la seva detecció en el consell genètic. L'estudi de la presència de les variants en la població control i en les diferents poblacions de càncer colorectal (CCR) esporàdic i hereditari, juntament amb la realització d'anàlisis funcionals, podrien ajudar a conèixer l'impacte de les variants del gen APC en el desenvolupament del CCR. El nostre objectiu és determinar el significat funcional de les variants identificades en el gen APC en pacients afectes de poliposi adenomatosa familiar en relació al risc de desenvolupar CCR tant esporàdic com hereditari.L'anàlisi molecular de la regió codificant del gen APC realitzat en 138 famílies amb poliposi adenomatosa familiar clàssica (n= 98) i poliposi adenomatosa familiar atenuada (n= 40) ha permès la identificació de deu variants missense del gen APC: G101E, K957N, N1026S, L1129S, I1307K, E1317Q, D1822V, A2274V, G2502S i P2681L. En el nostre estudi s'han caracteritzat amb diferent profunditat set d'aquestes deu variants: G101E, N1026S, L1129S, D1822V, A2274V, G2502S i P2681L. La variant APC G101E, identificada en una família de poliposi clàssica, no s'associa a la malaltia ni sembla tenir cap funció modificadora del fenotip de poliposi. L'efecte biològic de les variants APC A2274V i APC P2681L, identificades en dues famílies de poliposi, és encara desconegut. La variant APC G2502S és un polimorfisme que no sembla tenir rellevància clínica. La variant APC L1129S, identificada en dues famílies de poliposi, no altera la interacció de la proteïna APC 4x15 amb la beta-catenina. La variant APC D1822V és un polimorfisme que incrementa el risc de desenvolupar CCR en pacients amb història prèvia d'adenomes i no s'associa amb la història familiar de CCR. La variant APC N1026S, que està present de forma exclusiva en una família de poliposi adenomatosa familiar atenuada, disminueix la unió d'APC amb beta-catenina i activa moderadament la transcripció mitjançada pel complex beta-catenina/Tcf-4. Aquests resultats indiquen que la variant APC N1026S és patogènica i és la mutació responsable del desenvolupament de la poliposi atenuada a la família on es va identificar.La caracterització funcional de les variants del gen APC és de gran importància per conèixer la seva contribució en el desenvolupament de la poliposi i facilitar l'assessorament genètic. / Truncating germline mutations in the APC gene are responsible for the majority of Familial Adenomatous Polyposis (FAP) cases, while in a minority of cases missense mutations, leading to single amino acid changes, are detected. Germline missense variants in the APC gene have been reported although their contribution to FAP is controversial, limiting their use in genetic counseling. The aim of this thesis is to determine the functional relevance of the variants identified in the APC gene in FAP patients in order to establish its pathogenicity.The molecular analysis of the APC gene was performed in 138 classical (n= 98) and attenuated (n= 40) FAP families and allowed the identification of ten missense variants. In this thesis, seven out of these ten APC variants have been characterised: G101E, N1026S, L1129S, D1822V, A2274V, G2502S and P2681L. The APC G101E variant, identified in a classical FAP family, is not associated with the disease. The biological effect of APC A2274V and APC P2681L variants, identified in two FAP families, remains unknown. The APC G2502S variant is a polymorphism without clinical relevance. The APC L1129S variant, identified in two FAP families, does not modify the interaction of the APC 4x15 protein with beta-catenin. The APC D1822V variant is a polymorphism associated with an increased risk of adenoma transformation and does not associate with family history of colorectal cancer. The APC N1026S variant, identified for the first time in an attenuated FAP family, diminishes beta-catenin binding to APC and moderately activates beta-catenin/Tcf-4-mediated transcription. These findings strongly support a pathogenic role of the APC N1026S variant in the AFAP phenotype.In summary, functional characterization of APC variants is crucial to elucidate their contribution to FAP and improve genetic counseling.

Resum:Les síndromes de càncer colorectal (CCR) hereditari representen entre un 3% i un 5% de tots els casos de CCR i inclouen tots aquells individus amb un elevat grau d'agregació familiar. La més freqüent és la síndrome de Lynch, causada per la presència de mutacions en els gens reparadors del DNA, majoritàriament MLH1 i MSH2. La poliposi adenomatosa familiar (FAP) és la segona en incidència, es caracteritza per l'aparició de pòlips precursors a la neoplàsia colorectal i la seva causa principal és la presència de mutacions en el gen supressor tumoral APC. En els últims anys s'ha descobert que els grans reordenaments d'aquests gens són responsables de la malaltia en una part de les famílies que pateixen aquestes síndromes. A més, estudis d'expressió d'aquests gens en línia germinal han demostrat l'existència de desequilibris al·lèlics tant en famílies portadores de mutacions com en famílies on no es detecten mutacions en el DNA. L'objectiu d'aquesta tesi és l'estudi de la dosi en la dels gens MLH1, MSH2 i APC, implicats en la síndrome de Lynch i la FAP. D'aquesta forma, hem analitzat la dosi tant a nivell de DNA (grans reordenaments) com a nivell d'RNA (expressió específica d'al·lel), sempre treballant amb línia germinal de pacients. Els resultats aquí recollits permeten millorar l'estratègia de diagnòstic molecular de les famílies amb síndrome de Lynch i FAP que són ateses al nostre centre, al mateix temps que la comprensió del procés tumorogènic. / Hereditary colorectal cancer (CRC) syndromes represent about 3% to 5% of all cases of CRC and include all those individuals with high familiar aggregation. The most frequent syndrome is Lynch syndrome, caused by the presence of mutations in the mismatch repair (MMR) genes, mostly MLH1 and MSH2. Familiar adenomatous polyposis (FAP) is the second in incidence, is characterized by precursor polyps and its mainly caused by mutations in the tumoral suppressor gene APC. Recently, it has been discovered that gross rearrangements of these genes are responsible of these two syndromes. Also, expression analyses of these genes in the germline have demonstrated the existence of allelic imbalances in both families carrying pathogenic mutations and families without detected mutations. Our aim was to study de dose of MLH1, MSH2 and APC genes in the germline of Lynch syndrome and polyposis families, respectively. To that end, we analyzed the dose at DNA level (gross rearrangements) and at RNA level (allele-specific expression) of these patients. The results summarized in this thesis permit improving the molecular diagnostic strategy in Lynch syndrome and FAP families, and also improve the knowledge of the tumorogenic process.

El càncer colorectal (CCR) és una de les neoplàsies més prevalents en els països occidentals, i un dels tumors en el que els factors genètics juguen un paper fonamental en el seu desenvolupament. Així, l'anomenat CCR hereditari, entès com aquelles formes degudes a l'alteració de gens d'alta penetrança, suposa entre el 3-5% de tots els casos. Tot i que suposen un percentatge baix de forma global, l'elevada prevalença del CCR, i les conseqüències catastròfiques de les síndromes hereditàries, converteixen el diagnòstic d'aquestes malalties en un objectiu fonamental a la pràctica clínica, justificant la creació d'unitats específiques. El diagnòstic d'una síndrome hereditària té conseqüències potencialment beneficioses, no només pel pacient, sinó també pels familiars, podent realitzar un diagnòstic presimptomàtic. Per tant, el primer pas consisteix en identificar als individus o pacients que potencialment poden tenir una malaltia hereditària, per tal de poder realitzar en ells els estudis moleculars necessaris pel diagnòstic. Les síndromes hereditàries associades al CCR es divideixen des d'un punt de vista fenotípic en síndromes polipòsiques, com la poliposi adenomatosa familiar, i en síndromes no polipòsiques, encapçalades per la síndrome de Lynch, algunes formes de CCR associat al gen MYH i l'anomenat CCR hereditari tipus X. Mentre que a la pràctica clínica el diagnòstic de les síndromes polipòsiques és senzill donada la seva expressivitat clínica, el diagnòstic de les formes no polipòsiques representa un repte constant pel clínic, donat que en moltes ocasions el fenotip pot ser indistingible del CCR esporàdic. La síndrome de Lynch constitueix la forma més freqüent de CCR hereditari. L'estratègia diagnostica es basa en els criteris revisats de Bethesda, que tenen com objectiu identificar aquells pacients amb una major probabilitat de ser portadors d'una mutació germinal als gens reparadors de l'ADN, en els que estaria indicat avaluar la presència d'alteració del sistema de reparació de l'ADN en el tumor mitjançant l'estudi d'inestabilitat de microsatèl.lits o tinció per immunohistoquímica de les proteïnes reparadores de l'ADN. Encara que aquests criteris han demostrat ser una estratègia efectiva, han estat àmpliament criticats degut a la seva complexitat, i la necessitat d'avaluar el tumor, que en ocasions no és possible. Recentment, han aparegut diferents models predictius de mutació germinal en els gens reparadors de l'ADN, basats en la història personal, familiar i molecular. Aquests models, entre els que es troba l'anomenat PREMM1,2, ofereixen una aproximació quantitativa de la probabilitat de ser portador de mutacions, de forma que en funció de la magnitud d'aquesta, l'actitud preventiva i l'estratègia molecular podria ser diferent. No obstant, l'avaluació d'aquests models en una sèrie de pacients amb CCR de base poblacional no s'ha realitzat fins el moment. Per altra banda, el CCR associat al gen MYH és una síndrome de recent descripció, en el que a diferència de la síndrome de Lynch, la informació de les manifestacions fenotípiques i el risc de CCR associat a la presència de mutacions és molt reduïda. Així, tot i que els pacients amb mutacions bial.lèliques solen presentar una forma de poliposi adenomatosa, fins en un 30% no presenten adenomes associats al CCR. A més, el risc de CCR associat a mutacions monoal.lèliques és controvertit. Basant-se en el projecte EPICOLON, un estudi multicèntric de base poblacional que va recollir tots els pacients amb CCR incidents a Espanya durant els anys 2000-2001, la present tesi doctoral aprofundeix en la caracterització i identificació de la síndrome de Lynch i el CCR associat al gen MYH, aportant informació rellevant i novedosa al respecte. / Colorectal cancer (CRC) is the second most common cancer in most developed countries. Although it is assumed that up to 20-25% of cases develop as a result of inherited genetic factors, known genes predisposing to this malignancy account for less than 5%. Hereditary CRC is traditionally divided into polyposic syndromes, such as familial adenomatous polyposis, and non polyposic syndromes, such as Lynch syndrome. Early diagnosis of these hereditary forms is crucial since intensive cancer screening and prophylactic surgery have been shown to reduce the incidence and mortality of CRC. Moreover, appropriate presymptomatic testing can be offered to reduce mortality among at-risk family members, and relatives not at risk can avoid unnecessary intensive surveillance. However, heterogeneity of non polyposic syndromes complicates early recognition, which is critical and often difficult. In parallel with this difficulty, diagnostic criteria continue to evolve as understanding and characterization of these syndromes improve. Indeed, identification of Lynch syndrome can be done by molecular pre-screening using microsatellite instability analysis and/or immunostaining in combination or not with clinical criteria. Nevertheless, Lynch syndrome identification is moving toward more refined algorithms and multivariable models which combine personal and familial data in order to obtain a quantitative estimation of the risk. Following this direction, the PREMM1,2 model provides a new and easy-to-use model to predict mutations in the MLH1/MSH2 genes. Whereas the model accurately discriminates gene mutation carriers in the subset of individuals at moderate to high risk for Lynch syndrome, its usefulness in an unselected CRC population is unknown. Furthermore, efficacy of the PREMM1,2 model in combination with tumor MMR testing has not yet been assessed. On the other hand, whereas it has conclusively demonstrated that biallelic MYH mutations confer a significant risk for colorectal cancer (CRC), the influence of monoallelic mutations remains controversial. In this sense, characterization of MYH-associated CRC is critical to identify individuals who may benefit from preventive strategies.Using data from the EPICOLON study, a prospective, multicenter, population-based cohort of CRC patients in Spain, the present Doctoral Thesis study in depth the characterization and identification of non polyposic hereditary colorectal syndromes.