Chromosomal instability in medullary carcinoma of the thyroid

Abstract

Measurement of serum calcitonin (CT) at basal levels and after pentagastrin stimulation is presently the most reliable method for detection of medullary carcinoma (MCT), but not for detection of patients who carry the disease while in the pretumorous stage. Our aim is to use cytogenetic analyses to identify the phenomenon of genetic instability in patients and family members as a second marker to predict the possibility of neoplastic development. We found that in cultured lymphocyte samples taken from MCT patients, the chromosomes exhibited a relatively higher frequency of spontaneous aberrations (average 10.2±3.1% metaphases). The close relatives of 3 families with high CT levels and surgical neoplastic findings showed such a trait. In lymphocytes of normal persons, chromosome aberrations, usually of chromatid type, are rarely encountered (average about 3.2±1.6%). Our conclusions are: (a) patients with MCT show an increased spontaneous chromosomal aberration rate (SCAR), in brief a chromosomal instability (CI); (b) increased chromosomal aberration in family members with multiple endocrine neoplasia type IIa (MEN IIa) kindreds is present; (c) such patients with high SCAR should be tested with CT measurement at basal levels and after stimulation; (d) if serum CT is high, thyroidectomy should be considered; (e) if CT is low, the patient should be followed at regular intervals; and (f) SCAR is a useful practical marker; it may be used in screening, especially when pentagastrin studies are impractical, as with children.

Résumé

Le dosage de la calcitonine sérique avant et après stimulation par la pentagastrine représente actuellement la meilleure méthode de dépistage du cancer médullaire de la thyroïde, encore qu'il ne permette pas de déceler le processus malin au stade prétumoral. Notre but est d'avoir recours aux analyses cytogéniques pour identifier le phénomène d'instabilité génétique chez les malades et les membres de leur famille, pour prédire la possibilité d'une telle éventualité. Nous avons constaté sur des cultures que les lymphocytes prélevés chez les malades atteints de cancers médullaires de la thyroïde présentaient des anomalies chromosomiques relativement fréquentes (en moyenne 10,2 ±3,1% métaphases). Les parents proches de 3 familles atteints d'un cancer médullaire de la thyroïde présentaient à la fois de telles anomalies et un taux élevé de calcitonine.

Les lymphocytes des sujets normaux présentent des anomalies chromosomiques très rares (en moyenne 3,2±1,6%). Nos études permettent d'affirmer que:

• 1) les malades atteints de cancer médullaire de la thyroïde présentent un taux anormalement élevé d'anomalies chromosomiques, en un mot une instabilité chromosomique;

• 2) de la même manière les membres d'une famille qui présentent un processus tumoral MEN type II accusent une augmentation des anomalies des chromosomes;

• 3) ces malades doivent être soumis au dosage de la calcitonine avant et après stimulation;

• 4) la thyroïdectomie doit être envisagée si le taux de la calcitonine est élevé;

• 5) la surveillance des malades dont le taux de calcitonine est bas doit néanmoins être très attentive.

Le taux anormal des aberrations chromosomiques est un test de valeur et doit être employé comme moyen de dépistage, particulièrement quand l'épreuve de la pentagastrine ne peut être utilisée comme par exemple chez l'enfant.

Resumen

La determinación de la calcitonina (CT) sérica en sus niveles basales y después de estimulación con pentagastrina es en la actualidad el método más confiable para detectar la presencia del carcinoma medular de la glándula tiroides (CMT), pero no para la detección de aquellos pacientes que portan la enfermedad en su estado pretumoral. Nuestro propósito es el de utilizar el análisis citogénico para identificar el fenómeno de la inestabilidad genética en los pacientes y en sus familiares, a la manera de un marcador secundario que pueda predecir la posibilidad del desarrollo de una neoplasia. Encontramos que en muestras de cultivos de linfocitos tornados de pacientes con CMT, los cromosomas exhibían una incidencia relativamente más alta de aberraciones espontáneas (un promedio de 10,2+3,1% de metafases). Los parientes más cercanos en 3 familias con altos niveles de CT y hallazgos quirúrgicos de neoplasia demostraron tal rasgo. Por el contrario, en los linfocitos de personas normales rara vez se encuentran aberraciones cromosómicas, usualmente del tipo cromátido (promedio de alrededor de 3,2±1,6%). Nuestros estudios demuestran que: 1) se puede reafirmar que los pacientes con CMT exhiben una tasa aumentada de aberración cromosómica espontánea (TACE), o sea una inestabilidad cromosómica; 2) se encuentra un aumento de la aberración cromosómica en familias que posean pacientes con el síndrome de neoplasia endocrina múltiple tipo IIa; 3) aquellos pacientes con alta TACE deben ser examinados en el estado basal y después de estimulación con pentagastrina; 4) si se encuentra un alto nivel sérico de CT, debe considerarse la tiroidectomía; 5) si el nivel de CT es bajo, el paciente debe ser controlado a intervalos regulares; 6) la TACE es un marcador práctico y útil, el cual puede ser utilizado para exámenes de detección general, especialmente cuando los estudios con pentagastrina son imprácticos, tal como ocurre con los niños.