Transcript vlad gorduza - algoritm de diagnostic in cancere genetice

ALGORITM DE TESTARE GENETICĂ
ÎN CANCERE RARE
Prof. Dr. Eusebiu Vlad Gorduza
Disciplina de Genetică Medicală
Departamentul de Oncogenetică
UMF “Grigore T. Popa” Iaşi
1
U.M.F IAŞI
GENETICA CANCERULUI
 CANCER = grup de maladii (carcinoame; sarcoame; leucemii şi
limfoame) caracterizate prin proliferare celulară necontrolată
→ TUMORĂ (neoplazie):
 benignă → limitată la ţesutul de origine;
 malignă → penetrează ţesuturile vecine şi se propagă la distanţă
(metastaze)
 CAUZE:
 Factori de mediu (75%) → modificări la nivelul aparatului genetic;
 Predispoziţie genetică → mutaţii genice;
 Vârsta → erori de replicare şi de corecţie a modificărilor ADN
 cancer – maladie genetică a celulelor somatice → apariţia de
MUTAŢII MULTIPLE, în gene care controlează : proliferarea
celulară , ciclul mitotic, repararea ADN, apoptoză.
2
FACTORI IMPLICAŢI ÎN ONCOGENEZĂ
Factori Virali
Radiocarcinogeneză
RX, UV, Radioactivitate
Retrovirus HTLV1, V. Epstein Barr,
V. Hepatitei B sau C, Herpes
Virus, Papilloma Virus..
citoplasmă
Factori Chimici:
Tutun, Alcool,
Produşi chimici (arsenic,
hidrocarburi aromatice…),
Medicamente (estrogeni,
antimitotice,
imunosupresoare)
Nucleu
ADN
Factori genetici
Mutaţii genetice,
Forme familiale
După acumularea mai multor anomalii la nivelul ADN,
celula devine canceroasă, scăpând controlului normal
al proliferării
U.M.F IAŞI
GENETICA CANCERULUI
MODIFICĂRI GENETICE
ÎN CANCER
MUTAŢII
GENICE
ANOMALII
CROMOSOMICE
 Dezvoltarea tumorală: începe cu mutații ale genelor care
controlează proliferarea celulară → o celulă anormală →
hiperproliferare + instabilitate genomică → CLONE anormale →
TUMORĂ benignă
 Ulterior tumora se dezvoltă în mai multe etape prin acumularea de
noi modificări genetice şi epigenetice → “imortalizare” +
penetrarea ţesuturilor vecine + angiogeneză şi metastaze →
TUMOARE MALIGNĂ (CANCER)
4
Gene care controlează
diviziunea celulară
Gene de fidelitate (replicare
repararea ADN)
Gene implicate în
cancer
Gene care controlează
diferenţierea celulară
Gene care reglează moartea
celulară (apoptoza)
CONTROLEAZĂ DIFERITE PROCESE
CELULARE NORMALE
U.M.F IAŞI
Oncogene
ACTIVAREA PROTOONCOGENELOR în celulele
somatice:
mutaţii punctiforme (← ≠ cancerigeni → ex., gena RAS);
Translocații
cromosomice
(transferul
proto-onc
în
proximitatea unei gene active) (ex., t(9q;22q) în Leucemia
mieloidă cronică);
Inserții virale;
Amplificare genică.
Activarea oncogenelor = câștig de funcție →
ONCOGENELE AU EFECT DOMINANT LA NIVEL
CELULAR → o singură alelă mutantă (An)
modifică fenotipul celular
6
U.M.F IAŞI
GENE SUPRESOARE ALE CREȘTERII TUMORALE (GST)
 GST (→ receptori; proteine citoplasmatice / nucleare) → inhibare
proliferării celulare (“tumor-suppressor genes”).
 Mutațiile GST → “pierderea funcției” de supresie → proliferare
celulară necontrolată.
 Au efect RECESIV (aa) la nivel celular
 Transformarea unei celule normale într-o celulă tumorală →
necesită două mutaţii în GST (ipoteza "two hits", Knudson, 1971):
 prima mutaţie poate fi moştenită (în cancere ereditare) sau dobândită postnatal
→ (Na) status heterozigot.
 A doua mutaţie → pierderea heterozigoţiei (“loss of heterozygosity” - LOH) →
(aa).
7
U.M.F IAŞI
GST: ipoteza celor “două lovituri” (two hits)
Cancere ereditare
Prima mutație germinală
A doua mutație
somatică
Cancere sporadice
gene normale
Prima mutație somatică
A doua mutație somatică
Tumori multiple,
Tumori unice,
Bilaterale,
Unilaterale,
Debut PRECOCE
Debut TARDIV
8
Este cancerul ereditar?
Localizarea mutaţiilor
Ţesut somatic
Nu se transmite la copii
Cancer sporadic nereditar
Ţesut Germinal
Transmitere la copii
Cancer ereditar
U.M.F IAŞI
CANCERE EREDITARE ŞI FAMILIALE
Cancere ereditare
CANCERE EREDITARE

Peste 50 boli monogenice asociate cu forme
specifice de cancer.

Majoritatea au o transmitere DA (risc de
recurenţă 50%).


Produse prin două mutaţii succesive în gene GST
Caracteristici:





Prezintă modificări fenotipice non-neoplazice →
diagnostic precoce.
Debut precoce
Specificitate tisulară
Expresivitate variabilă
posibilitatea identificării rudelor cu risc crescut
pentru cancer
Prima mutație germinală
A doua mutație
somatică
Tumori multiple,
Bilaterale,
Debut PRECOCE
10
Maladie
Neoplazia endocrină
multiplă (MEN2)
Cancer de colon
polipozic
Sindrom Li-Fraumeni
Retinoblastom
Sindrom von HippelLindau
Neurofibromatoză tip 1
Neurofibromatoză tip 2
Cancer mamar familial
tip 1
Cancer mamar familial
tip 2
Cancer de colon nonpolipozic ereditar
Genă mutantă
Locus
Proto-oncogene
RET
10q11
APC
GST
5q21
TP53
17p13
MLH1
MSH2
3q21
2p16
Tip de tumoră
Carcinom tiroidian medular,
feocromocitom, adenoame de
paratiroide
Cancer colorectal, duodenal, gastric
Tumori cerebrale, mamare,
sarcoame, leucemii
RB1
13q1
Retinoblastom, osteosarcom
VHL
3p25
Hemangioblastoame SNC,
feocromocitom
NF1
17q11
Neurofibroame, tumori SNC
NF2
22q12
tumori SNC, schwanoame
vestibulare
Gene implicate în repararea leziunilor DN
BRCA1
17q21
Cancer de sân, ovar, pancreas,
prostată
BRCA2
13q12
Cancer de sân, ovar
Cancer colorectal, endometric,
gastric, biliar
U.M.F IAŞI
CANCERE FAMILIALE
Majoritatea sunt cancere ginecologice sau digestive
Au agregare familială, dar fără transmitere monogenică
→ importanţa anamnezei familiale corecte.
Debut relativ precoce
Sunt produse de variante alelice ale genelor implicate şi
în cancerele ereditare
Risc de recurenţă : mediu
DETERMINISM MULTIFACTORIAL
12
CANCERE EREDITARE
(GENETICE)
Testarea genetică în cancerele ereditare
Este utilă doar în cazurile cu istoric familial pozitiv
Anamneză familială obligatorie –
consult genetic pretestare
Avantaje:
•Poate schimba stilul de viaţă.
•Limitarea anxietăţii în absenţa
mutaţiei.
•Permite aplicarea de măsuri
profilactice.
•Permite testarea şi a altor
membri cu risc din familie
Dezavantaje:
•Nu reduce riscul de a dezvolta o tumoare
•Există riscul de desecretizare a
informaţiei.
•Poate apărea o discriminare din partea
asiguratorilor sau angajatorului.
•Poate da un fals sentiment de siguranţă
legat de absenţa riscului tumoral
•Este scumpă şi de regulă preţul nu este
acoperit de asigurările medicale
Impune obligatoriu sfat genetic
posttestare
Testarea genetică în cancerele ereditare
• Testarea genetică se face din sânge
• Testarea se bazează în majoritatea cazurilor pe secvenţiere genică şi necesită
perioade mari de timp până la câteva luni sau un an
• Testarea se începe de la cazul index, iar ulterior, dacă s-a probat un anumit tip
de mutaţie se aplică şi la alţi membri ai familiei care au risc crescut de a fi
moştenit mutaţia
• Există o probabilitate de aproximativ 20% de a nu putea certifica nici un fel de
mutație
• Depistarea mutației și la alți membri ai familiei nu înseamnă că aceștia vor
dezvolta obligatoriu una din tumorile tipice pentru respectiva formă de cancer
Testarea
genetică
şi
cunoaşterea
tipului
de
mutaţie oferă avantajul
identificării persoanelor cu
risc crescut de a dezvolta
un anumit tip de cancer şi
de a aplica măsurile
profilactice adecvate
EXEMPLE DE CANCERE EREDITARE
ŞI FAMILIALE
CANCERE ENDOCRINE
Neoplazia endocrină multiplă tip 1 (MEN1)
• diferite combinaţii a peste 20 tumori endocrine şi non-endocrine
• 1/35.000 de persoane
• Este produs de mutaţia genei MEN1 o genă cu structură înalt
conservată pe parcursul evoluţiei
• Gena este activă în numeroase celule (la nivelul cărora apar şi
tumorile) dar prezintă o matisare alternativă ce permite sinteza a
diferite forme de menină în ţesuturi diferite
• Mutaţiile sunt prezente la 75-90% din pacienţii cu MEN1
• Transmitere dominant autosomală
• Mecanism patogenic bazat pe ipoteza “two hits” existând o primă
mutaţie moştenită (în cazuri familiale) sau produsă precoce în
embriogeneză (cazuri sporadice) urmată de o a doua mutaţie
somatică în celulele endocrine cu pierderea heterozigoţiei şi risc
crescut de tumorigeneză
• Speranţă de viaţă limitată corelată cu prezenţa de tumori maligne.
ADENOM
PARATIROIDIAN
ADENOM
HIPOFIZAR
DIAGNOSTIC CLINIC –
MINIMUM 2 TUMORI
TUMORĂ
PANCREATICĂ
TUMORI ale
CELULELOR
PARACRINE ALE
TUBULUI DIGESTIV
CANCER DE COLON
Implicarea factorilor genetici în
cancerul de colon (CC)
Sporadic
(65%–85%)
Familial
(10%–30%)
CC rare
sindromice
(<0.1%)
CC polipozic (PCC)
(1%)
CC nonpolipozic
ereditar (HNPCC)
(5%)
Adapted from Burt RW et al. Prevention and Early Detection of CRC, 1996
Populaţia generală
5%
Istoric familial de
cancer de colon
Boală inflamatorie
intestinală
15%–20%
15%–40%
70%–80%
Mutaţie de tip HNPCC
>95%
Mutaţie de tip PCC
0
20
40
60
80
100
Risc pe parcursul întregii vieţi (%)
Aarnio M et al. Int J Cancer 64:430, 1995
Houlston RS et al. Br Med J 301:366, 1990
St John DJ et al. Ann Intern Med 118:785, 1993
Transmitere
dominant
autosomală
Majoritatea
mutaţiilor
determină sinteza
de proteine
trunchiate
Iniţiat de mutaţii a
genei APC – genă
supresoare de tumori
localizată pe 5q
GENETICA
PCC
Majoritatea
mutaţiilor
sunt “private”
> 30% pacienţi au
mutaţii de novo
produse în meioza
parentală
Distribuţia mutaţiilor genei APC
în PCC
Codon 1309
5'
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314
3'
15
Mecanism de producere a PCC
Mutaţia
genei
APC
epiteliu
normal
Hiperproliferare
epitelială
Activarea
genei K-ras
Adenom
incipient
Deleţie
18q
Adenom
Intermediar
Adapted from Fearon ER. Cell 61:759, 1990
Mutaţia
genei
TP53
Adenom
tardiv
Alte
mutaţii
Carcinom
Metastaze
100
80
Risc pentru CC pe
parcursul vieţii (%)
70%
60
40
20
2%
6%
8%
10%
17%
0
Istoric
familial
negativ
Rudă
de gr. I
1 Rudă de
Rudă de 2 rude
gr. 1 + 1
gr. I cu debut gr. I
rudă de gr. II
< 45 ani
Aarnio M et al. Int J Cancer 64:430, 1995
Houlston RS et al. Br Med J 301:366, 1990
St John DJ et al. Ann Intern Med 118:785, 1993
Mutaţie de
tip
HNPCC
Transmitere
dominant
autosomală
Asociate cu
instabilitate
microsatelitară
Penetranţă
80%
GENETICA
HNPCC
mutaţii în gene
MMR (mismatch
repair) implicate în
corecţia erorilor la
nivelul ADN
Eterogenitate
genetică – mutaţii
în genele MLH1,
MSH2, MSH6,
PMS1, PMS2
Tipuri de mutaţii genice în
HNPCC
Sporadic
Familial
Necunoscută
~30%
MSH2
~30%
HNPCC
CC rare
sindromice
PCC
MSH6
(rară)
Liu B et al. Nat Med 2:169, 1996
PMS1
(rară)
PMS2
(rară)
MLH1
~30%
Testarea instabilităţii microsatelitare
HNPCC
Pozitivă
Negativă
Căutarea de mutaţii în genele
MLH1 şi MSH2
Pozitivă
Căutarea mutaţiei
patogene la alţi
membri ai familiei
Negativă
Reevaluare completă
şi reconsiderare
diagnostic
Căutarea de mutaţii în
alte gene MMR
Pozitivă
Negativă
CANCER DE SÂN ŞI DE OVAR
CANCER EREDITAR DE SÂN ŞI
OVAR
5 – 10 % din cancerele de sân
Un purtător de mutaţie are un risc de 40-70% de a face cancer
de sân pe parcursul vieţii
Un purtător de mutaţie are un risc de 10-45% de a face cancer
de ovar pe parcursul vieţii
Risc crescut pentru cancer de prostată la bărbaţii cu mutaţie
Testarea genetică posibilă, dar scumpă şi laborioasă
La persoanele cu risc se poate face profilaxie
CANCER EREDITAR DE SÂN ŞI OVAR
alte gene
BRCA1
BRCA2
5-10%
Sporadic
Ereditar
• Majoritatea produse de mutaţii în genele BRCA1
sau BRCA2
• Genele BRCA1 / 2 sunt GST implicate în corecţia
leziunilor la nivelul ADN
• Mutaţiile acestor gene sunt implicate în 5% din
cazurile de cancer de sân şi 12% din cazurile de
cancer ovarian
Riscul de a de zvolta cance r de sân în func ţie
de istoricul familial
rude afectate
vârsta de debut a risc de cancer de
bolii
sân
O rudă de gradul I
<50
>50
13-21
9-11
O rudă de gradul II
<50
>50
10-14
8-9
Două rude de gradul I
<50
>50
35-48
11-24
Două rude de gradul II
<50
>50
21-26
9-16
Cancer 1994. 73:643-651.
Riscul de a dezvolta un cancer la
purtătorii de mutaţie BRCA1
Cancer de sân 56%-87%
(de obicei cu debut precoce)
Cancer de sân secundar 64%
Cancer ovarian 16%-44%
Risc crescut pentru alte forme de cancer, de
exemplu de pancreas sau de prostată
Riscul de a dezvolta un cancer la
purtătorii de mutaţie BRCA2
Cancer de sân
(50%-80%)
cancer de sân
(7%)
Cancer de sân
controlateral (50%)
cancer ovarian
(15-27%)
prostată
(~30%)
alte cancere: pancreas,
melanom etc.
Opţiuni pentru purtătorii de
mutaţii ale genelor BRCA1/2
• Screeningul tumoral
– Mamografie şi/sau RMN
– Evaluare radiologică a ovarului
• Mastectomie bilaterală profilactică
– Reduce cu ~90% riscul de a dezvolta o tumoră
• Ovariectomie şi anexectomie bilaterală profilactică
– Reduce cu 96-98% riscul de cancer ovarian
– Reduce cu ~50% riscul de cancer de sân
• Posibilă chemoprevenţie în viitor cu medicamente
ţintite
Cancer
Boală a genomului somatic
• Majoritatea cazurilor sunt sporadice, dar există
o serie de forme rare cu caracter ereditar sau
familial
•În cancerele ereditare există posibilitatea
testării genetice care oferă avantaje şi
dezavantaje
•Testarea genetică trebuie avizată de genetician
pe baza istoricului familial
•Interpretarea rezultatelor şi comunicarea
acestora impune de asemenea intervenţia
geneticianului.