De ce și cum efectuăm testarea și cartografierea genetică în cancer? Ce este secvențierea?

Cancerul ca boală genetică

Cancerul apare prin modificări ale structurii genetice a celulelor organismului. Fiecare tip de cancer și chiar aceeași boală la pacienți diferiți pot avea caracteristici genetice distincte. Înțelegerea structurii genetice a cancerului unui pacient este, așadar, esențială pentru anticiparea evoluției și a tratamentelor potențial cele mai eficiente.

Testele genetice permit construirea hărții genetice a cancerului. Ea ajută la înțelegerea mutațiilor celulelor canceroase, a modului în care au apărut și a felului în care se pot modifica în timpul tratamentului. Informațiile obținute prin secvențiere genetică permit tratamente mai eficiente și îi orientează pe profesioniștii din sănătate.

De ce sunt importante testele genetice?

Testarea genetică în cancer are câteva obiective principale:

• Dezvoltarea terapiilor țintite: Mutațiile identificate în celulele canceroase indică tratamentele care ar putea fi eficiente. De exemplu, pacienții cu cancer pulmonar și mutație EGFR răspund la terapii specifice acesteia.

• Monitorizarea rezistenței terapeutice: La unii pacienți, celulele canceroase pot deveni rezistente la tratament. Analizele genetice permit înțelegerea apariției rezistenței și dezvoltarea unor alternative.

• Depistare precoce și screening: Testele genetice pot ajuta la depistarea cancerului în stadii precoce. În special, prin testele MCED (Multi  Cancer  Early  Detection = depistarea precoce a mai multor cancere), analiza ADN-ului liber circulant (cfDNA) sau a ADN-ului tumoral circulant (ctDNA) poate găsi urmele cancerului în sânge.

• Evaluarea riscului familial: Identificarea mutațiilor ereditare ajută la evaluarea riscului de cancer al rudelor pacientului. De exemplu, mutațiile BRCA1 sau BRCA2 cresc predispoziția la cancer mamar și ovarian.

Probe utilizate pentru analiza genetică în cancer

Tipurile de probe utilizate pentru analiza structurii genetice a cancerului influențează direct calitatea și semnificația datelor. Principalele tipuri sunt:

1. Probe tumorale

Biopsiile din țesutul canceros sau fragmentele tumorale îndepărtate chirurgical sunt materialele cel mai frecvent utilizate în analizele genetice.

• Biopsie: Se recoltează o probă mică din tumoră. Este preferată în special în cancerele localizate.
• Rezecție: Țesutul tumoral îndepărtat chirurgical permite analize genetice mai ample.

Probele sunt procesate în laboratorul de anatomie patologică pentru înțelegerea structurii genetice a celulelor canceroase și apoi pregătite pentru secvențiere.

2. Probe germinale (ereditare)

Probele pacientului recoltate din țesut normal sau sânge sunt utilizate pentru identificarea mutațiilor germinale (ereditare) . Depistarea lor permite evaluarea riscului genetic al familiei pacientului.

• De exemplu, prin identificarea unor mutații germinale precum TP53 putem depista sindroame ereditare de predispoziție la cancer, precum sindromul Li-Fraumeni .

3. ADN liber circulant (cfDNA)

Fragmentele ADN care ajung în sânge prin moartea celulelor canceroase oferă o oportunitate importantă pentru înțelegerea structurii genetice a cancerului. Analiza cfDNA este neinvazivă și utilă când biopsia nu poate fi efectuată. În cancerele metastatice, ajută și la înțelegerea diversității genetice dintre diferitele regiuni tumorale.

Ce este secvențierea genetică și cum se efectuează?

Secvențierea genetică identifică variațiile prin analiza secvenței ADN. Tehnologia permite depistarea mutațiilor din celulele canceroase. În prezent, tehnica avansată cel mai frecvent utilizată în acest scop este NSG.

1. Procesul de secvențiere

• Mai întâi, proba care va fi analizată (tumorală, germinală sau cfDNA) este trimisă la laborator.
• Proba este procesată pentru extragerea și purificarea ADN-ului.
• Secvența ADN este citită cu aparate foarte sensibile.
• Rezultatele sunt analizate prin programe bioinformatice.

2. Interpretarea rezultatelor secvențierii

Rezultatele depășesc simpla identificare a mutațiilor. Datele obținute:

• Stabilesc dacă mutația este somatică sau ereditară.
• Evaluează opțiunile de terapie țintită.
• Urmăresc modificările apărute în timpul tratamentului.

Heterogenitatea tumorală: structura dinamică a cancerului

Structura genetică a cancerului nu este fixă. Chiar și în aceeași tumoră, regiuni diferite pot avea mutații diferite. Aceasta se numește „heterogenitate tumorală”.

Înțelegerea heterogenității prin exemple

• Dintre două probe recoltate din regiuni diferite ale unei tumori, una poate avea mutații ale genelor A și B, iar cealaltă nu.
• În cancerul metastatic, proba unei leziuni poate fi diferită genetic de celelalte leziuni metastatice.

De aceea, utilizarea mai multor probe pentru cartografierea genetică a tumorii permite rezultate mai precise.

Imaginea de mai sus rezumă simplu tipurile de probe utilizate pentru înțelegerea structurii genetice a cancerului și contribuția lor la rezultate. Explicațiile următoare ajută la înțelegerea ei:

1. Probe tumorale (portocaliu)

   • Probă tumorală #1: Prima biopsie sau fragmentul îndepărtat prin rezecție chirurgicală. Permite analiza mutațiilor celulelor canceroase. Stelele portocalii din imagine reprezintă mutațiile somatice depistate în această probă.
   • Probă tumorală #2: A doua probă, dintr-o altă regiune a aceleiași tumori sau dintr-o leziune metastatică. Imaginea subliniază că poate conține mutații diferite, tumora este heterogenă, iar mutațiile se pot modifica în timp.

2. Probe germinale (mov)

   • ADN germinal (țesut normal sau sânge): Probele germinale din țesuturi sănătoase, necanceroase, sau din sânge sunt utilizate pentru identificarea mutațiilor ereditare. Absența stelelor portocalii din proba germinală arată că mutațiile respective nu sunt ereditare, ci au apărut în timpul dezvoltării cancerului.

3. Probă de ADN liber circulant (cfDNA) (ADN din sânge)

   • Probă cfDNA: Fragmente ADN eliberate de celulele tumorale în sânge. Imaginea arată că proba cfDNA conține un amestec al mutațiilor din probele tumorale. Aceasta ilustrează potențialul cfDNA de a identifica profilul genetic general al cancerului și mutațiile din toate regiunile tumorii.

4. Heterogenitate tumorală

   • Schema din dreapta sus evidențiază structura dinamică și heterogenă a cancerului. Diferențele genetice dintre probele #1 și #2, precum mutațiile diferite ale genelor A, B, C și o mutație nouă a genei F, reprezintă schimbarea cancerului în timp. Aceasta explică importanța analizării mai multor probe pentru planificarea tratamentului.

Diferența dintre mutațiile ereditare și cele somatice

În cancer există două tipuri principale de mutații genetice:

1. Mutații ereditare (germinale): Sunt prezente în toate celulele organismului și pot fi transmise membrilor familiei.
2. Mutații somatice: Apar doar în celulele canceroase și sunt asociate cu factorii de mediu.

Impactul asupra tratamentului

• Mutațiile ereditare necesită consiliere genetică, pe lângă terapiile țintite.
• Mutațiile somatice au un rol esențial în înțelegerea dezvoltării cancerului.

ADN-ul liber circulant: tehnologia viitorului

Analiza ADN-ului liber circulant este revoluționară în genetica oncologică. Avantaje:

• Este neinvazivă (se efectuează printr-o analiză de sânge).
• Oferă profilul genetic general al tumorii în cancerele metastatice.
• Poate fi utilizată pentru monitorizarea răspunsului la tratament sau depistarea precoce a recidivei.

Tehnologia are însă încă limite și necesită cercetări suplimentare pentru extinderea utilizării clinice.

Viitorul analizelor genetice în cancer

Analizele genetice constituie fundamentul medicinei personalizate în cancer. În viitor vor fi dezvoltate:

• Teste genetice mai precise,
• Analize mai răspândite ale ADN-ului liber circulant pentru depistare precoce,
• Algoritmi care pot anticipa rezistența terapeutică.

Concluzie

Testele genetice în cancer sunt printre cele mai puternice instrumente ale medicinei moderne. Ele nu doar personalizează opțiunile terapeutice, ci permit și înțelegerea structurii dinamice a cancerului și dezvoltarea unor strategii mai eficiente. Interpretarea corectă și evaluarea în contextul individual al pacientului sunt însă esențiale. Atât pentru pacienți, cât și pentru profesioniștii din sănătate, rezultatele acestor teste oferă o perspectivă promițătoare în lupta împotriva cancerului.