Este necesară testarea genomică amplă – analiza NGS – pentru fiecare pacient cu cancer?

Cancerul și medicina genomică

Cancerul are o bază genetică, iar modificările genelor pot influența apariția și evoluția sa. În ultimii ani, progresele tehnologiei și geneticii au dus la analiza tot mai frecventă a secvenței ADN tumoral. Aceasta ajută la identificarea unor noi abordări terapeutice. Unii cercetători se întreabă însă dacă fiecare pacient cu cancer poate beneficia.

Proiectul Genomului Uman și tehnologia secvențierii ADN

Proiectul Genomului Uman a fost urmat de o evoluție majoră a tehnologiei încă de la începuturile sale. Anunțarea secvenței „finale” a ADN-ului uman și a aproximativ 3,2 miliarde de baze nucleotidice în șase articole din Science, în 2002, a reprezentat o mare realizare științifică. Lucrarea a folosit o metodă îmbunătățită de secvențiere a ADN-ului, numită secvențiere Sanger.

Secvențierea ADN determină ordinea exactă a nucleotidelor sau „bazelor” dintr-o catenă. Mulți geneticieni consideră secvențierea Sanger standardul de aur, deoarece identifică foarte precis mutații, rearanjări sau variante (modificări) specifice în genele vizate. Procesul se concentrează însă pe un singur fragment de ADN și poate fi costisitor și lent.

Metodele dezvoltate mai recent au putut citi corect porțiuni mai lungi ale codului genetic, completând goluri din genomul uman trecute cu vederea în entuziasmul primelor rezultate ale Proiectului Genomului Uman. Tehnica cu aplicabilitatea cea mai rapidă pentru medici și pacienți este însă secvențierea de nouă generație sau NGS.

Paralelism la scară mare: secvențierea de nouă generație

NGS poate secvenția simultan milioane de fragmente de ADN, astfel încât sute sau chiar mii de gene pot fi testate în același timp pentru mutații sau biomarkeri. În limbaj genomic, NGS este o metodă de secvențiere cu „randament ridicat”.

În oncologie, profilarea genomică NGS a adus noi abordări terapeutice. De exemplu, a ajutat la identificarea vulnerabilităților celulelor tumorale care au dus la dezvoltarea agenților țintiți, precum inhibitorii de tirozin-kinază (medicamente oncologice inteligente), și la identificarea în gene asociate cancerului a mutațiilor ereditare, precum cele din BRCA1 și BRCA2, ceea ce a dus la tratamentul cu inhibitori PARP.

Mulți oncologi solicită acum de rutină paneluri NGS ca tehnică de diagnostic genetic și sprijin în planificarea tratamentului, pentru a identifica vulnerabilități care pot declanșa cancerul sau asupra cărora se poate interveni.

Secvențierea de rutină și efectele asupra pacienților

Costul și timpul de lucru al NGS au scăzut continuu în ultimul deceniu. Unele centre, precum Institutul Oncologic Dana-Farber din SUA, solicită testarea tuturor pacienților cu cancer. Trebuie recunoscut însă că, ceea ce unii consideră o necesitate, poate fi pentru alții inaccesibil sau imposibil de plătit.

În 2013, profilarea expresiei genice costa aproximativ 400 de dolari. Un deceniu mai târziu, potrivit companiei Illumina, costul a scăzut sub 25 de dolari pentru o probă care testează 65 de ținte. Nu este vorba însă doar despre cost: interpretarea bioinformatică a rezultatelor este cel puțin la fel de importantă ca tehnica testului.

Utilă sau nu? Utilizarea controversată a NGS

Într-un articol recent, cercetători spanioli susțin că, deși NGS este utilă multor pacienți cu cancer, nu îi poate ajuta pe toți.

Dr. Ramon Colomer și colegii de la Universidad Autónoma de Madrid și Hospital Universitario La Princesa, Madrid, Spania, au prezentat în eClinical Medicine un studiu publicat online în care efectul NGS asupra rezultatelor pacienților a fost mic.

A fost un studiu observațional asupra a 139 de pacienți cu cancer ale căror tumori fuseseră testate prin NGS între 2017 și 2020.

Probabilități mici, câștiguri mari

Cercetătorii au constatat, în 111 dintre cele 139 de cazuri, că între pacienții cu ținte medicamentoase identificate prin NGS și cei fără ținte identificate nu exista o diferență semnificativă privind supraviețuirea fără progresie (PFS).

Nu a existat nici o diferență semnificativă de PFS între cei care primiseră un medicament specific pe baza NGS și cei care nu îl primiseră. Nu s-au găsit diferențe semnificative nici între tumorile cu ținte considerate adecvate sau neadecvate după Scala de Acționabilitate Clinică (ESCAT) a Societății Europene de Oncologie Medicală (ESMO).

Totuși, a existat o diferență semnificativă când NGS fusese solicitată pe baza aprecierii medicului că ar putea exista un beneficiu clinic.

Pacienții din categoriile propuse drept „utile” au avut o supraviețuire mediană fără progresie de 319 zile. Categoriile cuprindeau cancere pulmonare fără celule mici și de colon avansate, precum și melanom malign cu markeri moleculari pentru tratamentul inițial.

În schimb, la pacienții la care NGS era considerată „neutilă”, adică cei cu tumori rapid progresive, speranță de viață scurtă, status de performanță slab sau cancer avansat fără terapii standard, PFS mediană a fost de numai 123 de zile.

Cercetătorii au stabilit și că NGS nu este necesară în cancere precoce cu tratament definitiv și în cancere cu tratament standard care nu necesită profilare genetică.

Autorul principal, Colomer, a scris: „Datele noastre arată că rezultatele din practica reală după NGS contribuie semnificativ la decizia clinică în situații precum cancerul avansat care necesită de obicei mai mulți markeri genetici, cancerul avansat rar sau screeningul pentru studii clinice moleculare. În schimb, NGS nu pare să aducă valoare la cei cu status de performanță scăzut, tumori rapid progresive, speranță de viață scurtă sau fără opțiuni standard.”

Dr. Nilay Sethi de la Dana-Farber, care nu era autor al studiului, a spus că abordarea cercetătorilor era prea strictă: chiar dacă șansa beneficiului este mică, secvențierea poate descoperi ținte acționabile neașteptate.

Sethi a spus: "Mi-ar fi greu să îi spun unui pacient: «Nu credem că secvențierea vă va fi utilă.»" El a mai spus: "În acel mic procent de cazuri în care informația secvenței poate conduce la un medicament cu activitate importantă, secvențiez tumora pacientului."

A subliniat și evoluția continuă a panelurilor genetice și valoarea clinică reală a identificării unor modificări și ținte anterior necunoscute sau neașteptate pentru îmbunătățirea îngrijirii în viitorul apropiat.

Sethi a spus: "Simt că, din perspectiva secvențierii, totul se îndreaptă într-o direcție favorabilă."

*

Repere în genetica moleculară și genomica umană – Scurt istoric

Abrevieri: Cas9: proteină 9 asociată CRISPR / CRISPR: grupuri de repetiții palindromice separate la intervale regulate / İGP: Proiectul Genomului Uman / NIH: Institutul Național al Sănătății din SUA

• 1973 – Herbert Boyer și Stanley Cohen au dezvoltat tehnologia ADN recombinant.
• 1977 – Walter Gilbert și Fredick Sanger au descoperit tehnici de secvențiere a ADN-ului.
• 1983 – Kary Mullis a inventat reacția de polimerizare în lanț (PCR).
  Prima genă asociată unei boli este cartografiată molecular pe un cromozom uman de James Gusella și Nancy Wexler.
• 1986 – Leroy Hood a inventat secvențiatorul ADN automatizat.
• 1990 – NIH și Departamentul Energiei lansează Proiectul Genomului Uman (İGP).
• 1994 – Sunt atinse obiectivele İGP privind cartografierea genetică umană. 
• 1995 – Sunt atinse obiectivele İGP privind cartografierea genetică umană.
• 1996 – İGP începe testarea strategiilor de secvențiere pe scară largă a genomului uman.
• 1997 – În ceea ce va fi numit „Principiile Bermuda”, cercetătorii İGP aprobă publicarea rapidă și publică a datelor secvenței genomice, fără restricții de utilizare.
• 2001 – Consorțiul internațional İGP publică prima versiune preliminară a secvenței genomului uman; grupul lui J. Craig Venter de la Celera Genomics publică o altă versiune.
• 2002 – Este lansat Proiectul Internațional HapMap pentru colectarea datelor despre variația genetică umană, utilizabile pentru accelerarea identificării genelor asociate bolilor frecvente.
• 2003 – İGP se încheie cu doi ani înainte de termen, producând o secvență de referință a genomului uman.
• 2006 – NIH lansează Atlasul Genomului Cancerului (TCGA), pentru caracterizarea moleculară a peste 20000 de probe din 33 de tipuri de cancer.
• 2008 – Este adoptată Legea SUA privind nediscriminarea pe baza informațiilor genetice, pentru protecția față de folosirea discriminatorie a acestora în asigurarea de sănătate și angajare.
• 2009 – Într-o premieră clinică, cercetători din Wisconsin secvențiază toate genele unui băiat de 5 ani și folosesc datele pentru localizarea exactă a unei boli noi, conducând la un tratament salvator.
• 2012 – Consorțiul Ereditate și Sănătate Umană în Africa (H3Afrika) își ține reuniunea inaugurală la Addis Ababa, Etiopia.
• Emanuella Charpentier și Jennifer Doudna arată că CRISPR poate edita ADN-ul in vitro (ceea ce le aduce Premiul Nobel pentru Pace în Chimie din 2020); aproximativ 6 luni mai târziu, Feng Zhang și George Church demonstrează independent editarea CRISPR în celule de mamifere.
• 2018 – TCGA publică Atlasul Pan-Cancer, o colecție de analize între tipuri de cancer bazate pe întregul set de date.
  NIH începe înscrierea în programul „Cu toții (All of Us)”, o resursă de cercetare amplă cu peste 1 milion de participanți care vor contribui cu date genetice, de sănătate și de mediu.
• 2020 – Primul pacient cu anemie falciformă este tratat printr-o abordare ex vivo folosind CRISPR – Cas9.