Mozaicismul genetic embrionar: o amenințare oncologică invizibilă?

Codul nostru genetic nu este atât de uniform pe cât credem

Concepția genetică tradițională susține că toate celulele corpului au aceeași secvență de ADN. Însă cercetările realizate în ultimii ani cu tehnologii de secvențiere de nouă generație arată că această idee este incompletă. Corpul uman este alcătuit din grupuri de celule ușor diferite genetic, care acumulează mutații distincte în timp și pe parcursul dezvoltării. Această structură biologică de mozaic se numește „mozaicism genetic”.

La fiecare diviziune celulară apar aproximativ 10 mutații noi . Fiecare celulă a unui nou-născut poartă, în medie, peste 120 de mutații . Cele mai multe sunt inofensive, dar unele pot sta, în timp, la baza unor boli grave, inclusiv cancerul.

Ce este mozaicismul genetic?

Mutațiile apărute la începutul dezvoltării embrionare se pot răspândi în țesuturile derivate din celula respectivă. Astfel, în același organism apar grupuri de celule diferite genetic. Acest fenomen se numește „mozaicism genetic”. Așa cum mozaicurile din artă reunesc pietricele diferite într-o imagine, mozaicul biologic reprezintă un întreg alcătuit din celule diferite.

Al 3-lea mecanism, după factorii de mediu și ereditari: mozaicismul

Cel mai frecvent scenariu al apariției cancerului este acumularea de-a lungul vieții a modificărilor ADN-ului din celule, numite mutații somatice . Acestea apar sub influența factorilor de mediu, precum fumatul, obezitatea, alcoolul și unele infecții virale, inclusiv HPV, a îmbătrânirii și a stresului celular. La unele persoane însă, procesul poate fi accelerat încă de la naștere, în legătură cu mutațiile ereditare (germinale) . Mutațiile ereditare ale genelor supresoare tumorale, precum BRCA1/2, TP53 și APC, predispun unele persoane la cancer încă din primii ani ai vieții.

În ultimii ani, atenția s-a îndreptat către o a treia categorie: mutațiile în mozaic. Ele nu sunt nici complet ereditare, deoarece nu se găsesc în toate celulele, nici mutații somatice clasice dobândite ulterior. În schimb, apar într-o etapă timpurie a dezvoltării embrionare și se răspândesc în toate țesuturile derivate din celula respectivă. Astfel, unele celule ale persoanei au mutația, iar altele nu.

Mutațiile în mozaic sunt importante în special din următoarele motive:

• Pot fi silențioase clinic: deoarece mutația există doar în unele celule, semnele bolii pot apărea târziu sau diagnosticul poate fi dificil.

• Sunt greu de detectat prin teste: dacă proporția celulelor cu mutația este mică, de exemplu <20%, testele genetice clasice pot să nu o detecteze.

• Se pot comporta ca mutații ereditare: în special mutațiile în mozaic gonadal, din celulele reproductive, se pot transmite generațiilor următoare și pot determina cazuri repetate de cancer în familie.

• Pot provoca un cancer: dacă mutația în mozaic afectează, de exemplu, TP53, funcțiile de supresie tumorală pot fi dezactivate în unele celule. Astfel crește riscul proliferării necontrolate în aceste celule.

De aceea, mozaicismul se evidențiază ca un concept mult timp neglijat în studiul bazelor genetice ale cancerului, dar care poate schimba radical diagnosticul și evaluarea riscului.

Ce ne spune VAF (Variant Allele Frequency)?

VAF (frecvența alelei variante) indică proporția celulelor care poartă o anumită mutație în materialul genetic analizat, de exemplu în țesutul tumoral sau sânge. De exemplu, VAF 10% înseamnă că mutația se găsește în aproximativ 10% dintre celulele țesutului respectiv.

Mozaicismul genetic se manifestă de obicei prin frecvențe ale alelei variante sub 50% :

• Variantă germinală heterozigotă: VAF ≈ 50%

• Mutație în mozaic: VAF 5–40%. De aceea, mutațiile cu VAF scăzut trebuie analizate atent. Variantele din regiunile necodante necesită o interpretare mai complexă a efectelor biologice.

Exemple de mozaicism ilustrate prin scenarii

Exemplul 1: test genetic „negativ”, dar tabloul clinic sugerează ereditate

Scenariu: Pacienta dezvoltă cancer de sân la o vârstă tânără . Nu are antecedente familiale marcate, dar vârsta și tipul tumorii, de exemplu triplu negativ, sugerează un risc ereditar. Panelul multigenic nu identifică o mutație semnificativă, nici în BRCA1/2.

Explicație posibilă: Situația poate fi legată de o mutație în mozaic pe care testele genetice clasice nu o detectează.

• Dacă mutația a apărut în perioada embrionară, ea poate exista doar în unele celule, de exemplu în țesutul mamar. Deoarece testarea genetică se face de obicei din sânge, mutația poate rămâne „invizibilă” la test.

• Mai ales dacă frecvența alelei variante (VAF) este scăzută, de exemplu sub 10%, mutația poate fi omisă de testele clasice.

• Detectarea unei mutații în țesutul tumoral, dar nu în sânge, sau a unor mutații suspecte cu VAF scăzut în cfDNA (ADN liber circulant – circulating free DNA) poate sugera mozaicismul.

Aspect important clinic: Aceste paciente trebuie considerate persoane cu risc, chiar dacă testul genetic este „negativ”. Poate fi necesară și reevaluarea prin tehnici avansate, precum secvențierea la profunzime foarte mare, analiza ADN-ului tumoral sau testarea altor țesuturi ale persoanei.

Exemplul 2: antecedente familiale importante și cancer de sân, dar test genetic negativ

Întrebare: Pacienta a dezvoltat cancer de sân la o vârstă tânără și are numeroase cazuri de cancer în familie. Panelul multigenic nu arată însă o mutație semnificativă. Poate fi luat în calcul mozaicismul?

Răspuns: Da, mozaicismul poate fi o explicație posibilă în această situație.

• Pacienta poate purta în mozaic o mutație germinală . Mutația poate exista în unele linii celulare, de exemplu în sân sau în linia germinală, dar VAF foarte scăzut în sângele periferic poate împiedica detectarea ei prin testarea genetică.

• În aceste situații cu „test negativ, dar risc clinic ridicat”, mozaicismul ar putea fi detectat prin testarea suplimentară a țesuturilor epiteliale, de exemplu a țesutului tumoral, secvențiere la profunzime foarte mare sau analiza cfDNA .

• Trebuie luate în considerare și limitele panelului, de exemplu lipsa testării modificărilor epigenetice, sau variantele raportate drept „VUS”.

Concluzie: În acest caz, posibilitatea unor mutații în mozaic BRCA1/2, TP53 sau în alte gene de predispoziție este importantă, iar mozaicismul ar putea explica tabloul clinic.

Exemplul 3: pacienta poartă o mutație BRCA1, dar nu are antecedente familiale de cancer

Întrebare: Testarea genetică a identificat o mutație BRCA1, însă nu există antecedente familiale de cancer mamar sau ovarian. Este mutația ereditară? Ar putea fi mozaicism?

Răspuns: Da, și această situație poate sugera mozaicismul.

• Mutația poate fi de novo , adică poate să fi apărut după formarea zigotului și să fi afectat o parte dintre celulele germinale și somatice.

• Alternativ, unul dintre părinții persoanei ar putea prezenta mozaicism gonadal : mutația apare în sângele persoanei, dar nu este detectată în sângele părinților la testarea familiei, deoarece a apărut doar în celulele gonadale ale unuia dintre părinți, la începutul dezvoltării embrionare.

• Dacă VAF al mutației, de exemplu 20–30%, este sub nivelul clasic al heterozigoției, crește probabilitatea de mozaicism somatic .

• Lipsa unui tipar ereditar în familie poate sugera că mutația este un eveniment individual în mozaic, mai curând decât unul familial .

Concluzie: Deși o mutație BRCA1 detectată în lipsa antecedentelor familiale poate părea o mutație ereditară clasică, ea poate reprezenta un eveniment în mozaic sau o mutație de novo .

Sinteză pentru practica clinică:

Cât de frecvent este mozaicismul în cancer?

Studiu care raportează o frecvență mică

În 2022, în Cancer Discovery , a fost publicat un studiu în care cercetătorii de la Memorial Sloan Kettering Cancer Center au analizat peste 35000 de pacienți cu cancer folosind MSK-IMPACT, un test genetic cu panel extins aprobat de FDA. Doar la 36 de pacienți (0,1%) au fost detectate mutații patologice în mozaic, apărute în perioada embrionară. Printre genele cel mai frecvent afectate se aflau TP53 și RB1 . Frecvența redusă sugerează că mutațiile în mozaic sunt rare sau că testele actuale au o capacitate limitată de a le detecta.

Studiu care raportează o frecvență ridicată

În 2024, în International Journal of Colorectal Disease , a fost publicată o revizuire sistematică și meta-analiză care a evaluat frecvența și importanța clinică a mozaicismului genetic în cancerul colorectal și sindroamele de polipoză. Printr-o căutare amplă în PubMed, Scopus și Web of Science, cercetătorii au identificat 27 de studii eligibile și au analizat datele acestora.

Analiza a inclus 2272 de pacienți, dintre care 108 aveau mozaicism somatic. Frecvența generală a mozaicismului în acest grup de boli a fost estimată la 8,79% (interval de încredere 95%: 5,1% – 14,7%). Rezultatele sugerează că mozaicismul genetic ar putea fi mai frecvent decât se credea în acest grup de boli.

Analizele pe subgrupuri au evidențiat frecvențe mai mari ale mozaicismului pentru anumite gene.

• APC a prezentat mozaicism în proporție de 13,43%,
• MLH1 de 2,75%, iar
• MSH2 de 9,69%.

Aceste proporții sugerează că genele respective ar putea fi asociate în mod deosebit cu mutațiile în mozaic.

Studiul a concluzionat că mozaicismul somatic contribuie important la diversitatea genetică a cancerului colorectal și a sindroamelor de polipoză și merită mai multă atenție în practica clinică. În special, la pacienții fără diagnostic prin testele germinale clasice , evaluarea mozaicismului poate influența direct diagnosticul și tratamentul. Prin urmare, s-a recomandat includerea screeningului pentru mozaicism în algoritmii de testare genetică.

Alte studii care subliniază importanța clinică a mozaicismului

1. Mutații TP53 în mozaic și cancer mamar bilateral – studiu din China (2024)

În august 2024, în Breast Cancer Research and Treatment , a fost publicat acest studiu care a evaluat

frecvența mutațiilor genei TP53 și caracteristicile fenotipice la 420 de paciente chineze cu cancer de sân. Considerând că regulile actuale de testare genetică exclud unele paciente, cercetătorii au propus un criteriu nou: evaluarea pacientelor diagnosticate cu cancer mamar bilateral sincron sau metacron pentru TP53 , în vederea identificării mutațiilor.

Rezultatele au fost remarcabile:

• La 1,4% dintre paciente au fost detectate mutații patogene sau probabil patogene ale TP53 în linia germinală .

• TP53 : 33,3% dintre purtătoarele mutațiilor au dezvoltat cancer la o vârstă tânără , sub 30 de ani.

• În același grup de purtătoare, 33,3% au avut cancer mamar bilateral .

• Analiza arborelui genealogic nu a identificat mutațiile la părinți, sugerând că acestea ar putea fi de novo sau în mozaic .

Cercetătorii au subliniat că rezultatele nu corespund protocoalelor actuale de testare genetică și că trebuie actualizate criteriile de testare .

2. Interpretarea mutațiilor TP53: mozaicism, hematopoieză clonală și rezultate incerte (2023)

În 2024, în Journal of Genetic Counseling , a fost publicată o serie de cazuri despre interpretarea rezultatelor obținute prin secvențiere de nouă generație pentru TP53 , care nu concordau cu tabloul clinic al celor opt pacienți. Deși aceste variante produceau manifestări asemănătoare cu cele ale sindromului Li-Fraumeni (LFS) , la majoritatea pacienților antecedentele personale sau familiale nu corespundeau LFS.

Originile acestor variante TP53 au fost împărțite în următoarele categorii:

• Mutații ereditare cu penetranță redusă

• Mutații în mozaic (mutația există în unele grupuri de celule, dar nu în altele)

• Hematopoieză clonală (CHIP) ca sursă a mutațiilor

Studiul a ilustrat dificultatea interpretării acestor rezultate și necesitatea unei abordări multidisciplinare + sprijin bioinformatic prin cazuri concrete. S-a precizat și că, în unele cazuri, valori VAF (Variant Allele Frequency) sub 50% au fost interpretate în favoarea mozaicismului.

3. Modificări cromozomiale în mozaic și riscul de cancer – date UK Biobank (2023)

În 2023, în Nature Genetics, a fost publicat un studiu amplu care a analizat, din baza UK Biobank, aproximativ 500000 de probe de sânge de la persoane diferite. Scopul a fost evaluarea frecvenței modificărilor cromozomiale în mozaic (mCA), adică a câștigurilor și pierderilor de cromozomi și a pierderii heterozigozității fără modificarea numărului de copii, precum și a ratei mutațiilor și a efectelor asupra selecției celulare.

Principalele constatări:

• Modificările mCA au, de obicei, o rată mică a mutațiilor , dar un avantaj celular moderat sau mare (fitness effect) .

• Comparativ cu modificările unui singur nucleotid, mCA sunt de 10 ori mai rare, dar unele pot deveni dominante.

• Cel mai remarcabil aspect: pierderile cromozomilor X și Y sunt de aproximativ 1000 de ori mai frecvente decât mCA autozomale.

• Unele mCA cresc cu vârsta într-un ritm constant, în timp ce altele se extind cu viteze variabile, în funcție de predispoziția genetică sau de factorii de mediu.

Studiul susține că mCA pot apărea înaintea cancerului și ar putea reprezenta indicatori biologici de luat în considerare în scorurile de risc oncologic .

Implicații pentru practica clinică

• Diagnostic: persoanele cu rezultate „negative” la testele clasice pot avea mozaicism.

• Tratament: BRCA2 sau TP53 sunt exemple de gene în care mutațiile în mozaic pot influența alegerea tratamentelor țintite.

• Screening și consiliere: și membrii familiei pot fi purtători, cu o probabilitate redusă.

Sinteza informațiilor esențiale

• Mozaicismul genetic înseamnă existența unor structuri genetice diferite în celule diferite ale aceleiași persoane.

• La fiecare diviziune celulară apar în medie 10 mutații; fiecare celulă a unui nou-născut poate avea în medie peste 120 de mutații.

• Mutațiile în mozaic pot apărea în perioada embrionară, se pot răspândi în diverse țesuturi și pot scăpa testelor genetice clasice.

• Într-un studiu publicat de AACR, la 35000 de pacienți cu cancer au fost identificate doar 36 de mutații în mozaic (0,1%).

• O meta-analiză din 2023 a raportat o frecvență a mutațiilor în mozaic de 8,79%; APC a prezentat 13,43%, MLH1 2,75%, iar MSH2 9,69%.

• TP53 : mutațiile în mozaic au fost identificate la 1,4% dintre femeile chineze cu cancer mamar bilateral. Dintre aceste paciente, 33,3% au dezvoltat cancer înainte de 30 de ani (Breast Cancer Res Treat, 2024).

• TP53 : variantele pot proveni din hematopoieză clonală sau mozaicism și pot fi discordante cu tabloul clinic (J Genet Couns, 2024).

• Analiza datelor UK Biobank de la aproximativ 500000 de persoane a raportat că modificările cromozomiale în mozaic cresc cu vârsta și că, în unele situații, sunt de 1000 de ori mai frecvente decât mCA autozomale (Nature Genetics, 2023).

• Mutațiile în mozaic prezintă de obicei o frecvență a alelei variante (VAF) de 5–40% și necesită, prin urmare, metode de analiză sensibile și o interpretare atentă.

• Mozaicismul poate influența direct deciziile de diagnostic, tratament și screening, în special la persoanele cu test genetic „negativ”, dar risc clinic ridicat.

În încheiere

Mozaicismul genetic marchează o nouă etapă în genetica oncologică. El poate explica unele cazuri considerate „negative” prin metodele clasice. De aceea, conceptul de mozaicism nu mai poate fi ignorat în diagnostic, tratament și evaluarea riscului.