Λίγα λόγια για τους καρκίνους, τη γενετική τους βάση και διερεύνηση

Transcript

1

2 Λίγα λόγια για τους καρκίνους, τη γενετική τους βάση και διερεύνηση Ο καρκίνος είναι μια ιδιαίτερα ετερογενής νόσος, που προκύπτει από συσσώρευση μεταλλάξεων του DNA. Η αιτιολογία του καρκίνου είναι πολυπαραγοντική, με τη συμμετοχή γενετικών, περιβαλλοντικών κι άλλων ιατρικών παραγόντων και του τρόπου ζωής, που αλληλεπιδρούν για να εκδηλώσουν μια συγκεκριμένη κακοήθεια. Περίπου 5%-10% των καρκίνων είναι κληρονομικοί κι ο γενετικός έλεγχος έχει χρησιμοποιηθεί για συγκεκριμένες κληρονομικές μορφές καρκίνου για περισσότερο από δέκα χρόνια. Η γνώση της γενετικής του καρκίνου βελτιώνεται ταχέως με την κατανόηση των μοριακών μηχανισμών, που βοηθά στον εντοπισμό ατόμων με υψηλό κίνδυνο, επεκτείνει τη δυνατότητα χαρακτηρισμού της νόσου, επιτρέπει την εφαρμογή θεραπειών προσαρμοσμένες στο μοριακό αίτιο της νόσου, και οδηγεί στην ανάπτυξη νέων θεραπευτικών μεθόδων. Η επέκταση αυτή των γνώσεων έχει επιπτώσεις για όλες τις πτυχές της διαχείρισης του καρκίνου, συμπεριλαμβανομένης της πρόληψης, ανίχνευσης και θεραπείας. Οι γενετικές πληροφορίες παρέχουν ένα πολύτιμο μέσο για τον εντοπισμό ατόμων που έχουν αυξημένο κίνδυνο εμφάνισης καρκίνου.

3 Οι πηγές των γενετικών πληροφοριών περιλαμβάνουν ανάλυση του DNA από βιολογικά δείγματα, τις πληροφορίες που προέρχονται από το οικογενειακό ιστορικό ενός πάσχοντος ατόμου καθώς και τα ευρήματα από την κλινική εξέταση και το ιατρικό ιστορικό. Οι πληροφορίες από την ανάλυση του DNA μπορούν να συγκεντρωθούν, να αποθηκεύονται και να αναλύονται σε οποιαδήποτε στιγμή κατά τη διάρκεια ζωής ενός ατόμου, από τη γέννηση έως και μετά το θάνατο. Το οικογενειακό ιστορικό μπορεί να εντοπίσει άτομα με μέτριο έως αυξημένο κίνδυνο καρκίνου ή μπορεί να χρησιμεύσει ως το πρώτο βήμα για την αναγνώριση μιας κληρονομικής προδιάθεσης που προσδίδει πολύ υψηλό κίνδυνο καρκίνου. Για ένα σημαντικό αριθμό καρκίνων, ο γενετικός έλεγχος μπορεί σήμερα να χρησιμοποιηθεί για την ταυτοποίηση μιας ειδικής μετάλλαξης, που σχετίζεται με τον κληρονομικό κίνδυνο και στη συνέχεια να προσδιορισθεί εάν άλλα μέλη της οικογένειας έχουν κληρονομήσει τη μετάλλαξη που σχετίζεται με τη νόσο. Να σημειωθεί ότι το ποσοστό των ατόμων που φέρουν μια μετάλλαξη και που θα εκδηλώσουν τη νόσο αναφέρεται ως διεισδυτικότητα. Σε γενικές γραμμές, κοινές γενετικές παραλλαγές-μεταλλάξεις, που σχετίζονται με την προδιάθεση στον καρκίνο, έχουν χαμηλότερη διεισδυτικότητα από σπάνιες παθολογικές γενετικές μεταλλάξεις. Η σωστή αναγνώριση και ο εντοπισμός των ατόμων και των οικογενειών, που διατρέχουν αυξημένο κίνδυνο ανάπτυξης καρκίνου, αποτελεί ένα σημαντικό σκοπό της πρωτοβάθμιας φροντίδας. Μόλις εντοπιστούν, τα άτομα αυτά μπορούν στη συνέχεια να αξιολογηθούν ειδικότερα, μέσα από την κατάλληλη γενετική συμβουλευτική, σε σχέση με τους κινδύνους και την απαιτούμενη γενετική εξέταση, που θα οδηγήσουν στην εφαρμογή ενός κατάλληλα προσαρμοσμένου σχεδίου διαχείρισης.

4 Ένα ευρύ φάσμα γονιδιωματικών ανωμαλιών, που συμπεριλαμβάνει σημειακές μεταλλάξεις, αλλαγές του αριθμού των αντιγράφων και χρωμοσωματικές αναδιατάξεις, μπορεί να οδηγήσουν στην ανάπτυξη του καρκίνου. Οι περισσότερες από αυτές τις γενετικές βλάβες είναι σωματικές, δηλαδή είναι παρούσες μόνο στα καρκινικά κύτταρα κι όχι στους γαμέτες ενός ασθενούς, κι επομένως δεν σχετίζονται με τις κληρονομικές μορφές καρκίνου. Μέχρι σήμερα, έχουν αναγνωρισθεί περίπου 70 γονίδια με γαμετικές (germ line) μεταλλάξεις (κληρονομικοί καρκίνοι) και περισσότερα από 300 γονίδια με σωματικές μεταλλάξεις, που έχει αποδειχθεί ότι εμπλέκονται σε καρκίνους του ανθρώπου. Να σημειωθεί ότι για να ταυτοποιηθούν παθολογικές σωματικές μεταλλάξεις στους καρκίνους, είναι αναγκαίο να γίνει παράλληλη ανάλυση τόσο από δείγμα DNA του προσβεβλημένου ιστού όσο κι από αντίστοιχο δείγμα από φυσιολογικό μηπροσβεβλημένο ιστό του ίδιου ασθενούς. Kληρονομικός, μη-πολυποδιακός oρθοκολικός καρκίνος (HNPCC) - γονίδια MLH1 και MSH2 O κληρονομικός, μη-πολυποδιακός oρθοκολικός καρκίνος (HNPCC) συνδέεται με βλάβες στα γονίδια MLH1, MSH2, MSH6 και PMS2, που ρυθμίζουν την επιδιόρθωση του DNA (mismatch repair). Κληρονομικές μεταλλάξεις στα δυο γονίδια MLH1 και MSH2 σχετίζονται με ~90% των μεταλλάξεων που ανιχνεύονται σε οικογένειες με τη νόσο, ενώ μεταλλάξεις στα άλλα 2 γονίδια είναι λιγότερο συχνές. Άτομα που φέρουν μετάλλαξη σε κάποιο από τα παραπάνω γονίδια έχουν ιδιαίτερα αυξημένο κίνδυνο (~75%) να εκδηλώσουν τη νόσο μέχρι 70 ετών κι επίσης έχουν αυξημένο κίνδυνο για καρκίνο του στομάχου, των ωοθηκών, του ενδομητρίου, του ουροποιητικού και των χοληφόρων.

5 Εφαρμόζεται διεξοδικός μοριακός γενετικός έλεγχος των γονιδίων MLH1 και MSH2, από δείγμα περιφερικού αίματος, που περιλαμβάνει πλήρη ανάγνωση της αλληλουχίας του DNA (DNA sequencing) όλων των εξονίων και των περιοχών συρραφής ιντρονίων-εξονίων των γονιδίων MLH1 και MSH2 (>98% ευαισθησία) καθώς και ανάλυση ελλείψεων/ αναδιπλασιασμών (που δεν ανιχνεύονται με DNA sequencing). Οικογενής αδενωματώδης πολυποδίαση (FAP - γονίδιο APC) Άτομα που φέρουν μετάλλαξη στο γονίδιο APC έχουν ιδιαίτερα αυξημένο κίνδυνο (>95%) να εκδηλώσουν ορθοκολικό καρκίνο μέχρι την ηλικία των 40 ετών. Ασθενείς με την κλασσική μορφή της νόσου, με εκατοντάδες έως χιλιάδες πολύποδες, έχουν μεγάλη πιθανότητα (>90%) να φέρουν μετάλλαξη στο γονίδιο APC, ενώ ασθενείς με <100 πολύποδες (ήπια μορφή FAP, attenuated FAP) έχουν σχετικά μικρότερη πιθανότητα (<30%). Η ανακάλυψη μετάλλαξης στο γονίδιο όσο νωρίτερα γίνεται, επιβεβαιώνει τη διάγνωση και βοηθά σημαντικά στην πρόληψη και θεραπεία.

6 Εφαρμόζεται διεξοδικός μοριακός γενετικός έλεγχος του γονιδίου APC, από δείγμα περιφερικού αίματος, που περιλαμβάνει πλήρη ανάγνωση της αλληλουχίας του DNA (DNA sequencing) όλων των εξονίων και των περιοχών συρραφής ιντρονίων-εξονίων του γονιδίου APC (>98% ευαισθησία) καθώς και ανάλυση ελλείψεων/ αναδιπλασιασμών (που δεν ανιχνεύονται με DNA sequencing). Πολλαπλή ενδοκρινής νεοπλασία - MEN1 Η νόσος εκδηλώνεται με πολλαπλές νεοπλασίες κύρια του παραθυρεοειδή αλλά και της υπόφυσης, του παγκρέατος και άλλων μη-ενδοκρινών αδένων/ ιστών, επηρεάζοντας τα αντίστοιχα επίπεδα ορμονών. Η διάγνωση συνήθως γίνεται μέχρι την ηλικία των 25 ετών κι επιβεβαιώνεται με το γενετικό έλεγχο για μεταλλάξεις του γονιδίου MEN1, που αποκαλύπτονται σε ποσοστό ~90% των οικογενών περιπτώσεων και ~60% των σποραδικών περιπτώσεων. Η ταυτοποίηση της μετάλλαξης στον πάσχοντα επιτρέπει επίσης τον προσυμπτωματικό έλεγχο σε άλλα μέλη της οικογένειας. Εφαρμόζεται διεξοδικός μοριακός γενετικός έλεγχος του γονιδίου MEN1, από δείγμα περιφερικού αίματος, που περιλαμβάνει πλήρη ανάγνωση της αλληλουχίας του DNA (DNA sequencing) όλων των εξονίων και των περιοχών συρραφής ιντρονίων-εξονίων του γονιδίου MEN1 (>98% ευαισθησία) καθώς και ανάλυση ελλείψεων/ αναδιπλασιασμών (που δεν ανιχνεύονται με DNA sequencing). Πολλαπλή ενδοκρινής νεοπλασία - MEN2 Η νόσος πολλαπλή ενδοκρινής νεοπλασία τύπου 2 (ΜΕΝ2) οφείλεται σε κληρονομικά μεταβιβάσιμες μεταλλάξεις στο ογκογονίδιο RET. Το νόσημα περιλαμβάνει τις υποκατηγορίες ΜΕΝ2Α (πλέον επιθετικό), ΜΕΝ2Β και το οικογενές μυελώδες καρκίνωμα του θυρεοειδούς (FMTC). Ο τύπος ΜΕΝ2Α (75% των περιπτώσεων MEN2) εκδηλώνεται

7 με την εμφάνιση μυελοειδούς καρκινώματος του θυρεοειδούς (MTC), φαιοχρωμοκυττώματος και πολυαδενικών παραθυρεοειδών όγκων καθώς και νόσου του Hirschsprung. Αντίστοιχα, το σύνδρομο ΜΕΝ2Β εκδηλώνεται με ΜΤC και φαιοχρωμοκύττωμα αλλά όχι με υπερπαραθυρεοειδισμό. Λόγω των σημαντικών συσχετίσεων που έχουν καταδειχτεί μεταξύ των διαφόρων μορφών ΜΕΝ2 (ιδιαίτερα της επιθετικότητας του MTC) με συγκεκριμένες μεταλλάξεις στο γονίδιο RET, η ταυτοποίηση των μεταλλάξεων είναι εξαιρετικά σημαντική για την επισφράγιση της διάγνωσης και τη θεραπευτική αγωγή που θα ακολουθηθεί. Στην περίπτωση παιδιών με οικογενειακό ιστορικό, που δεν έχουν ακόμη βιοχημικά ή κλινικά ευρήματα για ΜΤC, η ανίχνευση και ταυτοποίηση των μεταλλάξεων είναι καθοριστική για την επιλογή της βέλτιστης ηλικίας για προφυλακτική ολική θυρεοειδεκτομή (από 1 έως 10 ετών). Η μείωση του κινδύνου που επιτυγχάνεται με τον τρόπο αυτό είναι εξαιρετικά μεγάλη. Στο εργαστήριο μας πραγματοποιούμε την ανάγνωση της αλληλουχίας του DNA (automated bi-directional fluorescent DNA sequencing) των εξονίων 10, 11, 13, 14, 15 and 16, και των περιοχών συρραφής ινρονίων/ εξονίων, του γονιδίου RET, επιτρέποντας την ανίχνευση ποσοστού >98% των παθολογικών μεταλλάξεων του νοσήματος.

8 Σύνδρομο Von Hippel-Lindau VHL Το σύνδρομο Von Hippel-Lindau (VHL-OMIM ) είναι ένα αυτοσωμικό επικρατές γενετικό νόσημα, που οδηγεί σε διαφορετικά είδη καρκίνων (ή καλοήθεις όγκους) του εγκεφάλου, του οφθαλμού (αμφιβληστροειδής χιτώνας), νωτιαίου μυελού και άλλων οργάνων και προκαλείται από μεταλλάξεις του γονιδίου VHL στη χρωμοσωματική θέση 3p26. Συγκεκριμένα, μεταλλάξεις του γονιδίου VHL ανιχνεύονται σε % των ασθενών που πράγματι πάσχουν από τη νόσο. Οι τυπικές ανωμαλίες που παρατηρούνται στους περισσότερους ασθενείς περιλαμβάνουν αιμαγγειοβλάστωμα, νεφρικές κύστεις ή καρκίνωμα νεφρικών κυττάρων. Στην πλειοψηφία των περιπτώσεων κληρονομείται από έναν πάσχοντα γονέα, ενώ το 15-20% είναι αποτέλεσμα μιας de novo μετάλλαξης. Ωστόσο, ορισμένοι ασθενείς/περιπτώσεις μπορεί να παρουσιάσουν διαφορετικά κλινικά γνωρίσματα (π.χ. φαιοχρωμοκύττωμα, νεφρικό καρκίνωμα και άλλα), που μάλλον εξαρτάται από το είδος της μετάλλαξης. Η αξιολόγηση του οικογενειακού ιστορικού σε συνδυασμό με τη μοριακή γενετική εξέταση του πάσχοντος μέλους θα δώσει μια πιο ακριβή εκτίμηση της ανάγκης για εξέταση στα μέλη της οικογένειας που βρίσκονται σε κίνδυνο, επιτρέποντας την έγκαιρη κλινική παρακολούθηση. Στο εργαστήριο μας πραγματοποιούμε την ανάγνωση της αλληλουχίας του DNA (automated bi-directional fluorescent DNA sequencing) των 3 εξονίων του γονιδίου VHL καθώς κι ανάλυση ελλείψεων/ διπλασιασμών, επιτρέποντας την ανίχνευση ποσοστού >99% των παθολογικών μεταλλάξεων του νοσήματος. Σχετικά με το γενετικό και γενωμικό έλεγχο καρκίνου του μαστού, συμβουλευτείτε το ειδικό πληροφοριακό έντυπο.

9 Γενωμικός έλεγχος 530 γονιδίων που σήμερα γνωρίζουμε ότι σχετίζονται με διάφορους τύπους καρκίνου Μέχρι και σήμερα, η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος για το γενετικό έλεγχο των κληρονομικών καρκίνων είναι η ανάλυση της αλληλουχίας του DNA τη μέθοδο Sanger, που θεωρείται η μέθοδος αναφοράς για την ανίχνευση μεταλλάξεων. Παρ όλα αυτά, επειδή τα γονίδια που σχετίζονται με κληρονομικές μορφές καρκίνου είναι πολύ μεγάλα και δεν υπάρχουν συγκεκριμένες περιοχές ειδικής ευαισθησίας συγκέντρωσης μεταλλάξεων (hot spots), η παραδοσιακή αυτή μέθοδος έχει γενικά αποδειχθεί ότι είναι χρονοβόρα, με υψηλό κόστος και με μέτρια έως χαμηλή διαγνωστική απόδοση. Για το λόγο αυτό, αλλά και λόγω της αναδεικνυόμενης μεγάλης γενετικής ετερογένειας των καρκίνων, οι πρόσφατες εξελίξεις, με τη γενωμική ανάλυση μέσω next generation sequencing NGS όλων των γονιδίων του ανθρώπου ή δεκάδων κι εκατοντάδων γονιδίων, προσφέρουν σήμερα τη δυνατότητα σε ένα βήμα την ταυτόχρονη ανίχνευση μεταλλάξεων 530 γονιδίων, που σήμερα γνωρίζουμε ότι σχετίζονται με διαφόρους τύπους καρκίνου στον άνθρωπο. Στα παραπάνω γονίδια περιλαμβάνονται τόσο αυτά που σχετίζονται με τους κληρονομικούς καρκίνους (~73 γονίδια, γαμετικές μεταλλάξεις), όσο κι αυτά στα οποία έχουν εντοπισθεί παθολογικές σωματικές μεταλλάξεις, που συνδέονται με την πρόγνωση ή/και την πιθανή θεραπεία.

10 Πως εκτελείται ο γενωμικός έλεγχος των 530 γονιδίων καρκίνου και σε πόσο χρόνο ολοκληρώνεται η εξέταση Η εξέταση εκτελείται με τη μέθοδο next generation sequencing (NGS) σε ειδικό αναλυτή Genome Analyzer και με τη βοήθεια σύνθετων και εξειδικευμένων εργαλείων πληροφορικής. Η εξέταση γενικά ολοκληρώνεται σε 3-4 μήνες. Για περισσότερες πληροφορίες, συμβουλευτείτε το σχετικό έντυπο για το γενωμικό έλεγχο όλων των γονιδίων του ανθρώπου. Ποιοί είναι οι περιορισμοί της εξέτασης Στο βαθμό που σήμερα ακόμα δεν γνωρίζουμε την ακριβή λειτουργία όλων των γονιδίων που σχετίζονται με καρκίνους, αλλά κι όλες τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ διαφόρων γονιδίων, είναι δυνατόν ιδιαίτερα σε περιπτώσεις με ασαφή κλινικά χαρακτηριστικά να μην έχουμε επιτυχή διάγνωση. Η εξέταση είναι ιδιαίτερα ευαίσθητη και σύνθετη, επομένως η εφαρμογή της συνιστάται σε επιλεγμένα περιστατικά. Επίσης, είναι απαραίτητο τα αποτελέσματα να εκτιμηθούν από εξειδικευμένη ομάδα ειδικών ογκολόγων, κλινικών και μοριακών γενετιστών, για τη μέγιστη δυνατή ασφάλειά και περαιτέρω διαχείριση του κάθε περιστατικού. Γενετική συμβουλευτική Η σωστή κλινική γενετική εκτίμηση του περιστατικού και η γενετική συμβουλή, τόσο πριν όσο και μετά την εξέταση, είναι απαραίτητη προϋπόθεση, ώστε να καθορισθεί η σωστή στρατηγική του εργαστηριακού ελέγχου και να μπορέσουν να αποδοθούν σωστά οι έννοιες του πάσχοντος και του φυσιολογικού.

11

12