Mutatii BRCA1 cancer ereditar san/ovar

Laboratorul Synevo

 

Sindromul cancerului ereditar de san si de ovar (HBOC = hereditary breast-ovarian cancer syndrome) are la baza o predispozitie genetica de a dezvolta cancer si se caracterizeaza prin:

• existenta intr-o familie a mai multor cazuri de cancer mamar, ovarian sau a ambelor forme;
• asocierea la aceeasi persoana a ambelor forme de cancer;
• cancer mamar cu debut precoce.

Desi cele mai multe cazuri de cancer mamar si ovarian nu sunt mostenite, aproximativ 3-5% dintre cancerele de san si 10% dintre cancerele de ovar sunt incadrate in HBOC. Numeroasele studii efectuate au aratat ca mutatiile genelor BRCA1 si BRCA2 care afecteaza linia germinala sunt responsabile de marea majoritate a cancerelor ereditare de san si ovar^1;7.

BRCA1 (Breast Cancer 1 Gene) si BRCA2 (Breast Cancer 2 Gene) sunt gene supresoare ale tumorilor care codifica proteine cu rol in procesele de reparare a ADN-ului. Au fost comunicate peste 1200 mutatii ale genei BRCA1 si peste 1300 mutatii ale genei BRCA2. Desi persoanele cu HBOC mostenesc o alela BRCA1 sau BRCA2 defectuoasa de la unul dintre parinti, acestia prezinta o a doua alela functionala; in cazul in care si cea de-a doua alela devine nefunctionala se dezvolta procesul neoplazic, prin acumularea de mutatii aditionale. Se estimeaza ca prevalenta mutatiilor BRCA in populatia generala este de 1/300 – 1/800. In populatiile intemeiate de un grup ancestral mic, anumite mutatii BRCA1 sau BRCA2 se pot intalni mai frecvent si sunt denumite „mutatii fondatoare”. Aceste tipuri de mutatii au fost identificate predominant la evreii Ashkenazi (din Europa de Est), canadienii francezi si la islandezi¹.

Gena BRCA 1 localizata la nivelul cromozomului 17q21 este formata din 22 de exoni si codifica o proteina de 1863 de aminoacizi. Proteina BRCA1 este o fosfoproteina nucleara cu rol important in mentinerea stabilitatii genomice si in supresia tumorala; impreuna cu alte proteine supresoare ale tumorilor sau cu rol in transmiterea semnalului celular, formeaza un complex cu subunitati multiple denumit BASC (BRCA1-asociated genome surveillance complex); de asemenea se asociaza cu ARN polimeraza II intervenind astfel in transcriptie, repararea ADN-lui dublu catenar, precum si in recombinare.

Mutatiile genei BRCA1, ce conduc la erori in replicarea ADN-ului si proliferarea necontrolata a celulelor epiteliale, sunt raspunzatoare de aproximativ 40% din cazurile de cancer mamar ereditar si mai mult de 80% din cazurile de cancer mamar si ovarian ereditare. Splicing-ul alternativ detine rol in modularea localizarii moleculare si functionarea normala a genei BRCA1. Au fost descrise mai multe variante de produsi de transcriptie unele fiind asociate cu mutatii cauzatoare de boala. A fost identificata si o pseudogena, localizata tot pe cromozomul 17. In literatura de specialitate este specificat ca aceasta regiune de pe cromozomul 17 contine o duplicatie in tandem (YBRCA1), de aproximativ 30kb, care duce la aparitia a 2 copii ale exonilor 1 si 2 ai BRCA1, ale exonilor 1 si 3 ai genei adiacente denumita 1A1-3B, precum si a unei regiuni intergenice de 295 bp³. Prin secventiere s-a demonstrat ca acesti exoni duplicati constituie pseudogene neprocesate.

Aceste constatari pot nu numai sa ingreuneze analiza mutatiilor BRCA1, ci sa aiba si implicatii asupra reglarii normale sau anormale a transcriptiei, translatiei si functiei BRCA1^3;4.

Mutatiile genei BRCA1 se caracterizeaza prin aparitia prematura a codonilor STOP la nivelul cadrului de citire (open reading,frame, ORF), produsul rezultat fiind o proteina trunchiata. Cele mai frecvente mutatii sunt 185delAG (c.68_69del AG) si 5385insC (c.5266dupC) prezente in procent de 1%, respectiv, 0.15% la evreii Ashkenazi. Au fost identificati mii de purtatori ai deletiei 185delAG, care determina aparitia codonului STOP la aminoacidul 39 din secventa proteica². O mutatie asemanatoare este 188del11 (c.71_81del) care schimba cadrul de citire in exonul 3 (la nivelul codonilor 39 si 36), rezultand de asemenea o proteina trunchiata.

Un alt element caracteristic al genei BRCA1 il constituie secventele Alu repetitive. Au fost identificate 45 de rearanjari genetice, care includ deletii si duplicatii intr-unul sau mai multi exoni. Genomul uman contine peste 1 milion de cópii de elemente Alu (un element la fiecare 5kb), care aparent mediaza rearanjarile cromozomiale si recombinarea omoloaga, rezultand duplicatii, inversii sau deletii. Aproximativ 41.5% din secventele intronice ale genei BRCA1 sunt constituite din elemente Alu, privite de multe ori ca factori genetici de instabilitate^4;8.

Desi sunt prezente numeroase elemente repetitive, rearanjarile sunt mai putin frecvente la nivelul genei BRCA2, situata pe cromozomul 13q12-q13; cadrul de citire incepe la nucleotidul 229 si codifica o proteina de 390 kDa. Gena are 27 exoni, cel mai mare exon fiind, ca si in cazul genei BRCA1, exonul 11. Initierea translatiei are loc in exonul 2, gena fiind foarte bogata in nucleotide AT. BRCA2 functioneaza tot ca o proteina de reparare a ADN-ului prin interactiunea cu RAD 51 (supresor tumoral)^3;8. Prin examinarea modificarilor posttranslationale ale BRCA2, s-a stabilit ca proteina este hiperfosforilata de Polo-like kinaza 1 (PLK1) in metafaza si defosforilata cand celula iese din metafaza si intra in interfaza. RAD 51 interactioneaza cu domeniul C-terminal al BRCA (BRCT), o secventa unica de aminoacizi care se repeta de 8 ori in regiunea centrala a BRCA2. Indepartarea acestei regiuni duce la inhibarea apoptozei (BRCT fiind implicata in apoptoza pe calea caspazei). Majoritatea mutatiilor sunt alterari ale cadrului de citire si mutatii non-sens localizate in exonul 11, cea mai frecventa fiind mutatia 6174delT intalnita cu o frecventa de aproximativ 1% in populatia evreilor Ashkenazi⁶.

Celulele care nu au proteinele normale BRCA1 si BRCA2 acumuleaza anomalii cromozomiale: rupturi, aneuploidii severe, amplificarea centrozomului; instabilitatea cromozomiala generata poate constitui baza patogenica a dezvoltarii tumorilor mamare. La femeile care mostenesc o mutatie inactivatoare, deficitul unei proteine BRCA este critic pentru aparitia bolii, fiind generat atat de alela inactivata mostenita, cat si de pierderea somatica a alelei salbatice in celulele epiteliale mamare sau ovariene. In plus s-a constatat ca expresia genelor este suprareglata in timpul pubertatii si sarcinii, fiind asociata cu cresterea secretiei de estrogeni; aceasta observatie sugereaza ca estrogenii ar putea stimula expresia BRCA1 si/sau BRCA2. A fost propus si un model de tumorigeneza la femeile purtatoare de mutatii BRCA ale liniei germinale: la pubertate, ca urmare a nivelului crescut de estrogeni, celulele epiteliale ale glandei mamare prolifereaza rapid; prezenta unei mutatii BRCA inactivatoare in contextul unei replicari crescute reduce mult capacitatea de reparare a ADN-ului si creste frecventa alterarilor genomice somatice la nivelul elementelor repetitive din genele BRCA1 si BRCA2. Majoritatea celulelor care prezinta ambele tipuri de mutatii nu supravietuiesc in ciclul celular urmator datorita incapacitatii de reparare a ADN-ului, insa in cazul in care se produc mutatii aditionale la nivelelor unor gene care controleaza ciclul celular („checkpoint genes”), unele celule BRCA-nule se imortalizeaza si pot constitui punctul de plecare in dezvoltarea tumorilor⁹.

Penetranta mutatiilor BRCA1 si BRCA2, definita ca probabilitatea de a dezvolta cancer atunci cand este prezenta o mutatie, este variabila, fiind influentata probabil de etnicitate, varsta, tipul de cancer.

In tabelul de mai jos este prezentat riscul cumulat de cancer de san, in functie de decada de viata, la femeile purtatoare de mutatii BRCA1 sau BRCA2, provenite din familiile cu risc crescut :

Varsta	Risc cumulat
	BRCA1	BRCA2
30 ani	3.2%	4.6%
40 ani	19.1%	12%
50 ani	50.8%	46%
60 ani	54.2%	61%
70 ani	85%	86%

Cancerul mamar la barbati a fost observat in familiile cu mutatii BRCA2, unele dintre acestea prezentand in exclusivitate afectarea persoanelor de sex masculin. Intr-un studiu efectuat pe 26 familii care au prezentat cel putin un caz de cancer de san la barbati, 77% au demonstrat o asociere cu mutatii BRCA2 (Ford, 1998). Daca insa nu s-a luat in considerare istoricul familial, prevalenta mutatiilor BRCA2 ale liniei germinale la pacientii cu cancer mamar a fost de numai 4-14% (Couch, Friedman, 1994). Pentru barbatii cu mutatii BRCA2 riscul cumulat de cancer mamar pana la varsta de 80 ani a fost estimat la 6.9%⁷.

La femeile cu mutatii BRCA1 sau BRCA2 riscul de cancer ovarian este de 39-46% si, respectiv, de 12-20%. Cancerul ovarian prezinta un fenotip histologic distinct la aceasta categorie de paciente, inregistrandu-se in principal tumori seroase sau endometrioide de grad inalt¹.

In afara cancerului ereditar de san si ovar mutatiile BRCA1 si BRCA2 pot fi asociate si cu alte forme de cancer. Astfel, s-a estimat ca riscul de cancer de prostata este de 3 ori mai mare la barbatii purtatori de mutatii BRCA1 in comparatie cu populatia generala. Mai mult, cazuri de cancer de pancreas, prostata, esofag, laringe, stomac, colon, vezica biliara, duct biliar, melanom au fost raportate in familiile cu mutatii BRCA2 ce predispun la cancer. De asemenea in anemia Fanconi s-a constatat inactivarea bialelica BRCA2⁷.

Testarea genetica este importanta in practica clinica pentru identificarea persoanelor care prezinta un risc semnificativ de cancer de san sau de ovar si aplicarea strategiilor adecvate de screening si preventie^1;7.

  

Recomandari pentru analiza mutatiilor genelor BRCA1 si BRCA2

Se recomanda testarea genetica la persoanele cu un risc ≥20-25% de a avea o predispozitie mostenita pentru cancerul mamar sau ovarian:

• femei cu antecedente personale atat de cancer mamar, cat si ovarian;
• femei cu cancer ovarian ce au o ruda apropiata fie cu cancer ovarian, fie mamar cu debut inainte de menopauza sau ambele;
• femei cu cancer ovarian ce apartin grupului etnic al evreilor Ashkenazi;
• femei cu cancer ovarian depistat la varsta de 50 ani sau mai devreme, ce au o ruda apropiata fie cu cancer ovarian, fie cu cancer mamar la barbat dezvoltat la orice varsta;
• femei ce apartin grupului etnic al evreilor Ashkenazi cu cancer mamar diagnosticat la o varsta ≤40 ani;
• femei avand o ruda apropiata ce prezinta o mutatie BRCA1 sau BRCA2 cunoscuta.

Testarea genetica este optionala la persoanele cu un risc ≥5-10% de a avea o predispozitie mostenita pentru cancerul mamar sau ovarian:

• femei cu cancer mamar diagnosticat la o varsta ≤40 ani;
• femei cu cancer ovarian, peritoneal primar sau de trompa uterina, histologic de grad inalt si de tip seros, dezvoltat la orice varsta;
• femei cu cancer mamar bilateral (in special daca prima tumora a fost diagnosticata la o varsta ≤50 ani);
• femei cu cancer mamar diagnosticat la o varsta ≤50 ani, avand o ruda apropiata cu cancer mamar dezvoltat ≤50 ani;
• femei ce apartin grupului etnic al evreilor Ashkenazi cu cancer mamar diagnosticat la o varsta ≤50 ani;
• femei cu cancer mamar dezvoltat la orice varsta, avand cel putin 2 rude apropiate cu cancer mamar, indiferent de varsta la care a fost depistat (in special daca cel putin unul din cazuri a fost diagnosticat la o varsta ≤50 ani);
• femei sanatoase avand o ruda apropiata care intruneste unul din criteriile mai sus mentionate.

Mentiuni:

-cancerul primar de trompa uterina sau peritoneal primar fac parte din spectrul de manifestari caracteristice HBOC;

-o ruda apropiata este definita ca orice ruda de gradul I (mama, sora, fiica) sau de gradul II (bunica, nepoata, matusa).

Daca este posibil, testarea genetica trebuie initiata la persoana afectata; deoarece numarul mutatiilor BRCA1 si BRCA2 este foarte mare se va efectua secventierea completa a ambelor gene. O data identificata o mutatie specifica aceasta va fi cautata tintit la rudele cu risc crescut (testarea in scop predictiv).

In cazul in care nu este posibila testarea persoanelor afectate se va recurge la secventierea completa a genelor BRCA1 si BRCA2 la membrii familiei cu risc crescut.

Inaintea recomandarii de efectuare a testarii este indicat ca pacientul sa fie consiliat de catre medicul trimitator, in sensul ca persoana trebuie sa fie informata asupra semnificatiei si consecintelor unui rezultat pozitiv, negativ sau de semnificatie necunoscuta¹.

Specimen recoltat – sange venos⁵.

Recipient de recoltare – vacutainer ce contine EDTA ca anticoagulant⁵.

Cantitate recoltata – 5 mL sange⁵.

Cauze de respingere a probei – folosirea heparinei ca anticoagulant; probe coagulate sau hemolizate⁵.

Stabilitate proba – 7 zile la 2-8ºC⁵.

Metoda – secventierea tuturor exonilor genei BRCA1 si BRCA2 + analiza deletiilor/duplicatiilor (MLPA); se pot identifica 90-95% dintre mutatiile cunoscute si se pot depista altele noi⁵.

  

Raportarea si interpretarea rezultatelor

Un rezultat negativ este definit prin absenta mutatiilor liniei germinale in genele BRCA1 si BRCA2. In cazul unei persoane afectate acesta indica ca procesul neoplazic a aparut spontan si nu ca urmare a mutatiilor pe linie germinala. In cazul unei persoane cu risc crescut un rezultat negativ poate avea urmatoarele semnificatii:

-nu a fost mostenita mutatia specifica familiei;

-este prezenta o mutatie BRCA1 sau BRCA2 care nu poate fi detectata sau nu a fost inca identificata; in acest caz predispozitia persoanei in cauza pentru cancerul mamar sau ovarian ereditar ramane necunoscuta;

-nu exista o predispozitie familiala pentru cancerul mamar sau ovarian ereditar.

Daca nu este detectata o mutatie la persoanele cu risc crescut, probabilitatea de aparitie a cancerului de san, respectiv, de ovar este comparabila cu cea din populatia generala.

Prezenta unei mutatii a liniei germinale la o persoana afectata confera un risc crescut de dezvoltare in viitor a unei tumori noi (asociate cu BRCA1 si BRCA2).

In cazul unui rezultat pozitiv pentru mutatiile BRCA1 si BRCA2 ale liniei germinale la o persoana cu risc crescut, este necesar ca medicul trimitator sa furnizeze toate informatiile cu privire la optiunile de monitorizare, screening, chimioprofilaxie sau chirurgie profilactica disponibile; trebuie sa se ia obligatoriu in considerare implicatiile psihologice si familiale.

Mentionam cateva din recomandarile Asociatiei Medicilor Ginecologici-Ostetricieni din SUA:

Screening-ul si preventia cancerului de san: se recomanda ca in cazul purtatoarelor de mutatii BRCA1 sau BRCA2 sa se efectueze un examen clinic binual al sanilor impreuna cu o mamografie si un RMN al glandei mamare anual, incepand cu varsta de 25 ani. Rezonanta magnetica este o metoda mai sensibila decat mamografia pentru detectia cancerului mamar.

Studii preliminare au aratat ca chimioprofilaxia cu Tamoxifen poate reduce cu ~62% riscul de cancer mamar la femeile purtatoare de mutatii BRCA2, dar nu si la cele de mutatii BRCA1 (deoarece incidenta tumorilor mamare estrogen-pozitive este redusa in cazul asocierii mutatiei BRCA1).

Chirurgia profilactica cu mastectomie bilaterala reduce riscul cancerului mamar cu peste 90-95% in functie de procedura aplicata.

Salpingo-ovariectomia profilactica reduce riscul de cancer mamar cu 40-70% daca se aplica femeilor aflate la premenopauza. Protectia fata de cancerul mamar este mai mare in cazul femeilor purtatoare de mutatii BRCA2.

Screening-ul si preventia cancerului ovarian: desi are o valoare limitata in depistarea precoce a tumorilor ovariene, se recomanda efectuarea periodica (la 6 luni) a marker-ului CA125 in asociere cu ecografia transvaginala la persoanele cu mutatii BRCA1 sau BRCA2, incepand cu varsta de 30-35 ani.

Salpingo-ovariectomia profilactica in jurul varstei de 40 ani poate reduce riscul de cancer ovarian la aceasta categorie de persoane cu ~ 85-90%¹.

Limite si interferente

Un rezultat negativ la o persoana cu risc crescut nu exclude complet HBOC deoarece testarea genetica actuala nu reuseste sa identifice toate mutatiile asociate cu acest sindrom.

In cazuri foarte rare poate fi depistata o varianta genetica BRCA1 sau BRCA2 a carei implicatie in dezvoltarea cancerului nu poate fi precizata^1;5;7.

Bibliografie

1. ACOG Practice Bulletin. Clinical Management Guidelines for Obstetrician-Gynecologists. Hereditary Breast and Ovarian Cancer, No.103, April 2009.
2. Buisson M, Anczukow O, Zetoune AB, Ware MD, Mazoyer S. The 185delAG Mutation (c.68_69del AG) in the BRCA1 gene riggers translation reinitation at a downstream AUG codon. In Human Mutation, 2006, 27(10):1024-1029.
3. BRCA1 Gene, BRCA2 Gene. Gene cards. www.genecards.org. Reference Type: Internet Communication.
4. Ewald IP, Ribeiro Izetti PL, Plamero EI, Cossio SL, Giuliani R, Ashton-Prolla P. Genomic rearrangements in BRCA1 and BRCA 2: a literature review. In Genetics and Molecular Biology, 2009, 32, 3: 437-446.
5. Laborator Synevo. Referintele specifice tehnologiei de lucru utilizate 2010. Ref Type: Catalog.
6. Lin HR, Ting NSY, Qin J, Lee WH. M-Phase- specific phosphorylation of BRCA2 by Polo-like kinase 1 correlates with the dissociation of the BRCA2-P/CAF complex. In The Journal of Biological Chemistry, 2003, 278,13: 35979- 35978.
7. Nancie Petrucelli, Mary B Daly, Julie O Bars Culver, Gerald L Feldman. BRCA1 and BRCA2 Hereditary Breast/Ovarian Cancer. Gene Reviews, 2007. www.ncbi.nlm.nih.gov. ReferenceType: Internet Communication.
8. OMIM (Online Mendelian Inheritance in Man). Breast Cancer 1 Gene (BRCA1), Breast cancer 2 Gene (BRCA2). http://www.ncbi.nlm.nih.gov. Reference Type: Internet Communication.
9. Welcsh PL, King MC. BRCA1 and BRCA2 and the genetics of breast and ovarian cancer. In Human Molecular genetics, 2001, 10 (7): 705-713.