lajme

Në dekadën e fundit, teknologjia e sekuencimit të gjeneve është përdorur gjerësisht në kërkimin mbi kancerin dhe në praktikën klinike, duke u bërë një mjet i rëndësishëm për të zbuluar karakteristikat molekulare të kancerit. Përparimet në diagnozën molekulare dhe terapinë e synuar kanë promovuar zhvillimin e koncepteve të terapisë precize të tumorit dhe kanë sjellë ndryshime të mëdha në të gjithë fushën e diagnostikimit dhe trajtimit të tumorit. Testimi gjenetik mund të përdoret për të paralajmëruar rrezikun e kancerit, për të udhëhequr vendimet e trajtimit dhe për të vlerësuar prognozën, dhe është një mjet i rëndësishëm për të përmirësuar rezultatet klinike të pacientëve. Këtu, ne përmbledhim artikujt e fundit të botuar në CA Cancer J Clin, JCO, Ann Oncol dhe revista të tjera për të shqyrtuar zbatimin e testimit gjenetik në diagnostikimin dhe trajtimin e kancerit.

Mutacionet somatike dhe mutacionet e linjës embrionale. Në përgjithësi, kanceri shkaktohet nga mutacionet e ADN-së që mund të trashëgohen nga prindërit (mutacionet e linjës embrionale) ose të fitohen me moshën (mutacionet somatike). Mutacionet e linjës embrionale janë të pranishme që nga lindja, dhe mutatori zakonisht mbart mutacionin në ADN-në e çdo qelize në trup dhe mund t'u kalohet pasardhësve. Mutacionet somatike fitohen nga individë në qeliza jo-gametike dhe zakonisht nuk u kalohen pasardhësve. Si mutacionet embrionale ashtu edhe ato somatike mund të shkatërrojnë aktivitetin normal funksional të qelizave dhe të çojnë në transformim malinj të qelizave. Mutacionet somatike janë një nxitës kryesor i malignitetit dhe biomarkuesi më parashikues në onkologji; megjithatë, afërsisht 10 deri në 20 përqind e pacientëve me tumor mbartin mutacione të linjës embrionale që rrisin ndjeshëm rrezikun e tyre për kancer, dhe disa nga këto mutacione janë gjithashtu terapeutike.
Mutacioni nxitës dhe mutacioni pasagjer. Jo të gjitha variantet e ADN-së ndikojnë në funksionin e qelizave; mesatarisht, duhen pesë deri në dhjetë ngjarje gjenomike, të njohura si "mutacione nxitëse", për të shkaktuar degjenerimin normal të qelizave. Mutacionet nxitëse shpesh ndodhin në gjenet e lidhura ngushtë me aktivitetet e jetës së qelizave, siç janë gjenet e përfshira në rregullimin e rritjes së qelizave, riparimin e ADN-së, kontrollin e ciklit qelizor dhe procese të tjera të jetës, dhe kanë potencialin të përdoren si objektiva terapeutikë. Megjithatë, numri i përgjithshëm i mutacioneve në çdo kancer është mjaft i madh, duke filluar nga disa mijëra në disa kancere të gjirit në më shumë se 100,000 në disa kancere kolorektale dhe endometriale shumë të ndryshueshme. Shumica e mutacioneve nuk kanë ose kanë rëndësi të kufizuar biologjike, edhe nëse mutacioni ndodh në rajonin kodues, ngjarje të tilla të parëndësishme mutacionale quhen "mutacione pasagjerësh". Nëse një variant gjeni në një lloj të veçantë tumori parashikon përgjigjen e tij ndaj trajtimit ose rezistencën ndaj tij, varianti konsiderohet klinikisht i operueshëm.
Onkogjenet dhe gjenet shtypëse të tumorit. Gjenet që pësojnë shpesh mutacione në kancer mund të ndahen përafërsisht në dy kategori, onkogjene dhe gjene shtypëse të tumorit. Në qelizat normale, proteina e koduar nga onkogjenet luan kryesisht rolin e nxitjes së përhapjes së qelizave dhe frenimit të apoptozës qelizore, ndërsa proteina e koduar nga gjenet onkosupresuese është kryesisht përgjegjëse për rregullimin negativ të ndarjes qelizore për të ruajtur funksionin normal të qelizave. Në procesin e transformimit malinj, mutacioni gjenomik çon në rritjen e aktivitetit të onkogjenit dhe uljen ose humbjen e aktivitetit të gjenit onkosupresues.
Variacion i vogël dhe variacion strukturor. Këto janë dy llojet kryesore të mutacioneve në gjenom. Variacionet e vogla e ndryshojnë ADN-në duke ndryshuar, fshirë ose shtuar një numër të vogël bazash, duke përfshirë futjen e bazës, fshirjen, zhvendosjen e kornizës, humbjen e kodonit fillestar, mutacionet e humbjes së kodonit ndalues, etj. Variacioni strukturor është një rirregullim i madh i gjenomit, që përfshin segmente gjenesh që variojnë në madhësi nga disa mijëra baza deri në shumicën e kromozomit, duke përfshirë ndryshimet e numrit të kopjeve të gjeneve, fshirjen e kromozomeve, dyfishimin, përmbysjen ose translokacionin. Këto mutacione mund të shkaktojnë një reduktim ose rritje të funksionit të proteinave. Përveç ndryshimeve në nivelin e gjeneve individuale, nënshkrimet gjenomike janë gjithashtu pjesë e raporteve të sekuencimit klinik. Nënshkrimet gjenomike mund të shihen si modele komplekse të variacioneve të vogla dhe/ose strukturore, duke përfshirë ngarkesën e mutacionit tumoral (TMB), paqëndrueshmërinë e mikrosateliteve (MSI) dhe defektet e rekombinimit homolog.

Mutacioni klonal dhe mutacioni subklonal. Mutacionet klonale janë të pranishme në të gjitha qelizat tumorale, janë të pranishme në diagnozë dhe mbeten të pranishme pas përparimit të trajtimit. Prandaj, mutacionet klonale kanë potencialin të përdoren si objektiva terapeutikë për tumorin. Mutacionet subklonale janë të pranishme vetëm në një nëngrup të qelizave kancerogjene dhe mund të zbulohen në fillim të diagnozës, por zhduken me përsëritje të mëvonshme ose shfaqen vetëm pas trajtimit. Heterogjeniteti i kancerit i referohet pranisë së mutacioneve të shumëfishta subklonale në një kancer të vetëm. Veçanërisht, shumica dërrmuese e mutacioneve nxitëse klinikisht të rëndësishme në të gjitha speciet e zakonshme të kancerit janë mutacione klonale dhe mbeten të qëndrueshme gjatë gjithë përparimit të kancerit. Rezistenca, e cila shpesh ndërmjetësohet nga subklonet, mund të mos zbulohet në kohën e diagnozës, por shfaqet kur rikthehet pas trajtimit.

Teknika tradicionale FISH ose kariotipi qelizor përdoret për të zbuluar ndryshimet në nivelin kromozomik. FISH mund të përdoret për të zbuluar bashkimet, delecionet dhe amplifikimet e gjeneve, dhe konsiderohet "standardi i artë" për zbulimin e varianteve të tilla, me saktësi dhe ndjeshmëri të lartë, por me rendiment të kufizuar. Në disa tumore malinje hematologjike, veçanërisht leuçeminë akute, kariotipizimi përdoret ende për të udhëhequr diagnozën dhe prognozën, por kjo teknikë po zëvendësohet gradualisht nga analiza molekulare të synuara si FISH, WGS dhe NGS.
Ndryshimet në gjenet individuale mund të zbulohen me anë të PCR-së, si PCR në kohë reale ashtu edhe PCR me pika dixhitale. Këto teknika kanë ndjeshmëri të lartë, janë veçanërisht të përshtatshme për zbulimin dhe monitorimin e lezioneve të vogla të mbetura dhe mund të marrin rezultate në një kohë relativisht të shkurtër, disavantazhi është se diapazoni i zbulimit është i kufizuar (zakonisht zbulojnë vetëm mutacione në një ose disa gjene) dhe aftësia për teste të shumëfishta është e kufizuar.
Imunohistokimia (IHC) është një mjet monitorimi i bazuar në proteina që përdoret zakonisht për të zbuluar shprehjen e biomarkuesve si ERBB2 (HER2) dhe receptorët e estrogjenit. IHC mund të përdoret gjithashtu për të zbuluar proteina specifike të mutuara (siç është BRAF V600E) dhe bashkime specifike të gjeneve (siç janë bashkimet ALK). Avantazhi i IHC është se mund të integrohet lehtësisht në procesin rutinë të analizës së indeve, kështu që mund të kombinohet me teste të tjera. Përveç kësaj, IHC mund të ofrojë informacion mbi lokalizimin e proteinave subqelizore. Disavantazhet janë shkallëzueshmëria e kufizuar dhe kërkesat e larta organizative.
Sekuencimi i gjeneratës së dytë (NGS) NGS përdor teknika të sekuencimit paralel me rendiment të lartë për të zbuluar variacionet në nivelin e ADN-së dhe/ose ARN-së. Kjo teknikë mund të përdoret për të renditur si të gjithë gjenomin (WGS) ashtu edhe rajonet e gjeneve me interes. WGS ofron informacionin më gjithëpërfshirës të mutacionit gjenomik, por ka shumë pengesa për zbatimin e tij klinik, duke përfshirë nevojën për mostra të freskëta të indeve tumorale (WGS nuk është ende i përshtatshëm për analizimin e mostrave të imobilizuara me formalinë) dhe koston e lartë.
Sekuencimi i synuar i NGS përfshin sekuencimin e të gjithë eksoneve dhe panelin e gjenit të synuar. Këto teste pasurojnë rajonet e interesit me anë të sondave të ADN-së ose amplifikimit PCR, duke kufizuar kështu sasinë e sekuencimit të kërkuar (i gjithë ekzoma përbën 1 deri në 2 përqind të gjenomit, dhe madje edhe panelet e mëdha që përmbajnë 500 gjene përbëjnë vetëm 0.1 përqind të gjenomit). Edhe pse sekuencimi i të gjithë eksoneve funksionon mirë në indet e fiksuara me formalinë, kostoja e tij mbetet e lartë. Kombinimet e gjeneve të synuara janë relativisht ekonomike dhe lejojnë fleksibilitet në përzgjedhjen e gjeneve që do të testohen. Përveç kësaj, ADN-ja e lirë që qarkullon (cfDNA) po del si një mundësi e re për analizën gjenomike të pacientëve me kancer, e njohur si biopsi të lëngshme. Si qelizat kancerogjene ashtu edhe qelizat normale mund të lëshojnë ADN në qarkullimin e gjakut, dhe ADN-ja e derdhur nga qelizat kancerogjene quhet ADN tumorale që qarkullon (ctDNA), e cila mund të analizohet për të zbuluar mutacione të mundshme në qelizat tumorale.
Zgjedhja e testit varet nga problemi specifik klinik që duhet trajtuar. Shumica e biomarkuesve të lidhur me terapitë e miratuara mund të zbulohen me anë të teknikave FISH, IHC dhe PCR. Këto metoda janë të arsyeshme për zbulimin e sasive të vogla të biomarkuesve, por ato nuk përmirësojnë efikasitetin e zbulimit me rritjen e rendimentit, dhe nëse zbulohen shumë biomarkues, mund të mos ketë inde të mjaftueshme për zbulim. Në disa kancere specifike, siç është kanceri i mushkërive, ku mostrat e indeve janë të vështira për t'u marrë dhe ka biomarkues të shumtë për t'u testuar, përdorimi i NGS është një zgjedhje më e mirë. Si përfundim, zgjedhja e analizës varet nga numri i biomarkuesve që do të testohen për secilin pacient dhe numri i pacientëve që do të testohen për biomarkuesin. Në disa raste, përdorimi i IHC/FISH është i mjaftueshëm, veçanërisht kur objektivi është identifikuar, siç është zbulimi i receptorëve të estrogjenit, receptorëve të progesteronit dhe ERBB2 në pacientët me kancer të gjirit. Nëse kërkohet një eksplorim më gjithëpërfshirës i mutacioneve gjenomike dhe kërkimi i objektivave të mundshëm terapeutikë, NGS është më i organizuar dhe me kosto efektive. Përveç kësaj, NGS mund të merret në konsideratë në rastet kur rezultatet e IHC/FISH janë të paqarta ose jobindëse.

Udhëzime të ndryshme japin udhëzime se cilët pacientë duhet të jenë të përshtatshëm për testim gjenetik. Në vitin 2020, Grupi Punues i Mjekësisë së Precizionit ESMO lëshoi ​​rekomandimet e para për testimin NGS për pacientët me kancer të avancuar, duke rekomanduar testimin rutinë të NGS për kancerin e mushkërive jo-skuamoz jo-të vogël qelizor të avancuar, kancerin e prostatës, kancerin kolorektal, kancerin e kanalit biliar dhe mostrat e tumorit të kancerit ovarian, dhe në vitin 2024, ESMO përditësoi mbi këtë bazë, duke rekomanduar përfshirjen e kancerit të gjirit dhe tumoreve të rralla. Të tilla si tumoret stromale gastrointestinale, sarkomat, kanceret e tiroides dhe kanceret me origjinë të panjohur.
Në vitin 2022, Opinioni Klinik i ASCO-s mbi testimin e gjenomit somatik te pacientët me kancer metastatik ose të avancuar pohon se nëse një terapi e lidhur me bioshënues miratohet te pacientët me tumore të ngurta metastatike ose të avancuara, për këta pacientë rekomandohet testimi gjenetik. Për shembull, testimi gjenomik duhet të kryhet te pacientët me melanomë metastatike për të kontrolluar mutacionet BRAF V600E, pasi frenuesit RAF dhe MEK janë miratuar për këtë indikacion. Përveç kësaj, testimi gjenetik duhet të kryhet edhe nëse ekziston një shënues i qartë i rezistencës për ilaçin që do t'i administrohet pacientit. Egfrmab, për shembull, është joefektiv në kancerin kolorektal mutant KRAS. Kur merret në konsideratë përshtatshmëria e një pacienti për sekuencimin e gjeneve, gjendja fizike e pacientit, sëmundjet bashkëshoqëruese dhe faza e tumorit duhet të integrohen, sepse seria e hapave të kërkuar për sekuencimin e gjenomit, duke përfshirë pëlqimin e pacientit, përpunimin laboratorik dhe analizën e rezultateve të sekuencimit, kërkon që pacienti të ketë kapacitet fizik dhe jetëgjatësi të mjaftueshme.
Përveç mutacioneve somatike, disa kancere duhet të testohen edhe për gjenet e linjës embrionale. Testimi për mutacionet e linjës embrionale mund të ndikojë në vendimet e trajtimit për kancere të tilla si mutacionet BRCA1 dhe BRCA2 në kanceret e gjirit, vezoreve, prostatës dhe pankreasit. Mutacionet e linjës embrionale mund të kenë gjithashtu implikime për shqyrtimin dhe parandalimin e kancerit në të ardhmen tek pacientët. Pacientët që janë potencialisht të përshtatshëm për testimin për mutacionet e linjës embrionale duhet të plotësojnë kushte të caktuara, të cilat përfshijnë faktorë të tillë si historia familjare e kancerit, mosha në diagnozë dhe lloji i kancerit. Megjithatë, shumë pacientë (deri në 50%) që mbajnë mutacione patogjene në linjën embrionale nuk i plotësojnë kriteret tradicionale për testimin për mutacionet e linjës embrionale bazuar në historinë familjare. Prandaj, për të maksimizuar identifikimin e bartësve të mutacioneve, Rrjeti Kombëtar Gjithëpërfshirës i Kancerit (NCCN) rekomandon që të gjithë ose shumica e pacientëve me kancer të gjirit, vezoreve, endometrit, pankreasit, kolorektalit ose prostatës të testohen për mutacionet e linjës embrionale.
Lidhur me kohën e testimit gjenetik, për shkak se shumica dërrmuese e mutacioneve nxitëse klinikisht të rëndësishme janë klonale dhe relativisht të qëndrueshme gjatë përparimit të kancerit, është e arsyeshme të kryhen testime gjenetike tek pacientët në kohën e diagnozës së kancerit të avancuar. Për testimet gjenetike pasuese, veçanërisht pas terapisë molekulare të synuar, testimi i ADN-së ct është më i favorshëm sesa ADN-ja e indeve tumorale, sepse ADN-ja e gjakut mund të përmbajë ADN nga të gjitha lezionet tumorale, gjë që është më e favorshme për marrjen e informacionit rreth heterogjenitetit të tumorit.
Analiza e CTADN-së pas trajtimit mund të jetë në gjendje të parashikojë përgjigjen e tumorit ndaj trajtimit dhe të identifikojë përparimin e sëmundjes më herët se metodat standarde të imazherisë. Megjithatë, protokollet për përdorimin e këtyre të dhënave për të udhëhequr vendimet e trajtimit nuk janë përcaktuar dhe analiza e CTADN-së nuk rekomandohet përveçse në provat klinike. CTADN mund të përdoret gjithashtu për të vlerësuar lezione të vogla të mbetura pas operacionit radikal të tumorit. Testimi i CTADN-së pas operacionit është një parashikues i fortë i përparimit të mëvonshëm të sëmundjes dhe mund të ndihmojë në përcaktimin nëse një pacient do të përfitojë nga kimioterapia adjuvante, por ende nuk rekomandohet përdorimi i ctADN-së jashtë provave klinike për të udhëhequr vendimet e kimioterapisë adjuvante.

Përpunimi i të dhënave Hapi i parë në sekuencimin e gjenomit është nxjerrja e ADN-së nga mostrat e pacientëve, përgatitja e bibliotekave dhe gjenerimi i të dhënave të papërpunuara të sekuencimit. Të dhënat e papërpunuara kërkojnë përpunim të mëtejshëm, duke përfshirë filtrimin e të dhënave me cilësi të ulët, krahasimin e tyre me gjenomin referues, identifikimin e llojeve të ndryshme të mutacioneve përmes algoritmeve të ndryshme analitike, përcaktimin e efektit të këtyre mutacioneve në përkthimin e proteinave dhe filtrimin e mutacioneve të linjës embrionale.
Shënimi i gjenit shofer është projektuar për të dalluar mutacionet shofer dhe pasagjer. Mutacionet shofer çojnë në humbjen ose rritjen e aktivitetit të gjenit shtypës të tumorit. Variantet e vogla që çojnë në inaktivizimin e gjeneve shtypëse të tumorit përfshijnë mutacione pa kuptim, mutacione zhvendosjeje të kornizës dhe mutacione të vendit të bashkimit kyç, si dhe fshirjen më pak të shpeshtë të kodonit fillestar, fshirjen e kodonit ndalues ​​dhe një gamë të gjerë mutacionesh të futjes/fshirjes së intronit. Përveç kësaj, mutacionet e gabuara dhe mutacionet e vogla të futjes/fshirjes së intronit gjithashtu mund të çojnë në humbjen e aktivitetit të gjenit shtypës të tumorit kur prekin domene të rëndësishme funksionale. Variantet strukturore që çojnë në humbjen e aktivitetit të gjenit shtypës të tumorit përfshijnë fshirjen e pjesshme ose të plotë të gjenit dhe variante të tjera gjenomike që çojnë në shkatërrimin e kornizës së leximit të gjenit. Variantet e vogla që çojnë në funksion të shtuar të onkogjeneve përfshijnë mutacione të gabuara dhe futje/fshirje të rastit të intronit që synojnë domene të rëndësishme funksionale të proteinave. Në raste të rralla, mutacionet e shkurtimit të proteinave ose të vendit të bashkimit mund të çojnë në aktivizimin e onkogjeneve. Variacionet strukturore që çojnë në aktivizimin e onkogjenit përfshijnë bashkimin e gjeneve, fshirjen e gjeneve dhe dyfishimin e gjeneve.
Interpretimi klinik i variacionit gjenomik vlerëson rëndësinë klinike të mutacioneve të identifikuara, pra vlerën e tyre të mundshme diagnostikuese, prognostike ose terapeutike. Ekzistojnë disa sisteme gradimi të bazuara në prova që mund të përdoren për të udhëhequr interpretimin klinik të variacionit gjenomik.
Baza e të Dhënave të Onkologjisë së Mjekësisë Precize (OncoKB) e Qendrës së Kancerit Memorial Sloan-Kettering klasifikon variantet e gjeneve në katër nivele bazuar në vlerën e tyre parashikuese për përdorimin e barnave: Niveli 1/2, biomarkues të miratuar nga FDA ose klinikisht standardë që parashikojnë përgjigjen e një indikacioni specifik ndaj një ilaçi të miratuar; Niveli 3, biomarkues të miratuar nga FDA ose jo të miratuar që parashikojnë përgjigjen ndaj barnave të reja të synuara që kanë treguar premtime në provat klinike, dhe Niveli 4, biomarkues jo të miratuar nga FDA që parashikojnë përgjigjen ndaj barnave të reja të synuara që kanë treguar prova bindëse bindëse në provat klinike. U shtua një nëngrup i pestë i lidhur me rezistencën ndaj trajtimit.
Udhëzimet e Shoqatës Amerikane për Patologji Molekulare (AMP)/Shoqërisë Amerikane të Onkologjisë Klinike (ASCO)/Kolegjit të Patologëve Amerikanë (CAP) për interpretimin e variacionit somatik e ndajnë variacionin somatik në katër kategori: Grada I, me rëndësi të fortë klinike; Grada II, me rëndësi të mundshme klinike; Grada III, rëndësi klinike e panjohur; Grada IV, nuk dihet të jetë klinikisht e rëndësishme. Vetëm variantet e gradës I dhe II janë të vlefshme për vendimet e trajtimit.
Shkalla e Operueshmërisë Klinike të Targetit Molekular (ESCAT) e ESMO-s i klasifikon variantet e gjeneve në gjashtë nivele: Niveli I, targetet e përshtatshme për përdorim rutinë; Faza II, një target që është ende duke u studiuar, ka të ngjarë të përdoret për të shqyrtuar popullatën e pacientëve që mund të përfitojnë nga ilaçi i synuar, por nevojiten më shumë të dhëna për ta mbështetur atë. Grada III, variantet e gjeneve të synuara që kanë demonstruar përfitim klinik në specie të tjera të kancerit; Grada IV, vetëm variantet e gjeneve të synuara të mbështetura nga prova paraklinike; Në gradën V, ka prova që mbështesin rëndësinë klinike të targetimit të mutacionit, por terapia me një ilaç të vetëm kundër targetit nuk zgjat mbijetesën, ose mund të miratohet një strategji trajtimi e kombinuar; Grada X, mungesa e vlerës klinike.