Mutații BRCA1 și BRCA2 – cancer ereditar sân/ovar

Sindromul cancerului ereditar de sân și de ovar (HBOC = hereditary breast-ovarian cancer syndrome) are la bază o predispoziție genetică de a dezvolta cancer și se caracterizează prin:

• existența într-o familie a mai multor cazuri de cancer mamar, ovarian sau a ambelor forme;
• asocierea la aceeași persoană a ambelor forme de cancer;
• cancer mamar cu debut

Deși cele mai multe cazuri de cancer mamar și ovarian nu sunt moștenite, aproximativ 3-5% dintre cancerele de sân și 10% dintre cancerele de ovar sunt încadrate în HBOC. Numeroasele studii efectuate au arătat că mutațiile genelor BRCA1 și BRCA2 care afectează linia germinală sunt responsabile de marea majoritate a cancerelor ereditare de sân și ovar1;7.

BRCA1 (Breast Cancer 1 Gene) și BRCA2 (Breast Cancer 2 Gene) sunt gene supresoare ale tumorilor care codifică proteine cu rol în procesele de reparare a ADN-ului. Au fost comunicate peste 1200 mutații ale genei BRCA1 și peste 1300 mutații ale genei BRCA2. Deși persoanele cu HBOC moștenesc o alelă BRCA1 sau BRCA2 defectuoasă de la unul dintre părinți, aceștia prezintă o a doua alelă funcțională; în cazul în care și cea de-a doua alelă devine nefuncțională se dezvoltă procesul neoplazic, prin acumularea de mutații adiționale.

Se estimează că prevalența mutațiilor BRCA în populația generală este de 1/300 – 1/800. În populațiile întemeiate de un grup ancestral mic, anumite mutații BRCA1 sau BRCA2 se pot întâlni mai frecvent și sunt denumite „mutații fondatoare”. Aceste tipuri de mutații au fost identificate predominant la evreii Ashkenazi (din Europa de Est), canadienii francezi și la islandezi1.

Gena BRCA 1 localizată la nivelul cromozomului 17q21 este formată din 22 de exoni și codifică o proteină de 1863 de aminoacizi. Proteina BRCA1 este o fosfoproteină nucleară cu rol important în menținerea stabilității genomice și în supresia tumorală; împreună cu alte proteine supresoare ale tumorilor sau cu rol în transmiterea semnalului celular, formează un complex cu subunități multiple denumit BASC (BRCA1-asociated genome surveillance complex); de asemenea se asociază cu ARN polimeraza II intervenind astfel în transcriptie, repararea ADN-lui dublu catenar, precum și în recombinare.

Mutațiile genei BRCA1, ce conduc la erori în replicarea ADN-ului și proliferarea necontrolată a celulelor epiteliale, sunt răspunzătoare de aproximativ 40% din cazurile de cancer mamar ereditar și mai mult de 80% din cazurile de cancer mamar și ovarian ereditare. Splicing-ul alternativ deține rol în modularea localizării subcelulare (citoplasmă, nucleu) și funcționarea normală a genei BRCA1. Au fost descrise mai multe variante de produși de transcripție unele fiind asociate cu mutații

cauzatoare de boală. A fost identificată și o pseudogenă, localizată tot pe cromozomul 17. În literatura de specialitate este specificat că această regiune de pe cromozomul 17 conține o duplicație în tandem (YBRCA1), de aproximativ 30kb, care duce la apariția a 2 copii ale exonilor 1 și 2 ai BRCA1, ale exonilor 1 și 3 ai genei adiacente denumită 1A1-3B, precum și a unei regiuni intergenice de 295 bp3. Prin secvențiere s-a demonstrat că acești exoni duplicați constituie pseudogene neprocesate.

Aceste constatări pot nu numai să îngreuneze analiza mutațiilor BRCA1, ci să aibă și implicații asupra reglării normale sau anormale a transcripției, translației și funcției BRCA13;4.

Mutațiile genei BRCA1 se caracterizează prin apariția prematură a codonilor STOP la nivelul cadrului de citire (open reading frame, ORF), produsul rezultat fiind o proteină trunchiată. Cele mai frecvente mutații sunt 185delAG (c.68_69del AG) și 5385insC (c.5266dupC) prezente în procent de 1%, respectiv, 0.15% la evreii Ashkenazi. Au fost identificați mii de purtători ai deleției 185delAG, care determină apariția codonului STOP la aminoacidul 39 din secvența proteică2. O mutație asemănătoare este 188del11 (c.71_81del) care schimbă cadrul de citire în exonul 3 (la nivelul codonilor 39 și 36), rezultând de asemenea o proteina trunchiată.

Un alt element caracteristic al genei BRCA1 îl constituie secvențele Alu repetitive.  Au fost identificate 45 de rearanjări genetice, care includ deleții și duplicații într-unul sau mai mulți exoni. Genomul uman conține peste 1 milion de cópii de elemente Alu (un element la fiecare 5kb), care aparent mediază rearanjările cromozomiale și recombinarea omoloagă, rezultând duplicații, inversii sau deleții. Aproximativ 41.5% din secvențele intronice ale genei BRCA1 sunt constituite din elemente Alu, privite de multe ori ca factori genetici de instabilitate4;8.

Deși sunt prezente numeroase elemente repetitive, rearanjările sunt mai puțin frecvente la nivelul genei BRCA2, situată pe cromozomul 13q12-q13; cadrul de citire începe la nucleotidul 229 și codifică o proteină de 390 kDa. Gena are 27 exoni, cel mai mare exon fiind, ca și în cazul genei BRCA1, exonul 11. Inițierea translației are loc în exonul 2, gena fiind foarte bogată în nucleotide AT. BRCA2 funcționează tot  ca o proteină de reparare a ADN-ului prin interacțiunea cu RAD 51 (supresor tumoral)3;8.

Prin examinarea modificărilor posttranslaționale ale BRCA2, s-a stabilit că proteina este hiperfosforilată de Polo-like kinaza 1 (PLK1) în metafază și defosforilată când celula iese din metafază și intră în interfază. RAD 51 interacționează cu domeniul C-terminal al BRCA (BRCT), o secvență unică de aminoacizi care se repetă de 8 ori în regiunea centrală a BRCA2.

Îndepărtarea acestei regiuni duce la inhibarea apoptozei (BRCT fiind implicată în apoptoză pe calea caspazei). Majoritatea mutațiilor sunt alterări ale cadrului de citire și mutații non-sens localizate în exonul 11, cea mai frecventă fiind mutația 6174delT întâlnită cu o frecvență de aproximativ 1% în populația evreilor Ashkenazi6.

Celulele care nu au proteinele normale BRCA1 și BRCA2 acumulează anomalii cromozomiale: rupturi, aneuploidii severe, amplificarea centrozomului; instabilitatea cromozomială generată poate constitui baza patogenică a dezvoltării tumorilor mamare. La femeile care moștenesc o mutație inactivatoare, deficitul unei proteine

BRCA este critic pentru apariția bolii, fiind generat atât de alela inactivată moștenită, cât și de pierderea somatică a alelei sălbatice în celulele epiteliale mamare sau ovariene. În plus s-a constatat că expresia genelor este suprareglată în timpul pubertății și sarcinii, fiind asociată cu creșterea secreției de estrogeni; această observație sugerează că estrogenii ar putea stimula expresia BRCA1 și/sau BRCA2.

A fost propus și un model de tumorigeneză la femeile purtătoare de mutații BRCA  ale liniei germinale: la pubertate, ca urmare a nivelului crescut de estrogeni, celulele epiteliale ale glandei mamare proliferează rapid; prezența unei mutații BRCA inactivatoare în contextul unei replicări crescute reduce mult capacitatea de  reparare a ADN-ului și crește frecvența alterărilor genomice somatice la nivelul elementelor repetitive din genele BRCA1 și BRCA2.

Majoritatea celulelor care prezintă ambele tipuri de mutații nu supraviețuiesc în ciclul celular următor datorită incapacității de reparare a ADN-ului, însă în cazul în care se produc mutații adiționale la nivelelor unor gene care controlează ciclul celular („checkpoint genes”), unele celule BRCA-nule se imortalizează și pot constitui punctul de plecare în dezvoltarea tumorilor9.

Penetranța mutațiilor BRCA1 și BRCA2, definită ca probabilitatea de a dezvolta cancer atunci când este prezentă o mutație, este variabilă, fiind influențată probabil de etnicitate, vârstă, tipul de cancer.

În tabelul de mai jos este prezentat riscul cumulat de cancer de sân, în funcție de decada de viață, la femeile purtătoare de mutații BRCA1 sau BRCA2, provenite din familiile cu risc crescut :

Cancerul mamar la bărbați a fost observat în familiile cu mutații BRCA2, unele dintre acestea prezentând în exclusivitate afectarea persoanelor de sex masculin. Într-un studiu efectuat pe 26 familii care au prezentat cel puțin un caz de cancer de sân la bărbați, 77% au demonstrat o asociere cu mutații BRCA2 (Ford, 1998). Dacă însă nu s-a luat în considerare istoricul familial, prevalența mutațiilor BRCA2 ale liniei germinale la pacienții cu cancer mamar a fost de numai 4-14% (Couch, Friedman, 1994). Pentru bărbații cu mutații BRCA2 riscul cumulat de cancer mamar până la vârsta de 80 ani a fost estimat la 6.9%7.

La femeile cu mutații BRCA1 sau BRCA2 riscul de cancer ovarian este de 39-46% și, respectiv, de 12-20%. Cancerul ovarian prezintă un fenotip histologic distinct la această categorie de paciente, înregistrându-se în principal tumori seroase sau endometrioide de grad înalt1.

În afara cancerului ereditar de sân și ovar mutațiile BRCA1 și BRCA2 pot fi asociate și cu alte forme de cancer. Astfel, s-a estimat că riscul de cancer de prostată este  de 3 ori mai mare la bărbații purtători de mutații BRCA1 în comparație cu populația generală. Mai mult, cazuri de cancer de pancreas, prostată, esofag, laringe, stomac, colon, vezică biliară, duct biliar, melanom au fost raportate în familiile cu mutații BRCA2 ce predispun la cancer. De asemenea în anemia Fanconi s-a constatat inactivarea bialelică BRCA27.

Testarea genetică este importantă în practica clinică pentru identificarea persoanelor care prezintă un risc semnificativ de cancer de sân sau de ovar și aplicarea strategiilor adecvate de screening și prevenție1;7.

Recomandări pentru analiza mutațiilor genelor BRCA1 și BRCA2

Se recomandă testarea genetică la persoanele cu un risc ≥20-25% de a avea o predispoziție moștenită pentru cancerul mamar sau ovarian:

• femei cu antecedente personale atât de cancer mamar, cât și ovarian;
• femei cu cancer ovarian ce au o rudă apropiată fie cu cancer ovarian, fie mamar cu debut înainte de menopauză sau ambele;
• femei cu cancer ovarian ce aparțin grupului etnic al evreilor Ashkenazi;
• femei cu cancer ovarian depistat la vârsta de 50 ani sau mai devreme, ce au o rudă apropiată fie cu cancer ovarian, fie cu cancer mamar la bărbat dezvoltat la orice vârstă;
• femei ce aparțin grupului etnic al evreilor Ashkenazi cu cancer mamar diagnosticat la o vârstă ≤40 ani;
• femei având o rudă apropiată ce prezintă o mutație BRCA1 sau BRCA2 cunoscută.

Testarea genetică este opțională la persoanele cu un risc ≥5-10% de a avea o predispoziție moștenită pentru cancerul mamar sau ovarian:

• femei cu cancer mamar diagnosticat la o vârstă ≤40 ani;
• femei cu cancer ovarian, peritoneal primar sau de trompă uterină, histologic de grad înalt și de tip seros, dezvoltat la orice vârstă;
• femei cu cancer mamar bilateral (în special dacă prima tumoră a fost diagnosticată la o vârstă ≤50 ani);
• femei cu cancer mamar diagnosticat la o vârstă ≤50 ani, având o rudă apropiată cu cancer mamar dezvoltat ≤50 ani;
• femei ce aparțin grupului etnic al evreilor Ashkenazi cu cancer mamar diagnosticat la o vârstă ≤50 ani;
• femei cu cancer mamar dezvoltat la orice vârstă, având cel puțin 2 rude apropiate cu cancer mamar, indiferent de vârsta la care a fost depistat (în special dacă cel puțin unul din cazuri a fost diagnosticat la o vârstă ≤50 ani);
• femei sănătoase având o rudă apropiată care întrunește unul din criteriile mai sus menționate.

Mențiuni:

• cancerul primar de trompă uterină sau peritoneal primar fac parte din spectrul de manifestări caracteristice HBOC;
• o rudă apropiată este definită ca orice rudă de gradul I (mamă, soră, fiică) sau de gradul II (bunică, nepoată, mătușă).

Dacă este posibil, testarea genetică trebuie inițiată la persoana afectată; deoarece numărul mutațiilor BRCA1 și BRCA2 este foarte mare se va efectua secvențierea completă a ambelor gene. O dată identificată o mutație specifică aceasta va fi căutată țintit la rudele cu risc crescut (testarea în scop predictiv).

În cazul în care nu este posibilă testarea persoanelor afectate se va recurge la secvențierea completă a genelor BRCA1 și BRCA2 la membrii familiei cu risc crescut.

Înaintea recomandării de efectuare a testării este indicat ca pacientul să fie consiliat de către medicul trimițător, în sensul că persoana trebuie să fie informată asupra semnificației și consecințelor unui rezultat pozitiv, negativ sau de semnificație necunoscută1.

Specimen recoltat – sânge venos5.

Recipient de recoltare – vacutainer ce conține EDTA ca anticoagulant5.

Cantitate recoltată – 5 mL sânge5.

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

Stabilitate probă – 7 zile la 2-8ºC5.

Metodă – secventierea tuturor exonilor genei BRCA1 și BRCA2 + analiza bioinformatica delețiilor/duplicațiilor (CNV) se pot identifica 90-95% dintre mutațiile cunoscute și se pot depista altele noi5.

Raportarea și interpretarea rezultatelor

Un rezultat negativ este definit prin absența mutațiilor liniei germinale în genele BRCA1 și BRCA2. În cazul unei persoane afectate acesta indică că procesul neoplazic a apărut spontan și nu ca urmare a mutațiilor pe linie germinală. În cazul unei persoane cu risc crescut un rezultat negativ poate avea următoarele semnificații:

• nu a fost moștenită mutația specifică familiei;
• este prezentă o mutație BRCA1 sau BRCA2 care nu poate fi detectată sau nu a fost încă identificată; în acest caz predispoziția persoanei în cauză pentru cancerul mamar sau ovarian ereditar rămâne necunoscută;
• nu există o predispoziție familială pentru cancerul mamar sau ovarian ereditar.

Dacă nu este detectată o mutație la persoanele cu risc crescut, probabilitatea de apariție a cancerului de sân, respectiv, de ovar este comparabilă cu cea din populația generală.

Prezența unei mutații a liniei germinale la o persoană afectată conferă un risc crescut de dezvoltare în viitor a unei tumori noi (asociate cu BRCA1 și BRCA2).

În cazul unui rezultat pozitiv pentru mutațiile BRCA1 și BRCA2 ale liniei germinale la o persoană cu risc crescut, este necesar ca medicul trimițător să furnizeze toate informațiile cu privire la opțiunile de monitorizare, screening, chimioprofilaxie sau chirurgie profilactică disponibile; trebuie să se ia obligatoriu în considerare  implicațiile psihologice și familiale.

Menționăm câteva din recomandările Asociației Medicilor Ginecologici-Ostetricieni din SUA:

Screening-ul și prevenția cancerului de sân: se recomandă ca în cazul purtătoarelor de mutații BRCA1 sau BRCA2 să se efectueze un examen clinic binual al sânilor împreună cu o mamografie și un RMN al glandei mamare anual,  începând cu  vârsta de 25 ani. Rezonanța magnetică este o metodă mai sensibilă decât mamografia pentru detecția cancerului mamar.

Studii preliminare au arătat că chimioprofilaxia cu Tamoxifen poate reduce cu ~62% riscul de cancer mamar la femeile purtătoare de mutații BRCA2, dar nu și la cele de mutații BRCA1 (deoarece incidența tumorilor mamare estrogen-pozitive este redusă în cazul asocierii mutației BRCA1).

Chirurgia profilactică cu mastectomie bilaterală reduce riscul cancerului mamar cu peste 90-95% în funcție de procedura aplicată.

Salpingo-ovariectomia profilactică reduce riscul de cancer mamar cu 40-70% dacă se aplică femeilor aflate la premenopauză. Protecția față de cancerul mamar este mai mare în cazul femeilor purtătoare de mutații BRCA2.

Screening-ul și prevenția cancerului ovarian: deși are o valoare limitată în depistarea precoce a tumorilor ovariene, se recomandă efectuarea periodică (la 6 luni) a marker-ului CA125 în asociere cu ecografia transvaginală la persoanele cu mutații BRCA1 sau BRCA2, începând cu vârsta de 30-35 ani.

Salpingo-ovariectomia profilactică în jurul vârstei de 40 ani poate reduce riscul de cancer ovarian la această categorie de persoane cu ~ 85-90%1.

Limite și interferențe

Un rezultat negativ la o persoană cu risc crescut nu exclude complet HBOC deoarece testarea genetică actuală nu reușește să identifice toate mutațiile asociate cu acest sindrom.

În cazuri foarte rare poate fi depistată o variantă genetică BRCA1 sau BRCA2 a cărei implicație în dezvoltarea cancerului nu poate fi precizată1;5;7.

Bibliografie

1. ACOG Practice Bulletin. Clinical Management Guidelines for Obstetrician-Gynecologists. Hereditary Breast and Ovarian Cancer, No.103, April
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. 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. Referințele specifice tehnologiei de lucru utilizate 2010. Ref Type:
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, 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).https://www.ncbi.nlm.nih.gov. Reference Type: Internet Communication.
9. Welcsh PL, King BRCA1 and BRCA2 and the genetics of breast and ovarian cancer. In Human Molecular genetics, 2001, 10 (7): 705-713.