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In l'ultima dicina d'anni, a tecnulugia di sequenziamentu geneticu hè stata largamente aduprata in a ricerca nantu à u cancheru è in a pratica clinica, diventendu un strumentu impurtante per rivelà e caratteristiche moleculari di u cancheru. I progressi in a diagnosi moleculare è a terapia mirata anu prumuvutu u sviluppu di cuncetti di terapia di precisione tumorale è anu purtatu grandi cambiamenti in tuttu u campu di a diagnosi è di u trattamentu di i tumori. I testi genetichi ponu esse aduprati per avvisà u risicu di cancheru, guidà e decisioni di trattamentu è valutà a prognosi, è sò un strumentu impurtante per migliurà i risultati clinichi di i pazienti. Quì, riassumemu l'articuli recenti publicati in CA Cancer J Clin, JCO, Ann Oncol è altre riviste per rivedere l'applicazione di i testi genetichi in a diagnosi è u trattamentu di u cancheru.

Mutazioni somatiche è mutazioni germinali. In generale, u cancheru hè causatu da mutazioni di u DNA chì ponu esse ereditate da i genitori (mutazioni germinali) o acquistate cù l'età (mutazioni somatiche). E mutazioni di a linea germinale sò presenti da a nascita, è u mutatore porta di solitu a mutazione in u DNA di ogni cellula di u corpu è pò esse trasmessa à a discendenza. E mutazioni somatiche sò acquistate da individui in cellule non gametiche è di solitu ùn sò micca trasmesse à a discendenza. Sia e mutazioni germinali sia quelle somatiche ponu distrughje a normale attività funzionale di e cellule è purtà à a trasfurmazione maligna di e cellule. E mutazioni somatiche sò un fattore chjave di malignità è u biomarcatore più predittivu in oncologia; tuttavia, circa u 10 à u 20 per centu di i pazienti cun tumore portanu mutazioni germinali chì aumentanu significativamente u so risicu di cancheru, è alcune di queste mutazioni sò ancu terapeutiche.
Mutazione di u driver è mutazione di u passageru. Micca tutte e varianti di DNA affettanu a funzione cellulare; in media, ci vole da cinque à dece eventi genomichi, cunnisciuti cum'è "mutazioni di u driver", per scatenà a degenerazione cellulare nurmale. E mutazioni di u driver si verificanu spessu in geni strettamente ligati à l'attività di a vita cellulare, cum'è i geni implicati in a regulazione di a crescita cellulare, a riparazione di u DNA, u cuntrollu di u ciclu cellulare è altri prucessi vitali, è anu u putenziale per esse aduprati cum'è bersagli terapeutichi. Tuttavia, u numeru tutale di mutazioni in ogni cancru hè abbastanza grande, da uni pochi di millaie in certi cancri di u senu à più di 100.000 in certi cancri colorectal è endometrial assai variabili. A maiò parte di e mutazioni ùn anu micca o un significatu biologicu limitatu, ancu s'è a mutazione si verifica in a regione codificante, tali eventi mutazionali insignificanti sò chjamati "mutazioni di u passageru". Se una variante genetica in un tipu particulare di tumore predice a so risposta o resistenza à u trattamentu, a variante hè cunsiderata clinicamente operabile.
Oncogeni è geni suppressori di tumori. I geni chì sò spessu mutati in u cancru ponu esse divisi grossolanamente in duie categurie, oncogeni è geni suppressori di tumori. In e cellule nurmali, a proteina codificata da l'oncogeni ghjoca principalmente u rolu di prumove a proliferazione cellulare è inibisce l'apoptosi cellulare, mentre chì a proteina codificata da i geni oncosuppressori hè principalmente rispunsevule di a regulazione negativa di a divisione cellulare per mantene a funzione cellulare nurmale. In u prucessu di trasfurmazione maligna, a mutazione genomica porta à l'aumentu di l'attività di l'oncogene è à a diminuzione o a perdita di l'attività di u genu oncosuppressore.
Piccula variazione è variazione strutturale. Quessi sò i dui principali tipi di mutazioni in u genomu. E piccule varianti alteranu u DNA cambiendu, eliminendu o aghjunghjendu un picculu numeru di basi, cumprese l'inserzione di basi, l'eliminazione, u frameshift, a perdita di codoni di partenza, e mutazioni di perdita di codoni di fine, ecc. A variazione strutturale hè un grande riarrangiamentu di u genomu, chì implica segmenti di geni chì varianu in dimensione da uni pochi di millaie di basi à a maiò parte di u cromusomu, cumprese i cambiamenti di u numeru di copie di geni, l'eliminazione di cromusomi, a duplicazione, l'inversione o a traslocazione. Queste mutazioni ponu causà una riduzione o un miglioramentu di a funzione di e proteine. Oltre à i cambiamenti à u livellu di i geni individuali, e firme genomiche facenu ancu parte di i rapporti di sequenziamentu clinicu. E firme genomiche ponu esse viste cum'è mudelli cumplessi di piccule è/o variazioni strutturali, cumprese u caricu di mutazione tumorale (TMB), l'instabilità di i microsatelliti (MSI) è i difetti di ricombinazione omologa.

Mutazione clonale è mutazione subclonale. E mutazioni clonali sò presenti in tutte e cellule tumorali, sò presenti à u mumentu di a diagnosi è restanu presenti dopu à l'avanzu di u trattamentu. Dunque, e mutazioni clonali anu u putenziale per esse aduprate cum'è bersagli terapeutici tumorali. E mutazioni subclonali sò presenti solu in un sottoinsieme di cellule cancerose è ponu esse rilevate à l'iniziu di a diagnosi, ma spariscenu cù una successiva recidiva o appariscenu solu dopu à u trattamentu. L'eterogeneità di u cancru si riferisce à a presenza di parechje mutazioni subclonali in un unicu cancru. In particulare, a vasta maggioranza di e mutazioni driver clinicamente significative in tutte e spezie cumuni di cancru sò mutazioni clonali è restanu stabili durante a progressione di u cancru. A resistenza, chì hè spessu mediata da subcloni, ùn pò micca esse rilevata à u mumentu di a diagnosi, ma appare quandu si ripresenta dopu à u trattamentu.

A tecnica tradiziunale FISH o cariotipu cellulare hè aduprata per rilevà cambiamenti à u livellu cromosomale. FISH pò esse adupratu per rilevà fusioni di geni, delezioni è amplificazioni, è hè cunsideratu u "standard d'oru" per rilevà tali varianti, cù alta precisione è sensibilità ma rendimentu limitatu. In alcune malignità ematologiche, in particulare a leucemia acuta, u cariotipu hè sempre adupratu per guidà a diagnosi è a prognosi, ma sta tecnica hè gradualmente rimpiazzata da saggi moleculari mirati cum'è FISH, WGS è NGS.
I cambiamenti in i geni individuali ponu esse rilevati da a PCR, sia a PCR in tempu reale sia a PCR digitale à gocce. Queste tecniche anu una alta sensibilità, sò particularmente adatte per a rilevazione è u monitoraghju di piccule lesioni residue, è ponu ottene risultati in un tempu relativamente cortu, u svantaghju hè chì u campu di rilevazione hè limitatu (di solitu rilevanu solu mutazioni in unu o pochi geni), è a capacità di fà parechji testi hè limitata.
L'immunoistochimica (IHC) hè un strumentu di monitoraghju basatu annantu à e proteine ​​cumunimenti utilizatu per rilevà l'espressione di biomarcatori cum'è ERBB2 (HER2) è i recettori d'estrogeni. L'IHC pò ancu esse adupratu per rilevà proteine ​​mutate specifiche (cum'è BRAF V600E) è fusioni di geni specifiche (cum'è fusioni ALK). U vantaghju di l'IHC hè chì pò esse facilmente integratu in u prucessu di analisi tissutale di rutina, dunque pò esse cumminatu cù altri testi. Inoltre, l'IHC pò furnisce informazioni nantu à a lucalizazione di e proteine ​​subcellulari. I svantaghji sò a scalabilità limitata è l'alte esigenze urganizative.
Sequenziamentu di seconda generazione (NGS) U NGS usa tecniche di sequenziamentu parallelu à altu rendimentu per rilevà variazioni à u livellu di DNA è/o RNA. Sta tecnica pò esse aduprata per sequenzià sia u genomu interu (WGS) sia e regioni geniche d'interessu. U WGS furnisce l'infurmazioni di mutazione genomica più cumplete, ma ci sò parechji ostaculi à a so applicazione clinica, cumprese a necessità di campioni di tissutu tumorale frescu (u WGS ùn hè ancu adattatu per l'analisi di campioni immobilizzati in formalina) è l'altu costu.
U sequenziamentu NGS miratu include u sequenziamentu di l'esoni interi è u pannellu di geni bersagliu. Quessi testi arricchiscenu e regioni d'interessu per mezu di sonde di DNA o amplificazione PCR, limitendu cusì a quantità di sequenziamentu necessaria (l'esoma interu custituisce da 1 à 2 per centu di u genomu, è ancu i grandi pannelli chì cuntenenu 500 geni custituiscenu solu u 0,1 per centu di u genomu). Ancu s'è u sequenziamentu di l'esoni interi funziona bè in i tessuti fissati in formalina, u so costu ferma altu. E cumminazzioni di geni bersagliu sò relativamente ecunomiche è permettenu flessibilità in a selezzione di i geni da testà. Inoltre, u DNA liberu circulante (cfDNA) emerge cum'è una nova opzione per l'analisi genomica di i pazienti cun cancru, cunnisciuta cum'è biopsie liquide. Sia e cellule cancerose sia e cellule nurmali ponu liberà DNA in u sangue, è u DNA spargitu da e cellule cancerose hè chjamatu DNA tumorale circulante (ctDNA), chì pò esse analizatu per rilevà potenziali mutazioni in e cellule tumorali.
A scelta di u test dipende da u prublema clinicu specificu da trattà. A maiò parte di i biomarcatori assuciati à e terapie appruvate ponu esse rilevati da e tecniche FISH, IHC è PCR. Quessi metudi sò ragiunevuli per a rilevazione di piccule quantità di biomarcatori, ma ùn migliuranu micca l'efficienza di a rilevazione cù l'aumentu di u rendimentu, è se si rilevanu troppi biomarcatori, pò ùn esse abbastanza tissutu per a rilevazione. In certi cancri specifici, cum'è u cancru di u pulmone, induve i campioni di tissutu sò difficiuli da ottene è ci sò parechji biomarcatori da testà, l'usu di NGS hè una scelta megliu. In conclusione, a scelta di u test dipende da u numeru di biomarcatori da testà per ogni paziente è da u numeru di pazienti da testà per u biomarcatore. In certi casi, l'usu di IHC/FISH hè sufficiente, soprattuttu quandu u bersagliu hè statu identificatu, cum'è a rilevazione di i recettori di estrogeni, i recettori di progesterone è ERBB2 in i pazienti cun cancru di u senu. Se hè necessaria una esplorazione più cumpleta di e mutazioni genomiche è a ricerca di potenziali bersagli terapeutici, NGS hè più urganizatu è economicu. Inoltre, NGS pò esse cunsiderata in casi induve i risultati IHC/FISH sò ambigui o inconcludenti.

Diverse linee guida danu indicazioni nantu à quali pazienti devenu esse eligibili per i testi genetichi. In u 2020, u Gruppu di travagliu di medicina di precisione ESMO hà publicatu e prime raccomandazioni di test NGS per i pazienti cun cancru avanzatu, raccomandendu test NGS di rutina per u cancru di u pulmone non squamosu non à piccule cellule avanzatu, u cancru di a prostata, u cancru colorectal, u cancru di i dotti biliari è i campioni di tumore di u cancru ovarianu, è in u 2024, ESMO hà aggiornatu nantu à sta basa, raccomandendu l'inclusione di u cancru di u senu è di tumori rari. Cum'è i tumori stromali gastrointestinali, i sarcomi, i cancri di a tiroide è i cancri d'origine scunnisciuta.
In u 2022, l'Opinione Clinica di l'ASCO nantu à i testi di u genomu somaticu in i pazienti cun cancru metastaticu o avanzatu afferma chì, se una terapia ligata à i biomarcatori hè appruvata in i pazienti cun tumori solidi metastatici o avanzati, si raccomanda un test geneticu per questi pazienti. Per esempiu, i testi genomichi devenu esse realizati in i pazienti cun melanoma metastaticu per screening per e mutazioni BRAF V600E, postu chì l'inibitori di RAF è MEK sò appruvati per questa indicazione. Inoltre, i testi genetichi devenu ancu esse realizati s'ellu ci hè un marcatore chjaru di resistenza per u medicamentu da amministrà à u paziente. Egfrmab, per esempiu, hè inefficace in u cancru colorectal mutante KRAS. Quandu si cunsidereghja l'idoneità di un paziente per u sequenziamentu di geni, u statu fisicu di u paziente, e comorbidità è u stadiu di u tumore devenu esse integrati, perchè a serie di passi richiesti per u sequenziamentu di u genomu, cumprese u cunsensu di u paziente, l'elaborazione di laburatoriu è l'analisi di i risultati di u sequenziamentu, richiedenu chì u paziente abbia una capacità fisica è una speranza di vita adeguate.
In più di e mutazioni somatiche, certi cancri devenu ancu esse testati per i geni germinali. I testi per e mutazioni di a linea germinale ponu influenzà e decisioni di trattamentu per i cancri cum'è e mutazioni BRCA1 è BRCA2 in i cancri di u senu, di l'ovaru, di a prostata è di u pancreas. E mutazioni di a linea germinale ponu ancu avè implicazioni per u screening è a prevenzione futuri di u cancru in i pazienti. I pazienti chì sò potenzialmente adatti per i testi per e mutazioni di a linea germinale devenu risponde à certe cundizioni, chì implicanu fattori cum'è a storia familiare di u cancru, l'età à u diagnosticu è u tipu di cancru. Tuttavia, parechji pazienti (finu à u 50%) chì portanu mutazioni patogene in a linea germinale ùn rispondenu micca à i criteri tradiziunali per i testi per e mutazioni di a linea germinale basati nantu à a storia familiare. Dunque, per massimizà l'identificazione di i portatori di mutazioni, a National Comprehensive Cancer Network (NCCN) raccomanda chì tutti o a maiò parte di i pazienti cun cancru di u senu, di l'ovaru, di l'endometriu, di u pancreas, di u colorettale o di a prostata sianu testati per e mutazioni di a linea germinale.
In quantu à u mumentu di i testi genetichi, postu chì a grande maggioranza di e mutazioni driver clinicamente significative sò clonali è relativamente stabili in u corsu di a progressione di u cancheru, hè ragiunevule fà testi genetichi nantu à i pazienti à u mumentu di a diagnosi di cancheru avanzatu. Per i testi genetichi successivi, in particulare dopu a terapia moleculare mirata, u test ctDNA hè più vantaghjosu chè u DNA di u tissutu tumorale, perchè u DNA di u sangue pò cuntene DNA da tutte e lesioni tumorali, ciò chì hè più favurevule per ottene informazioni nantu à l'eterogeneità di u tumore.
L'analisi di u ctDNA dopu u trattamentu pò esse capace di prevede a risposta di u tumore à u trattamentu è identificà a progressione di a malattia prima di i metudi standard di imaging. Tuttavia, i protokolli per l'usu di sti dati per guidà e decisioni di trattamentu ùn sò micca stati stabiliti, è l'analisi di u ctDNA ùn hè micca cunsigliata, salvu in studii clinichi. U ctDNA pò ancu esse adupratu per valutà e piccule lesioni residue dopu a chirurgia radicale di u tumore. U test di u ctDNA dopu a chirurgia hè un forte predittore di a progressione successiva di a malattia è pò aiutà à determinà se un paziente beneficerà di a chemioterapia adjuvante, ma ùn hè ancu cunsigliatu di utilizà u ctDNA fora di i studii clinichi per guidà e decisioni di chemioterapia adjuvante.

Trasfurmazione di i dati U primu passu in u sequenziamentu di u genomu hè di estrae u DNA da i campioni di i pazienti, preparà e biblioteche è generà dati di sequenziamentu grezzi. I dati grezzi necessitanu un ulteriore trattamentu, cumprese u filtraggio di dati di bassa qualità, u paragone cù u genomu di riferimentu, l'identificazione di diversi tipi di mutazioni attraversu diversi algoritmi analitici, a determinazione di l'effettu di queste mutazioni nantu à a traduzzione di e proteine ​​è u filtraggio di e mutazioni di a linea germinale.
L'annotazione di u genu driver hè cuncipita per distingue e mutazioni di u driver è di u passageru. E mutazioni di u driver portanu à a perdita o à u rinfurzamentu di l'attività di u genu suppressore di tumori. E piccule varianti chì portanu à l'inattivazione di i geni suppressori di tumori includenu mutazioni senza sensu, mutazioni di frameshift è mutazioni chjave di u situ di splicing, è ancu delezioni di codoni di partenza menu frequenti, delezioni di codoni di stop è una vasta gamma di mutazioni di inserzione/delezione di introni. Inoltre, e mutazioni missense è e piccule mutazioni di inserzione/delezione di introni ponu ancu purtà à a perdita di l'attività di u genu suppressore di tumori quandu affettanu duminii funziunali impurtanti. E varianti strutturali chì portanu à a perdita di l'attività di u genu suppressore di tumori includenu delezioni parziali o cumplete di geni è altre varianti genomiche chì portanu à a distruzzione di u quadru di lettura di u genu. E piccule varianti chì portanu à una funzione migliorata di l'oncogeni includenu mutazioni missense è occasionali inserzioni/delezioni di introni chì miranu duminii funziunali impurtanti di e proteine. In casi rari, a troncatura di e proteine ​​o e mutazioni di u situ di splicing ponu purtà à l'attivazione di l'oncogeni. E variazioni strutturali chì portanu à l'attivazione di l'oncogeni includenu a fusione di geni, a delezione di geni è a duplicazione di geni.
L'interpretazione clinica di a variazione genomica valuta a significazione clinica di e mutazioni identificate, vale à dì u so putenziale valore diagnosticu, prognosticu o terapeuticu. Ci sò parechji sistemi di classificazione basati nantu à l'evidenza chì ponu esse aduprati per guidà l'interpretazione clinica di a variazione genomica.
A Base di Dati di Oncologia di Medicina di Precisione (OncoKB) di u Memorial Sloan-Kettering Cancer Center classifica e varianti geniche in quattru livelli basati annantu à u so valore predittivu per l'usu di droghe: Livello 1/2, biomarcatori appruvati da a FDA, o clinicamente standard chì predicenu a risposta di una indicazione specifica à una droga appruvata; Livello 3, biomarcatori appruvati o micca appruvati da a FDA chì predicenu a risposta à novi droghe mirate chì anu dimustratu prumesse in studii clinichi, è Livello 4, biomarcatori micca appruvati da a FDA chì predicenu a risposta à novi droghe mirate chì anu dimustratu evidenze biologiche cunvincenti in studii clinichi. Hè statu aghjuntu un quintu sottogruppu assuciatu à a resistenza à u trattamentu.
E linee guida di l'American Society for Molecular Pathology (AMP)/American Society of Clinical Oncology (ASCO)/College of American Pathologists (CAP) per l'interpretazione di a variazione somatica dividenu a variazione somatica in quattru categurie: Gradu I, cù una forte significazione clinica; Gradu II, cù una putenziale significazione clinica; Gradu III, significazione clinica scunnisciuta; Gradu IV, micca cunnisciuta per esse clinicamente significativa. Solu e varianti di gradu I è II sò preziose per e decisioni di trattamentu.
A Scala di Operabilità Clinica di u Bersagliu Moleculare (ESCAT) di l'ESMO classifica e varianti geniche in sei livelli: Livello I, bersagli adatti per l'usu di rutina; A Fase II, un bersagliu chì hè sempre in corsu di studiu, hè prubabile chì sia adupratu per screening a pupulazione di pazienti chì puderia prufittà di u medicamentu bersagliu, ma sò necessarii più dati per sustene lu. Gradu III, varianti geniche mirate chì anu dimustratu un benefiziu clinicu in altre spezie di cancru; Gradu IV, solu varianti geniche mirate supportate da evidenze precliniche; In u gradu V, ci sò evidenze per sustene u significatu clinicu di u targeting di a mutazione, ma a terapia cù un solu farmaco contr'à u bersagliu ùn estende micca a sopravvivenza, o si pò aduttà una strategia di trattamentu cumminata; Gradu X, mancanza di valore clinicu.