La ricerca condotta dall’Università di Kyoto, in Giappone, sta rimodellando le ipotesi comunemente condivise sulla proliferazione del cancro al seno. Nel loro studio, il team di ricerca esplora i primi eventi evolutivi che portano allo sviluppo del cancro e il ruolo dei cloni non cancerosi che condividono mutazioni comuni.
L’articolo “Evolutionary histories of breast cancer and related clones” è statpubblicato su Nature.
Cancro al seno: ecco cosa dice la nuova ricerca
I ricercatori hanno utilizzato l’analisi filogenetica per tracciare l’evoluzione del cancro al seno e delle lesioni precursori dall’acquisizione delle alterazioni del driver iniziale allo sviluppo di malattie diagnosticate clinicamente.
Citando studi recenti che mostrano che nei tessuti sani possono esistere cloni portatori di comuni mutazioni tumorali, i ricercatori hanno voluto saperne di più sugli eventi guida e sul loro ordine di occorrenza prima che questi cloni si evolvano in cancro. Lo studio si è concentrato sui tumori al seno che ospitano un’alterazione genetica chiamata der(1;16), riscontrata in circa il 20% dei tumori al seno.
I ricercatori hanno stimato la tempistica approssimativa dei primi eventi evolutivi in base al tasso di mutazione misurato nelle normali cellule epiteliali. Hanno scoperto che l’acquisizione dell’alterazione genetica der(1;16) si è verificata durante la prima pubertà fino alla tarda adolescenza. All’inizio degli anni ’30 del paziente, è emerso un antenato comune, da cui si sono evoluti cloni sia cancerosi che non cancerosi.
I ricercatori hanno eseguito il sequenziamento dell’intero genoma (WGS) di più campioni ottenuti sia dal cancro che da lesioni mammarie benigne clonalmente correlate, insieme a lobuli apparentemente normali. Hanno stimato il tasso di accumulo di mutazioni da WGS di organoidi derivati da una singola cellula stabiliti dall’epitelio mammario. Sulla base di questo tasso di mutazione, hanno ricostruito alberi filogenetici che includevano sia cloni cancerosi che non cancerosi per dedurre l’intera storia dell’evoluzione del cancro al seno.
I ricercatori hanno stimato il tasso di accumulo di mutazioni nelle cellule epiteliali mammarie normali man mano che invecchiano con 71 organoidi derivati da cellule singole da tessuti mammari normali di pazienti con carcinoma mammario e volontari sani che allattano. Lo studio ha identificato mutazioni somatiche in questi organoidi e ne ha analizzato i tassi di mutazione.
Un modello di regressione lineare ha determinato che il numero di varianti a singolo nucleotide (SNV) dipendeva in modo significativo da fattori quali l’età alla raccolta del campione, gli anni dopo la menopausa, la parità (numero di gravidanze che raggiungono le 20 settimane) e la presenza di una mutazione del driver.
Prima della menopausa, gli SNV si accumulavano a 19,5 mutazioni per genoma all’anno, che si riducevano a 8,1 mutazioni per genoma all’anno dopo la menopausa. Per ogni evento di parità, il numero di mutazioni è stato ridotto di 54,8, suggerendo che il parto influisce sul tasso di accumulo di mutazioni nelle cellule mammarie.
L’elevata riduzione di SNV per parità sembra sostanzialmente più significativa di quanto i ricercatori si aspettassero dal tipico periodo di interruzione del ciclo mestruale durante la gravidanza (1,1-1,5 anni). Ciò potrebbe significare che l’epitelio mammario viene ricostruito da cellule staminali “dormienti” appena reclutate.
Un processo simile è stato proposto per spiegare la scomparsa dei cloni che portano le firme del tabacco nell’epitelio bronchiale dopo la cessazione del fumo.
La presenza di mutazioni PIK3CA ha aumentato il numero di SNV di 210,4. Le mutazioni PIK3CA possono causare l’iperattività dell’enzima PI3K, che può causare la crescita delle cellule tumorali ed è associata a molti tipi di cancro d’organo.
Sono stati studiati anche gli Indel e il loro tasso di accumulo è stato ridotto del 45% dopo la menopausa, da 1,3 mutazioni per genoma all’anno a 0,72 mutazioni per genoma all’anno. Ogni parto ha ridotto il numero di mutazioni di 3,9.
Più fondatori di cancro indipendenti da antenati non cancerosi erano comuni, contribuendo all’eterogeneità intratumorale. Ciò differisce dal pensiero convenzionale secondo cui la maggior parte dei tumori si evolve da un singolo fondatore del cancro, suggerendo che più cellule fondatrici del cancro all’interno di una popolazione non cancerosa potrebbero essere più comuni del previsto.
Il profilo mutazionale dell’epitelio mammario è distinto da quello di altri tessuti, più influenzato dai cambiamenti dinamici che si verificano durante la vita di una donna, come i cicli mestruali, la gravidanza, il parto e l’allattamento. L’attuale ricerca suggerisce la possibilità di rilevare le cellule clonali precancerose molto prima che emerga qualsiasi cancro.
Un’altra ricerca intitolata “Associazione di mutazione ed espressione del gene fratello del regolatore dei siti impressi (BORIS) con progressione del cancro al seno” è stato pubblicato su Oncotarget.
Il fratello del regolatore dei siti impressi (BORIS), 11 fattori di trascrizione zinc-finger, è un membro della famiglia dell’antigene del cancro al testicolo (CTA). È mappato sul cromosoma numero 20q13.2 e questa regione è geneticamente legata all’insorgenza precoce del cancro al seno .
In questo studio, i ricercatori hanno analizzato la correlazione tra le mutazioni BORIS e l’espressione della proteina nei casi di cancro al seno.
“Il presente studio è quello di scoprire le mutazioni dei geni BORIS negli esoni hot spot mediante PCR-SSCP e mediante sequenziamento automatizzato del DNA in campioni di tessuto di cancro al seno insieme a campioni normali adiacenti”, spiegano i ricercatori.
Il team ha condotto uno studio basato sulla popolazione comprendente un totale di 155 campioni di tessuto di cancro al seno e un numero uguale di tessuti adiacenti normali di pazienti con cancro al seno femminile indiano.
Le mutazioni del gene BORIS sono state rilevate dalla reazione a catena della polimerasi-singolo polimorfismi di conferma standard (PCR-SSCP) e sono state eseguite sequenze automatizzate del DNA mediante immunoistochimica per l’espressione della proteina BORIS. I risultati osservati sono stati correlati con diversi parametri clinicopatologici per scoprire la rilevanza clinica delle associazioni.
I ricercatori osservano: “Le mutazioni BORIS e l’alta espressione proteica si verificano frequentemente nel carcinoma mammario, suggerendo la loro associazione con l’insorgenza e la progressione del carcinoma mammario. Inoltre, BORIS ha il potenziale per essere utilizzato come biomarcatore”.
In oncogenetica, alcuni pazienti potrebbero essere considerati come “fenotipi estremi”, come quelli con esordio molto precoce o tumori maligni primari multipli, un numero insolitamente elevato di tumori dello stesso spettro o tipi di cancro rari nello stesso ramo parentale.
Per questi casi, è molto probabile una predisposizione genetica, ma le classiche analisi del panel genetico candidato spesso, e in modo frustrante, rimangono negative.
In uno studio, i ricercatori hanno utilizzato una combinazione di sequenziamento dell’esoma (ES), sequenziamento diretto di atassia teleangectasia e correlata a RAD3 (ATR) in una coorte di replicazione e screening prospettico, seguiti da indagini funzionali, per segnalare l’identificazione di nuove varianti candidate di ATR come predisposizione al cancro al seno (BC), incluso il cancro al seno maschile (MBC).
L’articolo, intitolato “The ‘extreme phenotype approach’ applicato al carcinoma mammario maschile consente l’identificazione di varianti rare di ATR come potenziali alleli di suscettibilità al carcinoma mammario”, è pubblicato sulla rivista Oncotarget .
“Nel quadro del progetto EX2TRICAN, esplorando fenotipi di cancro estremo irrisolti, abbiamo applicato il sequenziamento dell’esoma a rari casi familiari con carcinoma mammario maschile , identificando una nuova variante patogena di ATR”, affermano i ricercatori.
L’ATR è già stato sospettato di essere un gene predisponente al cancro al seno nelle donne. I ricercatori hanno poi identificato tre ulteriori varianti ATR in una coorte di maschi e femmine con insorgenza precoce e tumori al seno familiari (c.7762-2A>C; c.2078+1G>A; c.1A>G).
Ulteriori indagini molecolari e cellulari hanno mostrato impatti sulle trascrizioni per le varianti che interessano i siti di splicing e la riduzione dell’espressione ATR e la fosforilazione del substrato ATR CHEK1.
Questo lavoro dimostra ulteriormente l’interesse di un’analisi genetica estesa come il sequenziamento dell’esoma per identificare varianti molto rare che possono svolgere un ruolo nella predisposizione al cancro in casi di cancro con fenotipo estremo non spiegati dai classici test dei pannelli genici del cancro.
“In conclusione , questo lavoro evidenzia la possibile implicazione delle varianti ATR nella predisposizione al BC maschile e femminile e mostra l’importanza di un’analisi genetica estesa nei casi di cancro con fenotipo estremo irrisolti per identificare rari alleli di geni candidati biologicamente rilevanti della predisposizione al cancro”, affermano i ricercatori .
Le donne con insorgenza di cancro al seno di età superiore ai 65 anni spesso non si qualificano per i test genetici, tuttavia si sa poco sulla frequenza delle mutazioni che causano la malattia nei geni di predisposizione al cancro al seno in questa popolazione.
In uno studio, i ricercatori hanno studiato la prevalenza delle varianti che causano malattie nei geni di predisposizione al cancro al seno e hanno stimato il rischio residuo di cancro al seno nel corso della vita nelle donne di età superiore ai 65 anni.
I ricercatori sperano che questi risultati possano aiutare ad affrontare la controversia su chi dovrebbe qualificarsi per test genetici. Nicholas Boddicker, Ph.D., ricercatore associato presso la Mayo Clinic, ha presentato i risultati dello studio all’American Society of Human Genetics 2020 Virtual Meeting.
L’età media della diagnosi di cancro al seno è di 62 anni, ma sono state condotte poche ricerche su larga scala per studiare la frequenza delle varianti che causano malattie nei geni di predisposizione al cancro al seno nelle donne di età superiore ai 65 anni. Queste donne rappresentano un’ampia percentuale di donne con cancro al seno ma spesso non si qualificano per i test genetici.
Il Dr. Boddicker ei suoi colleghi hanno analizzato il DNA ottenuto dal consorzio CARRIERS, comprese donne con sede negli Stati Uniti di età superiore ai 65 anni con cancro al seno e donne non affette della stessa età.
“La frequenza di varianti patogene o che causano malattie in 12 geni di predisposizione stabiliti era del 3,18% nei casi di cancro al seno e dell’1,48% nei controlli”, afferma il dott. Boddicker. “Questo dimostra che un gran numero di donne in questa fascia di età sono predisposte al seno e ad altri tumori”.
Le varianti che causano la malattia nei geni di predisposizione al cancro BRCA1 , BRCA2 , CHEK2 e PALB2 sono risultate tutte significativamente associate a un rischio moderato di cancro al seno in questo gruppo. Inoltre, il rischio residuo di cancro al seno nel corso della vita per le donne di età superiore ai 65 anni con varianti che causano la malattia BRCA1/2 era vicino al 20%, mentre il rischio residuo per quelle con varianti che causano la malattia PALB2 e CHEK2 era di circa il 15%.
Il dottor Boddicker afferma che la frequenza delle varianti che causano malattie e i rischi presentati in questo studio possono essere utilizzati per informare meglio lo screening del cancro, la gestione del rischio e possibilmente le linee guida sui test clinici per le donne sopra i 65 anni.
“In questo studio, le donne di età superiore ai 65 anni senza precedente carcinoma mammario con varianti patogene in uno dei numerosi geni avrebbero un rischio residuo di cancro al seno vicino al 20% e potrebbero qualificarsi per la sorveglianza della risonanza magnetica oltre alla mammografia”, afferma. “Senza test genetici, molte di queste donne non verrebbero normalmente sottoposte a screening in questo modo”.
I ricercatori affermano che ci sono ulteriori aree da esplorare, inclusa la combinazione di altri fattori e misurazioni del rischio con test genetici per aiutare a personalizzare meglio le stime del rischio per le donne . Inoltre, sono necessari ulteriori sforzi per caratterizzare questi effetti in altri gruppi razziali ed etnici.
Circa 1 donna in postmenopausa su 40 con diagnosi di cancro al seno prima dei 65 anni presenta mutazioni associate al cancro nei geni BRCA1 o BRCA2, secondo uno studio condotto da Stanford su oltre 4.500 partecipanti alla Women’s Health Initiative di lunga data.
La prevalenza delle mutazioni in questo gruppo è simile a quella delle donne ebree ashkenazite , che la US Preventive Service Task Force suggerisce di discutere del loro rischio di cancro con i loro medici per determinare se i test genetici sono giustificati. Attualmente, la maggior parte delle linee guida non affronta i test sulle donne in postmenopausa con carcinoma mammario in assenza di altri fattori di rischio.
La scoperta è la prima a suggerire che le donne in postmenopausa a cui è stato diagnosticato di recente un cancro al seno ma che non presentano alcun fattore di rischio ereditario, come i familiari stretti con diagnosi di cancro al seno prima dei 50 anni, possono comunque trarre beneficio dai test genetici per i tumori ereditari. mutazioni associate al cancro.
Identificare le donne con mutazioni ereditarie associate al cancro, in particolare nei geni BRCA1 e BRCA2, è importante perché alcune delle mutazioni aumentano anche sostanzialmente il rischio di altri tumori, incluso il cancro ovarico.
Poiché queste mutazioni vengono trasmesse attraverso le famiglie, sapere che una donna porta una di queste mutazioni può incoraggiare i suoi parenti sani a discutere i propri fattori di rischio con i propri medici.
“Ci sono state molte controversie nel campo sul fatto che ogni donna con cancro al seno debba sottoporsi a test genetici”, ha affermato Allison Kurian, MD, MSc, professore associato di medicina e di epidemiologia e salute della popolazione a Stanford, “in parte perché noi non sapeva quanto siano prevalenti le mutazioni associate al cancro in questo più grande sottogruppo di persone di nuova diagnosi, ovvero donne che sviluppano il cancro al seno dopo la menopausa senza la presenza di fattori di rischio ereditari noti”.
Kurian è l’autore principale dello studio, che sarà pubblicato il 10 marzo su JAMA . Marcia Stefanick, Ph.D., professore di medicina e di ostetricia e ginecologia a Stanford, è l’autrice senior dello studio.
A differenza delle mutazioni che si accumulano nel tempo, in particolare nelle cellule tumorali , le mutazioni germinali vengono ereditate e si trovano in ogni cellula del corpo.
I medici considerano principalmente l’età di una donna alla diagnosi e la storia del cancro della sua famiglia quando determinano se raccomandare test genetici. Una donna con diagnosi di cancro al seno prima dei 50 anni, ad esempio, o una donna sana con diversi familiari stretti che hanno avuto un cancro al seno o alle ovaie , ha maggiori probabilità di sottoporsi a test genetici rispetto a una donna in postmenopausa con cancro al seno e nessun altro rischio fattori.
Per lo studio, Kurian e Stefanick ei loro colleghi hanno deciso di confrontare la prevalenza delle mutazioni associate al cancro in 10 geni di rischio di cancro al seno, tra cui BRCA1 e BRCA2. Hanno confrontato 2.195 donne a cui è stato diagnosticato un cancro al seno a un’età media di 73 anni con 2.322 donne senza cancro al seno.
I dati per lo studio provenivano dalla Women’s Health Initiative, che ha arruolato più di 160.000 donne di età compresa tra 50 e 79 anni negli Stati Uniti tra il 1993 e il 1998 per condurre il più grande studio sulla salute in postmenopausa nel paese. Stefanick è stato presidente del comitato direttivo dell’iniziativa per la maggior parte del progetto.
I ricercatori hanno scoperto che circa il 3,5% delle donne con cancro al seno presentava una mutazione associata al cancro in almeno uno dei 10 geni, rispetto a circa l’1,3% delle donne senza cancro. Quando hanno ristretto la loro attenzione ai soli geni BRCA1 e BRCA2 nelle donne diagnosticate prima dei 65 anni, hanno scoperto che circa il 2,2% delle donne con cancro al seno aveva mutazioni associate al cancro, contro circa l’1,1% di quelle senza cancro al seno.
Solo circa il 31% di quelle donne con cancro e il 20% di quelle senza cancro, entrambe con mutazioni BRCA1 o BRCA2, erano probabilmente state raccomandate per il test secondo le attuali linee guida del National Comprehensive Cancer Network.
“Ora sappiamo che la prevalenza delle mutazioni BRCA1 e BRCA2 associate al cancro nelle donne con diagnosi di cancro al seno dopo la menopausa rivaleggia con quella delle donne di origine ebrea ashkenazita, una popolazione che è attualmente incoraggiata a discutere di test genetici con i propri medici”, ha detto Kurian. “Finalmente abbiamo una lettura sul probabile vantaggio di testare questo sottogruppo più comune di pazienti con cancro al seno “.
