Le acquisizioni scientifiche degli ultimi anni hanno permesso di capire in dettaglio molti aspetti genetici dei tumori. Distinguiamo subito fra mutazioni germinali, che determinano una forte suscettibilità all'insorgenza di particolari tipi di tumore, comunemente ma erroneamente detti ereditari (invero una minoranza di tutta la patologia tumorale) e mutazioni somatiche, più spesso conseguenza e non causa primaria della presenza del tumore.
In linea di massima non è dunque sbagliato affermare che, se tutti i tumori hanno mutazioni somatiche, non tutti i tumori hanno mutazioni germinali.
In linea di massima non è dunque sbagliato affermare che, se tutti i tumori hanno mutazioni somatiche, non tutti i tumori hanno mutazioni germinali.
Le mutazioni somatiche, accumulandosi al perpertrarsi delle divisoni cellulari, portano alla formazione di cloni plurimi di cellule tumorali. Le cellule di ogni clone sono geneticamente identiche, ma diverse da quelle degli altri cloni. Alcuni cloni possono così sviluppare caratteristiche cellulari e proliferative diverse, ad esempio rispetto al rischio di metastasi o alla responsività ad alcuni farmaci.
Il test genetico in oncologia può avere sostanzialmente due scopi: (1) identificazione della causa di suscettibilità genetica a certi tipi di tumore, (2) identificazione del trattamento più adeguato in alcuni sottotipi di cancro.
Tipi biologici di mutazione genetica delle cellule tumorali
Anche nelle cellule tumorali, così come in tutte le altre cellule, le mutazioni genetiche possono classificarsi in termini di "grandezza" in due grandi categorie: mutazioni geniche e mutazioni cromosomiche. Le mutazioni geniche sono di dimensioni più piccole (ma non per questo sono meno gravi), essendo costituite da variazioni di uno o pochi nucleotidi della sequenza. Le mutazioni cromosomiche sono invece molto più grandi, consistendo in aberrazioni di numero o struttura di (parte di) interi cromosomi. Tipiche aberrazioni cromosomiche dei tumori sono i geni di fusione (fusion genes), le traslocazioni e le anomalie quantitative (duplicazioni, moltiplicazioni, delezioni, dette anche copy number variations o CNVs).
Quando è indicato il test genetico?
Da un punto di vista clinico, è bene fare distinzione fra vantaggio immediato per il paziente e vantaggio primario per la ricerca scientifica. Esistono test genetici che consentono di diagnosticare una reale suscettibilità genetica o di scegliere la terapia migliore. Ciò non significa che, per lo meno allo stato attuale, lo studio genetico sia indicato in tutti i casi di patologia tumorale. Se è vero che la genetica è un aspetto fondamentale della biologia del cancro, va ricordato che in molti casi le mutazioni genetiche sono una conseguenza più che una causa della presenza del tumore. È infatti bene ricordare che nella maggior parte dei casi il cancro è una malattia sporadica, cioè non ereditaria, alla cui insorgenza possono concorrere più fattori (per altro secondo pattern di interazione ancora in gran parte ignoti). Si pensi ad esempio ai fattori cancerogeni (fumo, benzene, sostanze radioattive, particolari reagenti chimici, ecc.) la cui azione porta a gravi mutazioni del DNA cellulare: questi sono tipici (e frequenti) esempi di mutazioni genetiche che sono conseguenza e non causa primaria del tumore. Esiste tuttavia una minoranza di tumori (come già detto invero piuttosto esigua) la cui genesi è correlata ad una fortissima suscettibilità genetica: è il caso, ad esempio, del tumore al seno o all'ovaio nelle pazienti con una mutazione nel gene BRCA1 o BRCA2*. In queste pazienti, che rappresentano comunque solo il 5% di tutte le pazienti con cancro al seno o all'ovaio, la presenza della mutazione si associa ad un rischio di sviluppare il tumore superiore all'80% circa. Per rispondere dunque alla domanda su quando è indicato il test genetico:
1. test genetico per la ricerca di mutazioni somatiche: per alcuni particolari tipi di tumore può essere indicato allo scopo di identificare un pattern di trattamento ottimale (alcuni tipi di cloni cellulari possono rispondere meglio ad un farmaco piuttosto che a un altro)
2. test genetico per la ricerca di mutazioni germinali: è indicato per identificare eventuali profili di forte suscettibilità genetica allo sviluppo di alcune forme di tumore.
Quali metodi esistono per identificare le mutazioni genetiche tumorali?
Tradizionalmente le mutazioni geniche vengono indagate con metodi di genetica molecolare, mentre quelle cromosomiche con tecniche di citogenetica (cariotipo) o di citogenetica (FISH). Ad oggi, sono tuttavia disponibili metodiche avanzate che consentono di studiare sia le mutazioni geniche che quelle cromosomiche esclusivamente con applicazioni di genetica molecolare, per le quali si richiede semplicemente una modesta quantità di DNA. Più in dettaglio:
1. Mutazioni tumorali geniche: si possono identificare con diversi sistemi di sequenziamento. In linea di massima si utilizzano applicazioni Next Generation Sequencing (NGS), come i pannelli NGS dedicati al cancro (a tale scopo già diverse ditte producono enrichment kits per l'amplificazione mirata di poche centinaia di geni), l'exome sequencing (cioè il sequenziamento dell'intero esoma, la cui utilità dal punto di vista oncologico è tuttavia ancora più di tipo scientifico che clinico) o il GWAS (acronimo che sta per Genome Wide Association Study), che può essere fatto con i sistemi di sequenziamento dell'intero genoma (whole-genome sequencing) o di scannerizzazione di varianti selezionate (genome array). Anche il GWAS, come l'exome sequencing, mantiene in oncogeneitca un significato maggiore per la ricerca che non per la clinica. Per la rilevazione di mutazioni della linea germinale, in alcuni casi, si usa ancora il sequenziamento Sanger tradizionale (vedi ad esempio l´analisi di BRCA1 e BRCA2), anche se pannelli NGS stanno per diffondersi anche in questo caso.
2. Mutazioni tumorali cromosomiche: i fusion genes, che sono molto frequenti nei tumori, possono essere identificati tramite studi sull'RNA che sono in grado di identificare i messaggeri anomali che vengono trascritti a partire dalle sequenze codificanti fuse. Le traslocazioni e le altre aberrazioni cromosomiche (incluse quelle di numero come le duplicazioni, le moltiplicazioni e le delezioni) possono essere identificate con il cariotipo o con metodiche di citogenetica molecolare (ad esempio la FISH) oppure tramite kit commerciali di genetica molecolare che non richiedono la preparazione delle coltura cellulare, ma semplicemente una modesta quantità di DNA.
*anche mutazioni in altri geni, fra cui si includono almeno RAD51C e RAD51D, sono state identificate nello studio della suscettibilità al tumore della mammella/ovaio. Va ricordato che le pazienti con una mutazione in BRCA1, BRCA2 o uno degli altri geni sono un piccola minoranza (stimata attorno al 5% circa) di tutte le pazienti che sviluppano cancro al seno.
Quali metodi esistono per identificare le mutazioni genetiche tumorali?
Tradizionalmente le mutazioni geniche vengono indagate con metodi di genetica molecolare, mentre quelle cromosomiche con tecniche di citogenetica (cariotipo) o di citogenetica (FISH). Ad oggi, sono tuttavia disponibili metodiche avanzate che consentono di studiare sia le mutazioni geniche che quelle cromosomiche esclusivamente con applicazioni di genetica molecolare, per le quali si richiede semplicemente una modesta quantità di DNA. Più in dettaglio:
1. Mutazioni tumorali geniche: si possono identificare con diversi sistemi di sequenziamento. In linea di massima si utilizzano applicazioni Next Generation Sequencing (NGS), come i pannelli NGS dedicati al cancro (a tale scopo già diverse ditte producono enrichment kits per l'amplificazione mirata di poche centinaia di geni), l'exome sequencing (cioè il sequenziamento dell'intero esoma, la cui utilità dal punto di vista oncologico è tuttavia ancora più di tipo scientifico che clinico) o il GWAS (acronimo che sta per Genome Wide Association Study), che può essere fatto con i sistemi di sequenziamento dell'intero genoma (whole-genome sequencing) o di scannerizzazione di varianti selezionate (genome array). Anche il GWAS, come l'exome sequencing, mantiene in oncogeneitca un significato maggiore per la ricerca che non per la clinica. Per la rilevazione di mutazioni della linea germinale, in alcuni casi, si usa ancora il sequenziamento Sanger tradizionale (vedi ad esempio l´analisi di BRCA1 e BRCA2), anche se pannelli NGS stanno per diffondersi anche in questo caso.
2. Mutazioni tumorali cromosomiche: i fusion genes, che sono molto frequenti nei tumori, possono essere identificati tramite studi sull'RNA che sono in grado di identificare i messaggeri anomali che vengono trascritti a partire dalle sequenze codificanti fuse. Le traslocazioni e le altre aberrazioni cromosomiche (incluse quelle di numero come le duplicazioni, le moltiplicazioni e le delezioni) possono essere identificate con il cariotipo o con metodiche di citogenetica molecolare (ad esempio la FISH) oppure tramite kit commerciali di genetica molecolare che non richiedono la preparazione delle coltura cellulare, ma semplicemente una modesta quantità di DNA.
*anche mutazioni in altri geni, fra cui si includono almeno RAD51C e RAD51D, sono state identificate nello studio della suscettibilità al tumore della mammella/ovaio. Va ricordato che le pazienti con una mutazione in BRCA1, BRCA2 o uno degli altri geni sono un piccola minoranza (stimata attorno al 5% circa) di tutte le pazienti che sviluppano cancro al seno.
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