SL'(;C)NA I'C)NENCIA

305

Seize Congres de Metges i Biolegs de Llengua Catalan Llibre de Ponencies (2000), p. 305-310

DIAGNOSTIC MOLECULAR DEL CANCER HEREDITARI MONTSERRAT BAIGET, ORLAND DIEZ, BERTA CAMPOS, MONTSERRAT DOMENECH I CARMEN ALONSO Serveis de Genetica i d'Oncologia Medica. Hospital de la Santa Creu i Sant Pau. Barcelona

INTRODUCCIO El cancer es una malaltia genetica. Es el resultat de l'acumulacio de mutacions que afavoreixen la seleccio clonal de determinades cel•lules que han perdut el control dell mecanismes reguladors del seu creixement, la seva proliferacio i la seva mort. En la gran majoria de casos, aquestes mutacions afecten nomes les cel-lules tumorals i, per tant, es tracta de mutacions somatiques. Pero hi ha un petit percentatge de neoplasies degudes a l'herencia d'una susceptibilitat, en forma de mutacio que, transmesa per via germinal, es present a totes les cel•lules de l'individu portador. Es considera que un cancer es familiar quan diversos parents, mes o menys propers al cas index, o probandus, estan afectats. Es considera un cancer hereditari quan: i) en una determinada familia, el cancer segueix uns patrons d'herencia mendelians; ii) el cancer es diagnostica en edats joves; iii) els tumors son multifocals o bilaterals en organs dobles; iv) un mateix malalt presenta multiples tumors primaris. La proporcio de casos hereditaris entre els tipus poc frequents de cancer es alta i es molt inferior (5-10%,) entre els tipus mes comuns, com el cancer de mama o el cancer colorectal. Tot i amb aixo, si es considera I'alta frequencia d'aquests tipus de neoplasies en la poblacio general, el cancer hereditari afecta un nombre considerable de families. (SANJOSE et al., 1998) En la taula I es mostren les sindromes de cancer hereditari mes estudiades, la seva incidencia estimada, els Bens de susceptibilitat que en son responsables, aixi com la seva penetrancia i la frequencia amb que s'han descrit mutacions en aquests gens. (VOGELSTEIN & KINZLER, 1998; FEARON 1997).

EL DIAGNOSTIC GENETIC DEL CANCER FAMILIAR La recent caracteritzacio de diferents gens de predisposicio al cancer ha facilitat faeces de pacients i familiars a rise a les proves predictives , basades en I'analisi d ' aquests gens. La validesa dels estudis genetics en alguns tipus de cancer hereditari ( retinoblastoma , poliposi familiar de colon , neoplasia endocrina multiple tipus 2) esta plenament acceptada (YANUEi.I.

306

SEIZE CL)NGRE.S DL MEIGF.S I BIOLEGS DL

LINGUA CAIAL.ANA

et al., 1989; Lms et al., 1994). En altres tipus de neoplasies com, per exemple, el cancer de mama o d'ovari, 1'estudi dels gens BRCA1 i BRCA2 es mes problematic. La complexitat de I'estudi i la interpretacio i implicacions del resultat, tant si es negatiu com positiu, resulten, a vegades, diffcils d'entendre tant pel metge corn pel malalt (HEALEY, 1997; PONDER, 1997).

TAULA I. SINDROMES DE CANCER HEREDITARI

SINDROME TUMOR PRI.MARI

INDICENCIA

ULNtiDL

I'LNLIRANCIA

I R4OL[NLI4

UL SL!SI l_PI IN111111

ff"I

MUTACIONS

(% )

SINI)ROMI S FREOLENTS

Cancer de mama i ovari 80/ov 20 -50

mama/ovari 15-45

1 : 100-5 .000

BRCA1/BRCA2

m 50-

colorectal/endometri

1:1.000

MSHZIMLHI PMS1/PMS2

50-80

1:10.000

APC

70-90

RENAL/FEOCROMOCITOMA

1:35.000 1:14-34.000

VHL RBI

70-80

RETINOBLASTOMA

NEOPLASIA ENDOCRINA MULTIPLE 1PARATIROIDES/PANCREES

1:100.000?

MEN]

70

NEOIR ASIA ENDOCRINA MUITIPLE 2MEDUL'LAR DE TIROIDES

1:500.000

RET

70

Cancer de colon no poliposic

SINDROMES AMB DIAGNOSTIC MOLECULAR DE BENEFICI ESTABLERT POLIPOSI FAMILIAR DE COLON VON HIPPEL LINDAU RETINOBLASTOMA

COLORECTAL

70

SINDROMES AMB DIAGNOSTIC MOLECULAR

DE BENEFICI POTENCIAL SINDROME DE COWDEN

MAMA/TIROIDES

1:50.000?

PTEN

70-90

SINDROME DE LI-FRAUMENI

MAMA/SARCOMA

1:50.000?

TP53

60-90

NEUROFIBROMATOSI 1

NEUROFIBROMA

1:2.500-8.000

NF1

80-100?

NEUROFIBROMATOSI 2

NEUROMA/MENINGIOMA

1:40.000

NF2

90-1(X)

Melanoma familiar

melanoma/glioblastoma

1:5.000?

CDKN2A/p16/CDK4 50/70-90?

20/60/10? Tumor de Wilms

nefroblastoma

1:20-100.000

WTI

50?

',I'GONA I'ONENCIA

3U7

Per una banda, la informacio que els diferents mitjans de comunicacio ofereixen al public i, per l'altra, determinats interessos comercials, han fet crei.xer tant la demanda com l'oferta d'aquests tipus de proves, sense que s'acompanyin d'un assessorament genetic adequat. Es per aixo que diverses organitzacions professionals recomanen l'elaboracio d'algoritmes d'analisi i assessorament dels pacients i la integracio de les proves genetiques dins de programes de recerca dirigits a coneixer el significat de les variants al•leliques, les seves frequencies i els riscs associats, aixf com 1'eficacia de les interventions derivades d'aquesls resultats, per tal de disminuir la mortalitat i morbilitat del cancer en estudi, com a pas previ a la inclusio definitiva en els protocols diagnostics de la practica clinica habitual. Tecniques d'analisi genetica El diagnostic molecular de mutacions en els gens amb una sequencia coneguda es realitza, habitualment, per deteccio directa de la mutacio. La taula I mostra la frequencia amb que s'han detectat mutacions en els diferents gens associats al cancer hereditari. Per I'eleccio del metode de deteccio de les mutacions, s'ha de considerar tant l'especificitat i la sensibilitat analitica com la complexitat i, per tant, el cost del metode. Els mes habituals son: SSCP (single strand conformational polymorphisms), DGGE (denaturing gradient gel electrophoresis), PTT (protein truncation test). Son metodes que permeten identificar la presencia d'una mutacio i localitzar-la en un fragment determinat del gen en estudi. La sequenciacio posterior del fragment anomal caracteritza, de forma definitiva, la mutaci6.(MASHAI. & SKLAR, 1996). La deteccio de mutacions mitjancant microxips d' ADN que no es, encara, una metodologia generalitzada, podra, en el futur, substituir les tecniques existents (HACLA, 1999). En els casos en que el proces de deteccio ha d'identificar mutacions de les quals no se'n sap ni la seva ubicacio ni les caracteristiques, es necessari analitzar la sequencia completa del gen. Tenint en compte que la majoria de les vegades es tracta de gens de molta grandaria, el proces es laborios i costos. (DIEz et al L., 1999) En altres situacions, menys habituals, el proces analftic es mes senzill. Per exemple, quan s'han d'identificar mutacions que es localitzen en una regio determinada del gen (el 95% del casos de MEN2B son deguts a mutacions en I'exo 16 de l'oncogen RET) (ENG et al., 1996), o be quan s'ha demostrat una correlacio entre la ubicacio de les mutacions i determinades manifestations clfniques de la malaltia (les afectacions colorectals o extracolorectals depenen de la regio del gen APC on es troba la mutacio) (DOBBIE et al., 1996). En els casos en que ja s'ha identificat la mutacio en el probaudus de la famflia, i es tracta d'analitzar els familiars a rise, l'estudi es senzill perque es coneix a priori la naturalesa i la localitzacio de la mutacio en giiestio. Sensibilitat i especificitat en la deteccio de mutacions La capacitat de deteccio i I'especificitat depenen de les caracteristiques del metode utilitzat i de la naturalesa del gen. La sensibilitat analitica de I'SSCP es situa entre un 60 i un 90%, mentre que la de la DGGE o la sequenciacio directa supera el 95% . Les mutacions que, en floc d'alterar un o pots nucleotids, afecten a fragments grans dels gens (deletions, duplicacions, etc.) es detecten utilitzant el metode de Southern o be l'analisi de I'ARN. Aquestes tecniques son altament sensibles i especifiques.

308

ti[ I LI (UNGRI(5 UI MI:I GE'18101 I(

UI III NGLA (ALA ANA

Penetrancia i expressivitat La penetrancia d'una mutacio defineix el tant per cent d'individus portadors de la mutacio que manifesten el fenotip propi de la malaltia. En el cancer hereditari, aquest percentatge augmenta amb I'edat i, per tant, s'indica la penetrancia referida a una eclat concreta. El valor de la penetrancia tambe depen de la capacitat de les explorations cliniques per posar en evidencia la malaltia. Lexpressivitat designa 1'espectre de manifestacions cliniques dels individus amb un genotip mutat, incloent-hi l'edat de presentacio i la gravetat dels simptomes. En families amb una mutacio en el gen BRCA1, per exemple, els individus portadors de la mutacio poden presentar cancer de mama o d'ovari en edats molt diferents (expressivitat variable). Recomanacions i limitations del diagnostic genotfpic No existeix cap prova genetica apropiada per fer un cribratge, en la poblacio general, de portadors asimptomatics de mutacions en gens associats al cancer hereditari. Les proves genetiques estan unicament indicades en individus que tinguin una historia familiar suggestiva de cancer hereditari, quan els resultats de l'analisi genetica es puguin interpretar de forma adequada i quan serveixin per modificar les decisions mediques respecte al malalt o als familiars. D'acord amb aquests criteris basics, la Societat Americana d'Oncologia Clinica (ASCO) ha considerat tres categories(ASCO, 1994; VISCO & SKOLNICK, 1996):

1) Families amb una sindrome de cancer hereditari ben definida . Lanalisi genetica forma part del diagnostic, de tal manera que un resultat positiu o negatiu modifica el tractament (gen APC en la poliposi familiar de colon, gen RET en MEN2A i MEN2B, gen RB1 en el retinoblastoma o gen VHL en la malaltia de von Hippel Lindau). 2)

Sindromes hereditaries en que el benefici de la identificacio d'un portador no esta totalment establert (gens MSH2, MLH1, MSH6, PMS1, PMS2 en el cancer de colon no poliposic; gens BRCAl i BRCA2 en el cancer de mama o ovari; gen TP53 en la sindrome de Li-Fraumeni). En aquest grup es recomana que els estudis genetics s'incloguin en protocols de recerca clinica per tal de poder, a mes llarg termini, confirmar les predictions sobre la penetrancia i valorar 1'eficacia de les intervencions realitzades en el consell genetic, la prevencio o el diagnostic precoc.

3) Sindromes en que el benefici de la identificacio de portadors no s'ha establert (gens p16 i CDK4 en el melanoma; gen ATM en ]'ataxia telangiectasi). Les analisis genetiques en aquest grup s'han de realitzar, unicament en programes de recerca. El coneixement dels resultats d'una prova genetica es irreversible i pot augmentar I'angoixa en els portadors. Aquest aspecte to una rellevancia especial en el cas d'adults joves que sol•licitin, per exemple, una analisi dels gens BRCA1 i BRCA2. Quan es planteja la necessitat i 1'oportunitat de fer un estudi genetic cal determinar a priori la probabilitat que existeix d'identificar la mutacio. Aquesta probabilitat cal comunicar-la al pacient, abans de fer l'estudi. La interpretacio dels resultats constitueix un dels principals problemes. En el cas d'un resultat negatiu (el fet que no es detecti una mutacio, per exemple en els gens BRCAl o BRCA2) podria interpretar-se de manera equivocada com que la mutacio no existeix, assumint que

SEGONA PONE NCIA

309

el rise de cancer es practicament nul i abandonant les mesures preventives recomanades. Excepte en el cas que en un membre de la familia .s'hagi identificat previament una mutacio, un resultat negatiu no permet arribar a cap conclusio. La interpretacio d'un resultat positiu tambe to limitacions. Fins i tot quan s'identifica una mutacio amb un provat caracter patogenic, no es pot predir de manera exacta el rise individual: una mateixa mutacio pot associar-se a rises quantitativament diferents tant inter com intrafamiliars. Aixo es degut, probablement, al fet que els efectes d'un gen de predisposicio poden estar modificats per altres gens i per factors exogens.

CONCLUSIONS Tot i que els cancers hereditaris son minoritaris, el seu estudi molecular to una enorme importancia. Per una Banda, les analisis genetiques son ja 6tils per al diagnostic d'un nombre considerable de malalts i de familiars a rise. Per altra banda, els cancers hereditaris constitueixen models d'alteracions de la biologia cellular deguda a causes genetiques identificables i el seu estudi facilitara el coneixement de la patogenesi molecular d'altres formes de cancer, tant hereditari com esporadic. La complexitat del diagnostic molecular, els factors relacionats amb la comunicacio dels resultats, la valoracio dell rises, l'impacte psicologic, etc., fan imprescindible un enfocament multidisciplinari del tema, en que participin professionals de la genetica i de les especialitats mediques implicades, capacos de mantenir, de forma continuada, un intercanvi d'informacio.

BIBLIOGRAFIA AMERICAN SocisIY OF HUMAN GENE IICS (1994) "Statement of the American Society of Human Genetics on Genetic testing for breast and ovarian cancer predisposition". Am. J. Hum. Genet. , 55: i-iv. DIEZ, 0.; J. CORTES; M. DOMENECH; J. BRUNET; E. DEL Rio; C. PERICAY et al. (1999) "BRCAI analysis in 83 Spanish breast and breast/ovarian cancer families". Int. J. Cancer, 83: 465-4699.

DoluiF, Z.; M. SI'YCIIER; J. L. MARY; M. HANER; I. GULDENSCHUH; R. HURLIMAN et al. (1996) "Correlation between the development of extracolonic manifestations in FAP patients and mutations beyond codon 1403 of the APC gene". J. Med. Genet., 33: 274-280. ENG, C.; D. CLAYTON; 1. SCHUFFENECKER; G. LENOIR; G. COTE; R. F. GAGEL if al.. (1996) "The relationship

between specific RET proto-oncogene mutations and disease phenotype in multiple endocrine neoplasia type 2: International RET mutation consortium analysis". JAMA, 275: 1575-1579. FEARON, E. R. (1997) "Human cancer syndromes: clues to the origin and nature of cancer". Science, 278: 1043-1050. GIARDIELLO, FM.; J. D. Brensinger ; G. M. Petersen; M. C. Luce; L. M. Hylind; J. A. Bacon et a!. (1997) "The use and interpretation of commercial APC gene testing for familial adenomatous polyposis". N. Engl. 1. Med., 336: 823-827. HACIA, J. G. (1999) "Resequencing and mutational analysis using oligonucleotide microarrays". Nat. Genet., 21 (suppl.): 42-47. HEALEY, B. (1997) "BRCA genes: bookmaking, fortune telling and medical care". N. Engl. J. Med., 336: 1448-1449.

310

^,IIII -Cl):'(,RItiIII MI!TGISIIIIOI.I1,51)I I.II N(,L:ACAIAI,A.N;v

LINDOR , N. M.; M. H . GREENE; MAYO FAMILIAL CANCER PROGRAM . ( 1998 ) " The concise handbook of family cancer syndromes ". J. Natl. Can . Inst., 90 : 1039-1071. LIPS, C. J.; R . M. LANDSVATER ; J. W HOPPENER ; R. A. GEERDINK; G. BLIJHAM; J. M. VAN VEEN et al. (1994)

"Clinical screening as compared with DNA analysis in families with multiple endocrine neoplasia type 2K. N. Engl . J. Med., 331 : 828-835. MASHAL, R . D.; J. SKLAR ( 1996 ) " Practical methods of mutation detection ". Curr. Op. Gen . Dev., 6 : 275-280. OFFIT, K.; B. B. BIESECKER ; R. W BURT; E. W CLAYTON; J. E. GARBER ; M. J. E. KAHN Ct al . ( 1996 ) " Statement of

the American Society of Clinical Oncology : genetic testing for cancer susceptibility". J. Clin. Oncol., 14: 1730-1736.

PONDE R, B. (1997) "Genetic testing for cancer risk". Science, 278: 1050-1054. SANIOSE, S.; P VILADIu; F. CORDON; L. VILARDELL; R. MARCOS; A. IzQuIERlx) ( 1998 ) "Cancer de mama y herencia: resultados de on estudio poblacional de casos y controles en Gerona ". Med. Clin. ( Bare .), 110: 370-2. VISCO, F. M.; M. SKOLNICK & NATIONAL ACTION PLAN ON BREAST CANCER ( 1996 ) "Commentary on the ASCO statement on genetic testing for cancer susceptibility ". J. Clin. Oncol., 14: 1737-1740.

VOGELSTEIN , B.; K. W. KINZL ER (1998 ) The genetic basis of human cancer . New York, NY, McGraw-Hill. YANDELL, D.; T CAMPBELL ; S. DAYTON; R. PETERSEN; D. WALTON; J. LITTLE et al. (1989 ) " Oncogenic point mutations in the human retinoblastoma gene : their application to genetic counseling ". N. Engl. J. Med., 321:1689-1695.