Cancer colorectal non-polipozic ereditar tip 1 – mutatii MSH2

Informatii generale si recomandari pentru testarea genetica

Sindromul cancerului colorectal nonpolipozic ereditar (HNPCC), cunoscut si sub denumirea de sindromul Lynch, are la baza o predispozitie genetica de a dezvolta cancer colorectal, uterin (de endometru) sau alte tipuri de neoplazii.

HNPCC este responsabil de 1-3% din cancerele de colon si 0.8-1.4% din cancerele de endometru; are o incidenta de 1 la 1000 in populatia generala. HNPCC este caracterizat printr-un risc cumulat de 80% de dezvoltare a cancerului colorectal pana la varsta de 70 ani si de 60% pentru cancerul endometrial la femei. In acest sindrom sunt incluse cancere cu localizari multiple: colon, rect, endometru, stomac, ovar, pancreas, ureter, pelvis renal, canal biliar, creier (glioblastom), piele (adenom sebaceu) sau intestin subtire^1;2;3;5:6;7.

HNPCC este o afectiune autozomal dominanta cauzata de o mutatie a liniei germinative la nivelul genelor care intervin in repararea erorilor aparute la nivelul materialului genetic in timpul procesului de replicare – MMR (MMR – “mismatch repair genes”). Functia MMR consta in eliminarea greselilor de imperechere baza-baza si a buclelor de insertie-deletie care apar ca urmare a fenomenului de “derapaj” a ADN-polimerazei in cursul replicarii ADN. Alterarea functiei acestor gene are drept consecinta esentiala aparitia unor substitutii nucleotidice (de exemplu G – T) ori insertia sau deletia unor scurte unitati repetitive (tip CA) din constitutia microsatelitilor, (segmente de ADN alcatuite din secvente care cuprind 1-5 perechi de nucleotide, repetate in tandem si localizate in regiunile codificatoare sau necodificatoare ale unor gene), fenomen denumit instabilitatea microsatelitilor – MSI.

Cercetatorii au identificat 7 gene distincte MMR, care determina aparitia cancerului nonpolipozic colonic:

• hMLH1 pe banda 3p22;
• hMSH2 si hMSH6 pe banda 2p16;
• hPMS1 pe banda 3p32;
• hPMS2 pe banda 7q22;
• hMSH3 pe banda 5q14.1;
• EXO1 pe 1q43 banda^1;3;5:6;7.

Anomaliile genetice de la nivelul genelor MLH1 si MSH2 reprezinta aproape 90% din mutatiile MMR din HNNPC, 7-10% implica afectarea genei MSH6, iar <2% sunt mutatii in gena PMS2.

Anomaliile genetice aparute in genele PMS1, MSH3, EXO1, TGFβR2 nu se testeaza, semnificatia lor clinica nefiind inca determinata.

Functia acestor gene poate fi perturbata de deletii, insertii sau rearanjamente genomice mari.

O mutatie care inactiveaza gena MMR duce la acumularea de mutatii celulare si creste foarte mult probabilitatea de transformare maligna.

Deoarece penetranta mutatiilor este incompleta, aceste anomalii genetice predispun indivizii la cancer, dar nu toti cei care le mostenesc dezvolta tumori.

Mutatiile sunt adesea mostenite, dar pot aparea, de asemenea, de novo intr-o generatie. Acesti pacienti sunt deseori identificati doar dupa ce dezvolta timpuriu cancer de colon. Transmiterea este autozomal dominanta, ceea ce inseamna ca 50% din copiii unei persoane afectate mostenesc o alela mutanta.

Nu exista corelatii genotip-fenotip bine definite, desi mutatiile MSH2 par a fi asociate mai frecvent cu manifestarile extracolonice decat mutatiile MLH1. De asemenea mutatiile MSH6 implica cel mai adesea un debut tardiv, o incidenta crescuta a cancerelor endometriale si un grad mai redus de instabilitate a microsatelitilor^1;3;5:6;7.

Persoanele cu sindrom Muir-Torre prezinta mai des mutatii in gena MSH2, iar mutatiile in gena PMS2 sunt mai frecvent prezente in familiile cu sindrom Turcot.

Gena MLH1 este formata din 19 exoni, care codifica o proteina de 756 aminoacizi. Peste 200 mutatii diferite au fost raportate la acest nivel.

Produsul genei MLH1, proteina Mlh, formeaza heterodimeri cu proteinele hMLH3, hPMS2 sau hPMS1, complexele astfel alcatuite avand rol in coordonarea atasarii altor polipeptide implicate in procesul de reparare a ADN-ului, care includ helicazele, proteina codificata de EXO1, antigenul nuclear de proliferare celulara (PCNA), proteina care leaga ADN-ul monocatenar (RPA) si ADN-polimeraza.

La nivelul genei MSH2, care are in componenta 16 exoni si codifica o proteina de 934 aminoacizi, au fost descrise peste 170 mutatii. Proportia mare a regiunilor Alu repetitive poate contribui la o rata mai mare de rearanjamente genomice in MSH2 decat in MLH1.

Pentru recunoasterea erorilor proteina MSH2 formeaza un heterodimer cu MSH6 (in cazul imperecherilor gresite baza-baza) sau cu MSH3 (in situatia aparitiei unor bucle de insertie-deletie). Aceste complexe de proteine recunosc si se leaga de orice secventa nucleotidica gresita care ar putea aparea in timpul replicarii ADN-ului. Atasarea complexului determina recrutarea altor proteine care vor taia secventa fiica incorecta si a vor inlocui cu una corecta, folosind componenta parentala ca sablon.

Gena MSH6 este alcatuita din 10 exoni si codifica o proteina de 1360 aminoacizi. Peste 30 mutatii au fost identificate in MSH6. Proteina Msh6 este de asemenea implicata in repararea greselilor aparute in replicarea ADN-ului, dar nu este absolut necesara procesului de corectare a materialului genetic. In lipsa Msh6, proteina Msh3 poate inlocui partial functia acesteia si poate reprezenta un factor de protectie impotriva acumularii de erori de replicare.

Mutatiile la nivelul genei PMS2, alcatuita din 15 exoni, sunt rare. Acestea sunt reprezentate de mutatii punctiforme sau  rearanjamente mari. Produsul genei PMS2, o proteina de 862 aminoacizi, dimerizeaza cu proteina Mlh1 formand un complex ce are rol in atasarea altor proteine implicate in procesul de reparare a ADN-ului^1;3;5:6;7.

Diagnosticul clinic al cancerului nonpolipozic ereditar al colonului se poate face pe baza criteriilor clinice Amsterdam sau prin testare genetica. 

In 1990, in urma unei conferinte la Amsterdam, International Collaborative Group (ICG) au elaborat criterii clinice pentru identificarea pacientiilor cu risc de a dezvolta HNPCC. Aceste criterii, cunoscute acum drept criteriile Amsterdam, au la baza identificarea unui istoric familial exact de cancer colorectal.

Criteriile Amsterdam (Amsterdam I)

-3 sau mai multi membri ai unei familii cu diagnostic de certitudine de HNPCC, dintre care unul este ruda de gradul I cu ceilalti doi;

-2 generatii succesive afectate;

-1 sau mai multe persoane diagnosticate cu tumori maligne de colon inainte de varsta de 50 ani.

In 1999, criteriile Amsterdam I au fost revizuite pentru a include forme de cancer extracolonic si acestea sunt cunoscute sub numele de criteriile Amsterdam II.

Criteriile Amsterdam modificate (Amsterdam II)

-3 sau mai multi membri ai unei familii diagnosticati cu cancere asociate cu HNPCC (colorectale, endometriale, de intestin subtire, ureter sau pelvis renal, gastric, ovarian, tumori cerebrale – sindromul Turcot – si adenoame ale glandei sebacee sau keratoacantoame – sindromul Muir-Torre), dintre care unul este ruda de gradul I cu ceilalti doi;

-afectarea trebuie sa includa cel putin doua generatii;

-1 sau mai multe persoane diagnosticate cu tumori maligne de colon inainte de varsta 50 ani;

-polipoza adenomatoasa familiala trebuie exclusa^3;5;7.

Acuratetetea diagnosticului bazat pe criteriile clinice depinde de acuratetea datelor furnizate de anamneza familiala; verificarea buletinelor de rezultate histopatologice si a biletelor de externare din sectiile de chirurgie sunt esentiale pentru documentarea cazurilor. Au fost raportate o sensibilitate de 61% si o specificitate de 67% a criteriilor Amsterdam in ceea ce priveste identificarea unei mutatii MMR in genele MSH2 si MLH1.

Studii mai recente care au comparat riscul de cancer in familiile care intrunesc criteriile Amsterdam si ale caror tumori exprima instabilitate a microsatelitilor cu cel din familiie care intrunesc criteriile Amsterdam dar care nu prezinta MSI sugereaza faptul ca aceste criterii identifica mai degraba familiile cu o varietate de etiologii genetice si nu doar HNPCC. Astfel, criteriile bazate numai pe istoricul familial ar putea sa nu faca distinctia intre cazurile induse de mutatii MMR si cele rezultate ca urmare a unor gene predispozante neidentificate inca. Din acest motiv, includerea datelor de examen molecular (testarea MSI in tesut tumoral si identificarea mutatiilor MMR) este necesara pentru stabilirea unui diagnostic corect de HNPCC.

Ca strategie de diagnostic, se recomanda mai intai testarea MSI in tumori, dupa care in cazul unui rezultat pozitiv se va recurge la identificarea unei mutatii MMR la nivelul liniei germinative.

Criteriile Bethesda au fost dezvoltate (1997) pentru a identifica persoanele ale caror tumori sunt candidate la testarea MSI. S-a raportat ca aceste criterii au o sensibilitate de 94%, insa  specificitatea lor este redusa (25%); modificarea acestor criterii prin includerea pacientilor diagnosticati cu cancer de colon inainte de 50 ani poate creste specificitatea, conform studiilor efectuate.

Criteriile Bethesda revizuite (2004) sunt urmatoarele:

• Cancer colorectal diagnosticat la un pacient mai tanar de 50 ani;
• Prezenta cancerului colorectal sincron sau metacron sau alte tumori asociate cu HNPCC, indiferent de varsta;
• Cancerul colorectal cu o histologie MSI pozitiva diagnosticat la un pacient inainte de varsta de 60 ani;
• Cancer colorectal diagnosticat la una sau mai multe rude de gradul I afectate de tumori asociate cu HNPCC, avand un cancer diagnosticat inainte de varsta de 50 ani;

• Cancer colorectal diagnosticat la 2 sau mai multe rude de gradul unu sau doi, indiferent de varsta^3;5;7.

Cancerele de colon care se dezvolta in cadrul HNPCC difera de cele sporadice prin mai multe caracteristici: debutul este mai precoce (varsta medie fiind mai mica de 45 ani), localizarea predominanta la nivelul hemicolonului drept (60-70% din cazuri), risc crescut de dezvoltare a unor cancere de colon multiple sincrone (tumori primare diagnosticate in termen de 6 luni una fata de cealalta) sau metacrone (tumori primare care apar la mai mult de 6 luni diferenta), frecventa crescuta a unor cancere coloide, cu infiltrat abundent limfocitar, prognostic mai bun.

Un individ cu o mutatie HNPCC care nu sufera colectomie partiala sau totala, dupa prima formatiune tumorala diagnosticata ca maligna are un risc de aproximativ 30-40% de a dezvolta o tumora metacrona in termen de 10 ani si un risc de 50% la 15 ani. In populatia generala, riscul este de 3% in 10 ani si 5% la 15 de ani^3;7.

Femeile cu HNPCC au risc de 20-60% de a dezvolta cancer endometrial, varsta medie de diagnostic al bolii fiind intre 46-62 ani. La fel ca si in cazul cancerului de colon, supravietuirea femeilor cu tumori endometriale este buna. Dintre femeile cu HNPCC care dezvolta atat cancer de colon cat si cancer endometrial, aproximativ 50% sunt diagnosticate intai cu tumori endometriale.

In cadrul HNPCC, varsta medie de diagnosticare a cancerului gastric este de 56 ani, adenocarcinomul de tip intestinal fiind forma histopatologica cea mai frecvent raportata.

Pentru cancerul ovarian asociat cu HNPCC varsta medie de diagnostic este de 42.5 ani, aproximativ 30% din cazuri fiind confirmate inainte de varsta de 40 ani.

Tumorile tractului urinar asociate in mod specific cu HNPCC sunt carcinoamele de tranzitie ale ureterului si pelvisului renal.

Cel mai comun tip de afectiune maligna a sistemului nervos central este glioblastomul.

Cancerul mamar, laringian sau hematologic au fost de asemenea raportate in familiile cu HNPCC, dar nu au fost demonstrate asociatii clare intre aceste tipuri de tumori.

Sindromul Turcot este considerat o tulburare caracterizata clinic prin multiple adenoame colorectale si tumori cerebrale primare. In 1995, Hamilton et al au demonstrat ca aceasta asociere ar putea rezulta din cel putin doua tipuri distincte de mutatii: o mutatie in gena APC (care reprezinta doua treimi din cazuri si este responsabila pentru polipoza adenomatoasa familiala) si o mutatie in gena PMS2 sau MLH1 (care reprezinta o treime din cazuri). Meduloblastomul este mai frecvent asociat cu mutatii APC, in timp ce glioblastomul este asociat cu mutatiile genei MMR.

Sindromul Muir-Torre, o varianta a HNPCC, este determinat de o mutatie in genele MSH2 si MLH1. Reprezinta mai putin de 1% din toate cazurile de cancer colorectal ereditar si se caracterizeaza prin manifestari tipice de HNPCC asociate cu tumori ale glandelor sebacee (adenoame sebacee, epiteliome sebacee, carcinoame sebacee) si keratoacantoame.

Persoanele homozigote pentru mutatii in genele MLH1, MSH2, si PMS2 prezinta forme precoce de cancer de colon, aparute inainte de al doilea deceniu de viata si dezvolta de asemenea tumori hematologice sau cerebrale^3;7.

In general, testarea genetica ar trebui efectuata atunci cand criteriile clinice de cancer ereditar colorectal nonpolipozic au fost indeplinite. Este general acceptat faptul ca pacientii care indeplinesc criteriile Amsterdam sau criteriile Bethesda sunt candidati ideali pentru testarea moleculara. Cu toate acestea, 30% din potentialii purtatori ai anomaliilor genetice care indeplinesc criteriile Amsterdam nu sunt identificati cu mutatii.

Deoarece 95% dintre cancerele de colon dezvoltate in cadrul HNPCC prezinta instabilitatea microsatelitilor, testarea acestui fenotip trebuie efectuata inaintea testelor genetice pentru identificarea unor mutatii ale genelor MMR la toti pacientii care intrunesc criteriile clinice de diagnostic^3;7.

Daca istoricul clinic si familial nu poate identifica de la care parinte a fost mostenita mutatia in gena MMR, testarea moleculara ar trebui efectuata ambilor parinti.

Pentru testarea adultilor asimptomatici cu risc sunt disponibile in laboratorul nostru teste pentru identificarea mutatiilor la nivelul genelor MLH1, MSH2, MSH6 si PMS2. Astfel de teste nu sunt utile pentru estimarea varstei de debut, severitatii, tipului de simptome sau modalitatii de progresie a  bolii.

Testarea persoanelor asimptomatice cu risc se efectueaza doar la indivizii care au un membru al familiei afectat de o mutatie cauzatoare de boala si implica, de obicei, interviuri pre-test, in care sunt solicitate motivele testarii, sunt discutate cunostintele individuale ale pacientului despre forma cu debut precoce, posibilul impact al rezultatelor testelor pozitive sau negative. Cei care doresc testarea ar trebui sa fie consiliati cu privire la eventualele probleme pe care le pot intampina legate de sanatate, invaliditate, educatie, discriminare, interactiune sociala si familiala.

Testarea genetica pentru HNPCC nu este recomandata de rutina in cazul persoanelor cu risc inaintea varstei de 18 ani, decat in cazul in care varsta unui membru al familiei diagnosticat cu cancer a fost  mai mica de 28 ani. Deoarece exista indivizi cu HNPCC diagnosticati la varste foarte mici se recomanda ca screening-ul sa inceapa cu 10 ani inainte de cea mai frageda varsta de debut a cancerului in familia respectiva. Astfel, in unele familii screening-ul ar putea incepe inainte de varsta de 18 ani.

Diagnosticul prenatal la gravidele cu risc crescut pentru mutatii in genele MLH1, MSH2, MSH6 si PMS2 este posibil prin analiza ADN-ul extras din celule fetale obtinute prin amniocenteza, de obicei efectuata la aproximativ 15-18 saptamani de gestatie sau biopsia vilozitatilor coriale, la aproximativ 10-12 saptamani de gestatie. Mutatiile cauzatoare de boala trebuie sa fie identificate inainte de testarea prenatala la un membru afectat al familiei⁷.

Specimen recoltat – sange venos⁴.

Recipient de recoltare – vacutainer ce contine EDTA ca anticoagulant⁴.

Cantitate recoltata –  5 mL sange⁴.

Cauze de respingere a probei – folosirea heparinei ca anticoagulant; probe coagulate sau hemolizate⁴.

Stabilitate proba – 7 zile la 2-8ºC⁴.

Metoda – secventierea genelor MSH2⁴. 

Raportarea si interpretarea rezultatelor

Vor fi comunicate mutatiile depistate in genele MLH1, MSH2, MSH6 si PMS2 si genotipul respectiv⁴.

HNPCC este transmis autozomal dominant. Fiecare copil al unei persoane afectate de cancer colonic are un risc de 50% de a mosteni mutatia.

La majoritatea persoanelor o mutatie predispozanta la cancer colonic nonpolipozic ereditar este mostenita de la unul dintre parinti.

Datorita penetrantei crescute a mutatiilor cauzatoare de boala, persoanele asimptomatice purtatoare ale acestor mutatii vor fi incluse obligatoriu intr-un program de preventie primara sau de monitorizare periodica⁴.

Se recomanda ca persoanele din aceste familii sa beneficieze de screening pentru diverse variante de cancer. Astfel, colonoscopia trebuie inceputa la 20-25 ani si efectuata la fiecare 1-3 ani. Screening-ul pentru cancerul endometrial consta in analiza citologica a aspiratelor endometriale sau ultrasonografia transvaginala si trebuie inceput la 25-35 ani, cu repetare la fiecare 1-2 ani. Screening-ul pentru cancerele gastrice sau de tract urinar trebuie recomandat numai in familiile care au avut asemenea cazuri si consta in gastroscopie, ecografie si analize urinare efectuate la fiecare 1-2 ani incepand cu varsta de 30-35 ani. Optiunea colectomiei profilactice trebuie avuta in vedere atunci cand sunt identificate adenoame colonice sau la diagnosticul primului cancer de colon. De asemenea histero-salpingo-ooforectomia bilaterala poate fi efectuata profilactic, mai ales ca riscul de dezvoltare a cancerelor endometriale depaseste la aceste femei chiar pe cel al dezvoltarii cancerelor de colon⁷.

Bibliografie

1. Fay Kastrinos, and Sapna Syngal. Recently Identified Colon Cancer Predisposition: MYH and MSH6 Mutations. In Semin Oncol. 2007 October; 34(5): 418–424.

2. I. Rogoz, Suzana Rogoz, Amelia Dobrescu, F.Burada Rolul mutatiilor dinamice in patogeneza unor boli ereditare, In Craiova Medicala, vol 8, nr 1, 2006.

3. Juan Carlos Munoz, Louis R Lambiase, Hereditary Colorectal Cancer, www.emedicine.medscape.com, Ref Type: Internet Communication.

4. Laborator Synevo. Referintele specifice tehnologiei de lucru utilizate 2010. Ref Type: Catalog.

5. Quest Diagnostics. Colorectal Cancer. Laboratory Support of Diagnosis and Manangement. Clinical Focus. www.questdiagnostics.com. Reference Type: Internet Communication.

6. R. J. Mitchell, S. M. Farrington, M. G. Dunlop, and H. Campbell. Mismatch Repair Genes hMLH1 and hMSH2 and Colorectal Cancer: A HuGE Review. In Am J Epidemiol; 156:885–902, 2002.

7. Wendy Kohlmann, Stephen B Gruber, Hereditary Non-Polyposis Colon Cancer, Gene Reviews, 2006. www.ncbi.nlm.nih.gov. Reference Type: Internet Communication.