Что такое дефекты гомологичной рекомбинации ДНК и какова их роль в развитии рака.
Генетический дефект под названием нарушение гомологичной рекомбинации (homologous recombination deficiency - HRD) является одной из известных причин канцерогенеза.
Что такое гомологичная рекомбинация, и почему ее нарушение может вызвать рак?
ДНК подвержена постоянным повреждениям ввиду действия как внутренних, так и внешних факторов. Гомологичная рекомбинация (гомологичная рекомбинантная репарация, homologous recombination repair - HRR) - механизм восстановления ДНК, в ходе которого происходит обмен поврежденного участка ДНК одной хромосомы на соответствующий участок сестринской хромосомы, после чего происходит достраивание недостающих участков ДНК на обеих хромосомах, таким образом структура цепи ДНК полностью восстанавливается. Клетки с нарушением гомологичной рекомбинации характеризуются высоким уровнем геномной и хромосомной нестабильности, то есть мутагенности, и могут трансформироваться в злокачественные.
Соматические (случайные, приобретенные) и герминальные (унаследованные, врожденные) мутации в генах BRCA1 и BRCA2 являются самыми частыми причинами развития нарушения гомологичной репарации. Однако, весь процесс репарации представляет из себя многоступенчатый каскад реакций, в котором взаимодействует целый ряд генов и белков. Помимо мутаций генов BRCA к потере функции репарации могут привести мутации в генах ATM, PALB2, RAD51, BARD1, BRIP1, CHEK1, CHEK2, FANCL, BARD1, CDK12, RAD51B, RAD51C, RAD51D, RAD54L и т.д., а также эпигенетические нарушения (негеномные, внешние).
Дефекты гомологичной рекомбинации часто являются пусковым моментом в развитии таких заболеваний как рак молочной железы, рак яичников, рак эндометрия, рак предстательной железы, рак поджелудочной железы, рак желудка.
Зачем нужна оценка HRD-статуса и определение мутаций в генах HRR?
Наличия дефектов гомологичной репарации подразумевает высокую чувствительность к PARP-ингибиторам (олапариб, талазопариб, рукапариб и др.) и препаратам платины (цисплатин, карбоплатин); может определять тактику лечения (в т.ч. и хирургическую при РМЖ). Также обнаружение герминальных мутаций является основанием для консультирования онкологом или медицинским генетиком в отношении рисков развития заболеваний у родственников пациента.
Тестирование на мутации в генах HRR.
Варианты тестирования:
- анализ мутаций BRCA1,2 методом ПЦР (полимеразная цепная реакция) - исследуются самые частые 6-8 вариантов мутаций в венозной крови или опухолевом блоке;
- анализ мутаций BRCA1,2 методом NGS (Next Generation Sequeсing – секвенирование нового поколения) с (ведется поиск большего количества мутаций, в том числе и редких вариантов) в венозной крови или опухолевом блоке;
- анализ большой панели мутаций в генах HRR (мультигенная панель) методом NGS в венозной крови или опухолевом блоке (BRCA, ATM, PALB2, BRIP1, CHEK1, CHEK2, FANCL, RAD50, RAD51, RAD51C, BAP1, BARD1, BLM и др.) в зависимости от локализации заболевания.
Анализы крови позволяют выявить герминальные мутации, исследования опухолевого блока выявляют соматические мутации.
Вид исследования и материал для него определяет врач-онколог или врач-генетик.
Кому нужно проводить тестирование.
- Рак молочной железы (РМЖ).
Тестирование проводится как при раннем (операбельном) раке, так и при метастатической форме заболевания. Самая частая мутация - в генах BRCA по разным данным встречается в 6-15% случаев. Сценариев, при которых требуется тестирование при РМЖ множество; вид анализа (только BRCA или мультигенная панель), метод и материал определяет врач-онколог.
Тестирование целесообразно:
- при наличии у близких родственников в возрасте младше 50 лет РМЖ, рака яичников, рака поджелудочной железы, рака предстательной железы, РМЖ у мужчины;
- при наличии у близких родственников герминальных мутаций BRCA 1/2;
- при установке диагноза в возрасте младше 50 лет;
- при тройном негативном фенотипе;
- при наличии двустороннего РМЖ в любом возрасте;
- при наличии синхронного РМЖ и рака яичников или поджелудочной железы в любом возрасте;
- при РМЖ у мужчин в любом возрасте;
- у пациентов-ашкеназских евреев;
- при дольковом раке и при наличии диффузного рака желудка у близких родственников;
- Рак предстательной железы.
Частота встречаемости нарушений в генах HRR при раке предстательной железы составляет по разным данным 11,8-27,9% (самый частый вариант - мутация в гене BRCA2 - 5.3%). Оптимальный вид тестирования: исследование панели генов в опухолевом блоке методом NGS (BRCA1, BRCA2, ATM, BRIP1, BARD1, CDK12, CHEK1, CHEK2, FANCL, PALB2, PPP2R2A, RAD51B, RAD51C, RAD51D и RAD54L; либо определяются только мутации BRCA 1/2 (NGS, либо ПЦР) в опухолевом блоке .
Тестирование целесообразно:
- при метастатическом раке (всем пациентам)
- при установке диагноза в возрасте младше 55 лет;
- при наличии близких родственников с онкологическими заболеваниями предстательной железы, молочной железы, яичников, поджелудочной железы, ЖКТ;
- при наличии внутрипротоковой и крибриформной карциномы;
- при наличии близких родственников-носителей BRCA1/2;
- у пациентов-ашкеназских евреев (на любой стадии);
- Рак поджелудочной железы.
Исследование проводится при метастатическом раке. Клиническую значимость для определения стратегии лекарственного лечения в особенности имеют мутации в генах BRCA и PALB2 (вcтречаются в около 10% случаев). Чаще исследуется венозная кровь методом NGS.
Тестирование целесообразно:
- при установке диагноза в возрасте младше 55 лет;
- при наличии близких родственников с онкологическими заболеваниями предстательной железы, молочной железы, яичников, поджелудочной железы, ЖКТ;
- при наличии близких родственников-носителей BRCA1/2
Тестирование на HRD при раке яичников.
Тест на HRD показан пациенткам с диагнозом рак яичников III и IV cт (низкодифференцированная серозная карцинома). Почти половина случаев серозных карцином яичника связаны с нарушением гомологичной рекомбинации, при этом от 14 до 22 % (по разным данным) обусловлены мутацией в генах BRCA. Исследуется блок с опухолевым материалом.
Под исследованием HRD-статуса можно подразумевается поиск признаков так называемой генетической нестабильности, к которым относятся:
- потеря гетерозиготности (Lost of heterozygodity - LoH)
- аллельный дисбаланс (Telomeric Allelic Imbalance - TAI)
- крупные геномные перестановки (Large-Scale State Transitions - LST)
Кроме этого в ходе тестирования определяются мутации BRCA 1,2 (при их наличии HRD-статус считается положительным). В настоящее время в РФ тесты на HRD для пациенток недоступны. За рубежом используются тесты The FoundationOne assay и Myriad myChoice CDx.
В РФ пациенткам с III и IVстадией серозной карциномы яичников рутинно проводятся исследования на мутации BRCA 1,2 методом ПЦР, либо NGS в венозной крови или блоке с опухолевым материалом. Для определения полного спектра мутаций BRCA оптимально проанализировать и кровь, и опухолевый блок методом NGS.