Carga Mutacional Tumoral e Instabilidade de Microssatélites

A carga mutacional tumoral e a instabilidade de microssatélites são medidas genômicas que resumem o quão mutado um tumor é, em vez de focar em um único gene. A carga mutacional tumoral contabiliza mutações somáticas em todo o genoma analisado, enquanto a instabilidade de microssatélites reflete uma falha específica no reparo de incompatibilidade do DNA que produz um padrão distintivo de alterações de comprimento em sequências repetitivas; ambas são usadas para estratificar tumores por seus processos mutacionais subjacentes.

Definition

A carga mutacional tumoral é o número de mutações somáticas por unidade de genoma analisado (comumente expressa por megabase); a instabilidade de microssatélites é o acúmulo de inserções e deleções em sequências de repetições em tandem curtas (microssatélites) causadas por reparo de incompatibilidade do DNA deficiente, produzindo um fenótipo tumoral hipermutado mensurável, frequentemente instável em microssatélites.

Scope

Esta entrada aborda o que são a carga mutacional tumoral e a instabilidade de microssatélites, a biologia do reparo do DNA por trás de um fenótipo hipermutado, como cada uma é medida e como elas se relacionam. É uma referência metodológica e conceitual dentro do perfil molecular de tumores e não fornece recomendações de testes ou tratamento.

Core questions

• Como a carga mutacional tumoral e a instabilidade de microssatélites são definidas e medidas?
• Como o reparo de incompatibilidade deficiente produz instabilidade de microssatélites e uma alta carga mutacional?
• Como essas medidas genômicas se relacionam entre si e com alterações genéticas específicas?
• Que fatores analíticos afetam a confiabilidade e a comparabilidade dessas medidas entre os ensaios?

Key concepts

• Carga mutacional tumoral (mutações por megabase)
• Instabilidade de microssatélites
• Deficiência de reparo de incompatibilidade do DNA
• Fenótipo hipermutado
• Microssatélites e tratos de repetição
• Biomarcadores genômicos versus de gene único
• Detecção baseada em PCR, imuno-histoquímica e sequenciamento
• Processos e assinaturas mutacionais

Mechanisms

O sistema de reparo de incompatibilidade do DNA corrige erros de pareamento de bases que surgem durante a replicação, e é especialmente importante em microssatélites, onde o deslizamento prontamente introduz inserções e deleções. Quando o reparo de incompatibilidade é deficiente – por mutação genética ou silenciamento epigenético – esses erros não são corrigidos, os tratos de repetição mudam de comprimento e a instabilidade de microssatélites resulta; a mesma deficiência permite que as mutações se acumulem em todo o genoma, produzindo uma alta carga mutacional tumoral. A instabilidade de microssatélites é, portanto, uma causa molecular de uma alta carga mutacional, embora uma alta carga também possa surgir de outros processos, como exposição a carcinógenos ou defeitos na revisão. A instabilidade de microssatélites é avaliada por PCR de loci marcadores, por imuno-histoquímica para proteínas de reparo de incompatibilidade, ou a partir de dados de sequenciamento, enquanto a carga mutacional tumoral é derivada pela contagem de mutações somáticas em um painel, exoma ou genoma, com resultados sensíveis à região analisada e às regras de contagem utilizadas.

Clinical relevance

Essas medidas genômicas são usadas para estratificar tumores por seus processos mutacionais e têm sido estudadas como biomarcadores agnósticos ao tecido no contexto da terapia de checkpoint imune. Esta entrada explica a biologia subjacente, a medição e as evidências; ela caracteriza como esses marcadores são definidos e estudados e não é uma base para decisões diagnósticas ou de tratamento para qualquer indivíduo.

Epidemiology

O sequenciamento de séries tumorais muito grandes mostra que a carga mutacional tumoral abrange várias ordens de magnitude entre e dentro dos tipos de câncer, com as maiores cargas em cânceres ligados à exposição a mutágenos ou defeitos de reparo. Tumores instáveis em microssatélites formam uma minoria reconhecível em vários tipos de câncer e são caracteristicamente hipermutados, e as duas medidas são correlacionadas, mas não intercambiáveis.

History

A instabilidade de microssatélites foi caracterizada na década de 1990 no contexto do câncer colorretal hereditário não poliposo e do reparo de incompatibilidade deficiente, e painéis de marcadores de consenso e recomendações de testes foram subsequentemente estabelecidos. O sequenciamento em larga escala na década de 2010 definiu o panorama genômico da carga mutacional tumoral em diversos cânceres, e estudos de terapia de checkpoint imune chamaram a atenção para a deficiência de reparo de incompatibilidade e a alta carga mutacional como características moleculares transversais aos tumores, consolidando ambas como elementos de estratificação tumoral.

Debates

Como a carga mutacional tumoral deve ser medida e os limiares definidos?

As estimativas da carga mutacional dependem da região genômica analisada, do ensaio e das regras de contagem de variantes, portanto os valores não são diretamente comparáveis entre plataformas, e a escolha dos limiares para definir um tumor de alta carga permanece um problema ativo de harmonização.

Key figures

• Dung Le
• C. Richard Boland

Seminal works

• chalmers-2017
• le-2015
• umar-2004

Frequently asked questions

A carga mutacional tumoral e a instabilidade de microssatélites são a mesma coisa?

Não. A instabilidade de microssatélites é uma assinatura específica de reparo de incompatibilidade do DNA deficiente observada em sequências repetitivas, enquanto a carga mutacional tumoral é uma contagem de mutações somáticas em todo o genoma; a deficiência de reparo de incompatibilidade aumenta a carga mutacional, mas uma alta carga também pode surgir de outras causas, portanto as duas estão relacionadas, mas são distintas.

Por que os valores da carga mutacional tumoral podem diferir entre laboratórios?

Como a medida depende de qual parte do genoma é sequenciada, da profundidade e qualidade do ensaio e das regras usadas para contar as mutações, os resultados de diferentes plataformas não são diretamente comparáveis, razão pela qual a harmonização e a padronização de limiares são ativamente discutidas.