Badanie genetyczne na raka – jak wygląda?

U większości pacjentów onkologicznych rozpoznaje się nowotwory sporadyczne, czyli takie, które powstały na skutek spontanicznej lub indukowanej mutacji w komórkach somatycznych. Mutacje te nie zostały odziedziczone, a ich przyczyną może być działanie na organizm karcynogennych czynników środowiskowych. U około 10% pacjentów stwierdza się genetyczne predyspozycje do wystąpienia nowotworu. Oznacza to, że odziedziczyli oni od swoich przodków mutację zwiększającą ryzyko wystąpienia u nich nowotworu dziedzicznego, np. raka piersi, raka jajnika, raka prostaty, raka jelita grubego. W poniższym artykule opisujemy rolę badań genetycznych w nowotworach, wyjaśniamy, czy testy genetyczne mogą znaleźć zastosowanie w diagnostyce i profilaktyce pacjentów onkologicznych.

Czym są badania genetyczne na raka?

Badania genetyczne w chorobach nowotworowych można wykorzystać na wiele sposobów. Znalazły one zastosowanie w profilaktyce, aby wykryć pacjentów, u których występuje mutacja genowa zwiększająca ryzyko wystąpienia nowotworów dziedzicznych. Wykorzystywane są również w procesie diagnostyczno-terapeutycznym, aby scharakteryzować molekularnie typ nowotworu, monitorować przebieg leczenia i zakwalifikować pacjentów do terapii celowanych. W zależności od zastosowania badań molekularnych wykorzystuje się różne techniki badawcze oraz inny rodzaj materiału biologicznego.

Dzięki określeniu zmian genomowych występujących w części nowotworów możliwe było opracowanie wielu grup leków i terapii celowanych, w tym: leków blokujących szlaki sygnałowe dla komórek nowotworowych, leków hamujących działanie enzymów wpływających na wzrost i różnicowanie komórek nowotworowych oraz leków odpowiedzialnych za hamowanie nieprawidłowej ekspresji genów związanych z chorobą nowotworową. 

Jakie nowotwory można wykryć, wykonując badania genetyczne?

Należy pamiętać, że sam nowotwór nie jest przekazywany z pokolenia na pokolenie. Jednak zmiana genetyczna/mutacja, która go wywołała i może zwiększać ryzyko wystąpienia choroby nowotworowej u potomstwa, w wielu przypadkach już tak. Ważne, aby mieć świadomość, że odziedziczenie zmiany genetycznej predestynującej do wystąpienia nowotworu nie jest równoznaczne ze 100% pewnością wystąpienia raka u danej osoby. Oznacza to jedynie, że znacząco zwiększa się ryzyko wystąpienia nowotworu w trakcie życia takiego pacjenta. Należy wtedy wdrożyć odpowiednie działania profilaktyczne, które mają na celu zapobieganie rozwojowi raka albo wykrycie go we wczesnym stadium, co będzie dawało wysokie szanse na całkowite wyleczenie.

Dziedziczne predyspozycje do wystąpienia nowotworu dotyczą raka piersi, raka jajnika, raka jelita grubego, czerniaka, raka prostaty i raka nerek. Badania genetyczne w kierunku zwiększonego ryzyka wystąpienia nowotworu powinni wykonywać przede wszystkim pacjenci, u których w rodzinie stwierdzono zwiększoną zapadalność na nowotwory w młodym wieku (przed 35 r.ż.) lub zaobserwowano zwiększone zachorowanie na jeden rodzaj nowotworu u krewnych.

W wielu laboratoriach wykonuje się tzw. panele genowe. Polegają one na sekwencjonowaniu kilku genów, aby zidentyfikować mutacje charakterystyczne dla danego typu nowotworu.

Rodzaje badań i testów

Obecnie można wykonać badania predyspozycji do wystąpienia dziedzicznego raka piersi i raka jajnika, związanych z mutacjami w genach BRCA1, BRCA2, PALB2, CHEK2, NBN. Mutacje w obrębie genów BRCA1 i/lub BRCA2 mogą zostać odziedziczone od obojga rodziców. Kobiety, u których wykryto mutacje w genie BRCA1 mają około:

• 50-80% ryzyka wystąpienia raka piersi i 45% ryzyka wystąpienia raka jajnika przed ukończeniem 85 lat;
• 31-56% ryzyka raka piersi.

W przypadku wykrycia mutacji BRCA2 występuje ryzyko rozwoju raka jajnika na poziomie 11-27%.

Mężczyznom z obciążonym wywiadem rodzinnym w kierunku raka prostaty, zaleca się wykonanie testów stwierdzających obecność mutacji genów BRCA1, BRCA2, NBS1, HOXB13 i CHEK2. U pacjentów z mutacją w genie BRCA1 ryzyko zachorowania na raka prostaty może zwiększyć się nawet trzykrotnie.

Dziedziczny rak jelita grubego, stanowi ponad 80% przypadków wszystkich zachorowań. Spowodowany jest mutacjami germinalnymi w genach odpowiedzialnych za naprawę DNA. Pojawienie się opisanych zmian w materiale genetycznym zwiększa ryzyko wystąpienia raka jelita grubego przed 70. rokiem życia do 80%.

Obecnie coraz większe zainteresowanie wzbudza medycyna personalizowana i profilowanie molekularne nowotworów. Niestety nie jest ono wprowadzane do rutynowej diagnostyki pacjentów ze względu na wysokie koszty finansowe tych badań. Precyzyjne molekularne badania pacjentów onkologicznych są nowatorskim podejściem do diagnostyki i leczenia. Pozwalają na dopasowanie spersonalizowanej, indywidualnej terapii, a nie zastosowanie podejścia, że jeden lek stosowany jest u wszystkich pacjentów z danym typem nowotworu. Celem medycyny personalizowanej jest wskazanie skutecznej terapii celowanej. Może się okazać, że dwóch pacjentów z rakiem jelita grubego ma inne mutacje genetyczne i wymagane jest zastosowanie odmiennego leczenia, mimo że jest to ten sam rodzaj nowotworu. 

Jak wygląda badanie genetyczne na raka?

Aby ocenić, czy u danego pacjenta występuje mutacja genetyczna zwiększająca predyspozycje do wystąpienia danego typu nowotworu, materiałem biologicznym niezbędnym do badania jest próbka krwi żylnej, z której izolowane jest DNA pacjenta. Natomiast aby scharakteryzować molekularnie guz nowotworowy, wykorzystuje się najczęściej materiał pobrany w trakcie biopsji lub zabiegu operacyjnego. Wykonując badania genetyczne, wykorzystuje się różne techniki, takie jak:

• Sekwencjonowanie nowej generacji (NGS) – metoda ta umożliwia kompleksową, pełną diagnostykę genetyczną. Możliwe jest jednoczesne wykrywanie dużej ilości markerów molekularnych lub zmian genetycznych. Oznaczane są nawet małe delecje lub insercje i zmiany punktowe. Za pomocą techniki NGS możliwa jest również ocena niestabilności mikrosatelitarnej, deficytu rekombinacji homologicznej czy ocena ładunku mutacyjnego guza. W przypadku oceny zmian somatycznych lub germinalnych metodą sekwencjonowania nowej generacji najczęściej wykonuje się tzw. oznaczenie panelowe. Ocenia się określoną pulę genów, która ma naukowo udokumentowany wpływ na patogenezę i rozwój danego typu nowotworu.
• Sekwencjonowanie bezpośrednie metodą Sangera – metoda ta pozwala na ocenę wybranych fragmentów DNA, gdzie podejrzewa się występowanie mutacji lub wariantów patogennych. Bardzo często sekwencjonowanie metodą Sangera wykorzystuje się, aby zweryfikować otrzymane wyniki za pomocą metod wielkoskalowych takich jak NGS.
• Fluorescencyjna hybrydyzacja in situ (FISH) – metoda ta jest wykorzystywana podczas wykrywania rearanżacji genowych – amplifikacji lub fuzji genowych.
• Reakcja łańcuchowa polimerazy w czasie rzeczywistym (PCR) – metoda ta służy do identyfikacji znanych wariantów genetycznych. Charakteryzuje się wysoką czułością.
• Odmiana reakcji łańcuchowej polimerazy oparta na wielokrotnej ligacji (MLPA) – metodę tą wykorzystuje się, aby ocenić duże rearanżacje genowe, głównie delecje i duplikacje. Znalazła ona zastosowanie przede wszystkim do oceny zmian germinalnych i weryfikacji wyników uzyskanych metodą technik wielkoskalowych, np. NGS.

W molekularnej diagnostyce onkologicznej w zależności od rodzaju zmiany genomowej, którą należy wykryć, znalazły zastosowanie również inne techniki badawcze. Są to: pirosekwencjonowanie, aCGH, ddPCR oraz SNP, czyli ocena polimorfizmów pojedynczych nukleotydów.