Caracterização molecular pareada dos tumores primário e metastático de carcinoma diferenciado de tireoide refratário ao iodo radioativo

Autor: Lima, Cristiane Jeyce Gomes
Přispěvatelé: Porto, Adriana Lofrano Alves, Castro, Luiz Claudio Gonçalves de
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UnB
Universidade de Brasília (UnB)
instacron:UNB
Popis: Tese (Doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, 2021. Introdução: O manejo do paciente com carcinoma diferenciado de tireoide (CDT) refratário ao iodo é um desafio clínico. Em caso de progressão da doença, desenvolvimento de resistência ao iodo radioativo e necessidade de terapia sistêmica, o conhecimento do perfil molecular do tumor e do tecido metastático pode ser de grande valia. Entretanto, ainda pouco se sabe e tem sido descrito sobre a análise combinada do perfil molecular pareado do tumor primário de tireoide e de suas metástases, o padrão de tendência dessas lesões compartilharem ou não as mesmas anormalidades genéticas e o impacto clínico desse conhecimento na condução do paciente. Desta forma, entende- se que o pareamento molecular de tumores primários e metastáticos do CDT pode fornecer subsídios para o melhor conhecimento da patogênese envolvida no processo de metastatização tumoral e, quando acessível e indicado, contribuir na decisão da terapia alvo-específica mais apropriada a cada caso. Objetivos: Esta pesquisa teve como objetivo analisar e correlacionar os dados clínicos, histológicos e moleculares dos tecidos tumorais de indivíduos com CDT refratário ao iodo radioativo, com foco na investigação e caracterização do perfil molecular pareado entre os tumores primários e suas lesões metastáticas. Foi também objeto deste estudo explorar o perfil de interação entre as proteínas codificadas pelos genes mutados descritos nos tecidos tumorais dos pacientes dessa coorte com proteínas fisiologicamente mais expressas na tireoide. Metodologia: Neste estudo construiu-se uma coorte de 12 indivíduos adultos com diagnóstico de CDT e metástases refratárias ao iodo radioativo, selecionados a partir de uma amostragem de conveniência e em seguimento no MedStar Washington Hospital Center ou no MedStar Georgetown University Hospital (Washington, DC – Estados Unidos). As informações clínicas e histopatológicas desse grupo foram obtidas dos prontuários eletrônicos. DNA e RNA foram extraídos do tumor primário e de sítios metastáticos. As análises moleculares foram realizadas a partir do sequenciamento de nova geração (NGS) utilizando-se um painel de 592 genes e da análise de fusões gênicas por sequenciamento de RNA. Mutaçōes do promotor do gene TERT (telomerase reverse transcriptase) foram investigadas por reação de polimerase em cadeia (PCR) digital microfluidica. Variantes gênicas menos conhecidas foram analisadas com o uso da ferramenta computacional PolyPhen-2 para predição do seu impacto funcional sobre as respectivas proteínas codificadas. O perfil de imunogenicidade dos tumores foi avaliado a partir da análise da expressão do PD-L1 (programmed cell death 1 ligand) por imunohistoquímica e do estudo de dois biomarcadores, o teste de instabilidade de microssatélites (MSI) e a carga de mutação tumoral (TMB). Análise de bioinformática através do banco de dados STRING (Search Tool for the Retrieval of Interacting Genes/Proteins) foi realizada com o objetivo de se investigar a existência de uma rede de associações funcionais e estruturais proteína-proteína que possam estar envolvidas na patogênese dos tumores da tireoide. Resultados: Dos 12 participantes do estudo, dez eram do sexo masculino. A média de idade do grupo ao diagnóstico de CDT foi de 6115,9 anos (variação, 25-82 anos). Nove indivíduos apresentaram CDT papilar (PTC); um, CDT folicular (FTC); e dois, CDT de célula Hürthle (CCH). A análise do panorama genético de todos os sítios emparelhados incluiu o estudo dos genes BRAF, NRAS, HRAS, TP53, ATM, MUTYH, POLE e NTRK, englobando as fusões nos genes BRAF e NTRK. BRAF V600E foi a mutação pontual mais frequente entre os espécimes emparelhados dos pacientes (7/12). Destes sete indivíduos, apenas um apresentou mutação de ponto BRAF não V600E (BRAF H542Y), não descrita previamente em CDT, além de mutação no NRAS (p.Q61R) em tecidos primário e metastático (ósseo). Este mesmo indivíduo, com tumor bastante agressivo e metástases em diferentes tecidos, foi o único da coorte em que se detectou mutação do promotor do TERT (p.C228T), no tecido metastático analisado. Uma fusão gênica ainda não descrita na literatura foi encontrada em um paciente, BRAF-CEP152. As anormalidades genéticas foram consistentes entre os sítios primário e metastático, com discordância molecular encontrada em três indivíduos para mutações pontuais. A baixa imunogenicidade do CDT desses pacientes foi evidenciada pelo perfil de estabilidade encontrado no teste de MSI, pela TMB classificada como baixa a intermediária e pela expressão PD-L1 ter permanecido positiva em apenas um paciente com CCH. Conclusão: A análise pareada das anormalidades moleculares encontradas nos genes driver dos tumores primários e sítios metastásticos dos indivíduos com CDT estudados mostrou que apesar das mutações tenderem a ser concordantes, identificou-se três indivíduos que apresentaram heterogeneidade molecular entre as lesões. O padrão de expressão da PD-L1, da TMB e do MSI encontrados neste estudo corroboram o conceito da baixa imunogenicidade do CDT, na maioria dos casos. Na exploração das associações entre as proteínas codificadas pelos genes mutados descritos nas lesões tumorais deste estudo com as proteínas fisiologicamente mais expressas na tireoide, observou-se forte associação da proteína BRAF com as proteínas HRAS, NRAS e NTRK1; e forte associação da proteína TP53 com as proteínas HRAS, NRAS, MUTYH e ATM. Encontrou-se também uma conexão em rede das proteínas BRAF, HRAS, NRAS, TP53, ATM com proteínas essenciais à fisiologia da tireoide, em especial com a proteína PAX8. Background: The management of individuals with metastatic radioiodine-refractory differentiated thyroid cancer (DTC) is a clinical challenge. In case of disease progression with development of radioactive iodine resistance and need of systemic therapy, exploring the paired genetic profile of primary tumor and its metastatic tissue may be a worthy tool. Moreover, to the moment little is known and has been reported about the paired molecular profile of the primary tumor and its metastases, their pattern and tendency of harboring the same genetic abnormalities, and the clinical impact of this knowledge on the patient’s management. So, the molecular pairing of DTC primary and metastatic lesions could subside means for a better comprehension of some steps of the pathogenesis mechanisms involved in tumor metastases and, when feasible and recommended, assisting in the decision of the most appropriate target-specific therapy for each case. Objectives: This research aimed to analyze and correlate clinical, histological and molecular data from tumor tissues of individuals with radioactive iodine-refractory DTC, focusing on the investigation and characterization of the paired molecular profile between primary tumors and their metastasis. It was also the object of this study to explore the association between the proteins coded by the mutated genes found in the tumor tissues from the individuals in this cohort with proteins which are physiologically more expressed in the thyroid gland. Methodology: In this study we designed a cohort of 12 adult individuals diagnosed with DTC and radioactive iodine-refractory metastasis, selected from a convenience sampling, and being followed at MedStar Washington Hospital Center or MedStar Georgetown University Hospital (Washington, DC - United States). Clinical and histopathological data of this group were obtained from the electronic medical records. DNA and RNA were extracted from the primary tumor and metastatic sites. Molecular analyses were performed by next-generation sequencing (NGS) using a panel of 592 genes and gene fusions were analyzed by RNA sequencing. Mutations of the TERT (telomerase reverse transcriptase) gene promoter were investigated by microfluidic digital polymerase chain reaction (PCR). Uncommon gene variants were analyzed using PolyPhen-2 software for predicting the functional impact on the respective proteins. Protein expression of PD-L1 (programmed cell death 1 ligand) in paired tumor samples was determined by immunohistochemistry. The biomarkers used for identification of the genomic signature of the tumors were microsatellite instability (MSI) test and tumor mutation burden (TMB). Bioinformatics analysis using the STRING (Search Tool for the Retrieval of Interacting Genes/Proteins) database was performed in order to investigate the existence of a functional and structural protein-protein associations network potentially related to the pathogenesis of thyroid tumors. Results: Out of the 12 participants, ten were male. The group mean age at diagnosis of DTC was 61 ± 15.9 years (range, 25-82 years). Nine individuals had papillary DTC (PTC); one, follicular DTC (FTC); and two, Hürthle cell DTC (HCC). The genetic landscape of all paired sites included BRAF, NRAS, HRAS, TP53, ATM, MUTYH, POLE and NTRK genes, including fusions in BRAF and NTRK genes. BRAF V600E was the most frequent point mutation among the paired specimens (7/12). Out of those seven individuals, only one harbored a BRAF non-V600E point mutation (BRAF H542Y), not previously described in DTC, and also a mutation in NRAS (p.Q61R) in primary and metastatic (bone) tissues. This same individual, who presented a very aggressive tumor and metastases in different tissues, was the only one in the cohort in whom a mutation in the TERT promoter (p.C228T) was detected in the analyzed metastatic tissue. A novel gene fusion was found in one patient, BRAF-CEP152. Genetic abnormalities were consistent between primary and metastatic sites, with molecular discordance found in three individuals for point mutations. The low immunogenicity of DTC from these patients was evidenced by the stability profile displayed by the MSI test, by the low to intermediate level of TMB, and by PD-L1 expression positivity observed in only one patient with HCC. Conclusion: Paired analysis of the molecular abnormalities found in the driver genes of the primary tumors and metastatic sites of individuals with CDT in this cohort showed that despite the mutations tended to be concordant, we identified three individuals who showed molecular heterogeneity between lesions. The patterns of PD-L1 expression, TMB and MSI testing displayed in this study corroborate the concept of low immunogenicity of DTC, in most of the cases. In the exploratory assessment of the associations between the proteins encoded by the mutated genes described in the tumor lesions of this study and the mainly physiologically expressed proteins in the thyroid gland, we observed a strong association between BRAF protein with HRAS, NRAS, and NTRK1 proteins; as well as a strong association between TP53 protein with HRAS, NRAS, MUTYH, and ATM proteins. A network connection of BRAF, HRAS, NRAS, TP53, ATM proteins with proteins which are essential for thyroid physiology, in particular with PAX8 protein, was also found.
Databáze: OpenAIRE
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