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Profili di espressione genica nel carcinoma della mammella
Ultima Revisione:
Ultima Modifica:
25.05.2018.

Panoramica

Cos’è l’espressione genica?

L’espressione genica è il trasferimento delle informazioni genetiche dai geni alle proteine, con la conseguente acquisizione da parte di cellule e tessuti delle loro specifiche caratteristiche. I geni sono le unità fondamentali del DNA e racchiudono tutte le informazioni necessarie alla produzione delle proteine. I geni sono costituiti da nucleotidi, degli zuccheri ai quali sono legati gruppi fosfato e una di quattro differenti basi azotate chiamate adenina, guanina, citosina o timina. La sequenza delle basi in ciascun gene è usata per produrre l’RNA che, a sua volta, è lo “stampo” per la produzione delle proteine. L’espressione genica è quindi il processo tramite il quale le informazioni contenute nel DNA vengono trasferite alle proteine tramite l’RNA. I test di espressione genica valutano le caratteristiche dell’RNA presente in campioni di tessuto dei pazienti.

Cos’è un test multiparametrico?

La maggior parte dei test di laboratorio valutano un analita per volta; un test multiparametrico (o multiplex) è un test che valuta molti analiti nello stesso momento. I risultati non vengono quindi interpretati singolarmente ma in relazione gli uni con gli altri. Lo sviluppo di nuove tecnologie, come il microarray, ha permesso la diffusione di questo tipo di test.

Cos’è un test multiparametrico di espressione genica nel carcinoma della mammella?

Questo tipo di esame valuta il prodotto (RNA) di un gruppo di geni espressi in cellule appartenenti al tessuto tumorale al fine di valutare la prognosi e la possibilità di ricaduta e diffusione (metastasi) del cancro, così come l’approccio terapeutico. Questi sono test relativamente nuovi, ma il loro utilizzo si sta diffondendo. Ultimamente sono sempre più utilizzati allo scopo di fornire una terapia personalizzata sulla base delle caratteristiche di un paziente e/o del tumore.

Il tumore consiste in una crescita incontrollata di cellule anormali; questa crescita incontrollata può essere dovuta a molteplici fattori, tra i quali il malfunzionamento di proteine normalmente deputate al controllo della crescita. Le mutazioni acquisite sui frammenti di DNA che codificano per quelle proteine, ne determinano il malfunzionamento. Infatti, come detto precedentemente, i geni che compongono il DNA, controllano la produzione dell’RNA. L’RNA controlla a sua volta la produzione di proteine. L’espressione genica promuove e regola la produzione dell’RNA e quindi delle proteine. Molte proteine sono enzimi, deputati alla progressione della reazione. Le reazioni che avvengono nell’organismo normalmente procedono in fasi, nelle quali sono presenti enzimi chiave. Le mutazioni geniche possono portare a cambiamenti in queste fasi, negli enzimi e nei percorsi, in maniera caratteristica. Talvolta le mutazioni portano all’eccesso o al malfunzionamento di proteine che regolano la crescita delle cellule, con la conseguente crescita inarrestabile delle stesse.

Le mutazioni genetiche e l’espressione di queste mutazioni, possono portare alla crescita e divisione incontrollata delle cellule che, alla fine, possono diventare cellule cancerose. Esse possono invadere gli altri tessuti e non morire come le altre cellule. Le cellule cancerose e i tumori sono geneticamente diversi rispetto alle cellule ed ai tessuti normali che li circondano.

Esistono differenti tipi di cancro alla mammella, con differenti alterazioni genetiche che sono distinguibili dai tessuti normali. I geni mutati in un tumore, e l’espressione di questi geni, influenza la capacità del tumore di crescere, di metastatizzare e di muoversi in tutto l’organismo, influenza sua dipendenza o meno da ormoni come l’estrogeno o il progesterone, determina l’over-espressione di alcuni geni come HER2, e il tipo di risposta terapeutica.

Attraverso l’espressione genica, i geni del cancro alla mammella regolano il ritmo e la quantità della produzione di specifiche molecole di RNA e quindi di specifiche proteine. Un profilo di espressione genica include sia l’aumento che la diminuzione dell’espressione dei geni (up-regolazione e down-regolazione) che sono responsabili della produzione di RNA e proteine. Piuttosto che valutare l’espressione di un singolo gene, i test multiparametrici valutano allo stesso tempo l’espressione di molteplici geni tumorali. Queste informazioni vengono anche utilizzate per predire l’aspetto del tumore e la sua capacità di rispondere al trattamento.

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Approfondimenti
  • Perché questi test sono importanti?

    Fatta eccezione per il cancro della pelle, il cancro alla mammella (carcinoma mammario) è il cancro più frequentemente diagnosticato alle donne americane e la seconda causa di morte per cancro. Secondo l’American Cancer Society ogni anno vengono diagnosticati 230.480 nuovi casi di cancro alla mammella maligno e 57.650 in situ (ad esempio il carcinoma duttale in situ; DCIS) e i morti per il cancro alla mammella sono 39.520 per le donne e 450 uomini.

    La chiave di un trattamento efficace del carcinoma mammario consiste nella la diagnosi precoce e in un trattamento mirato. L’obbiettivo è quello di fornire un trattamento mirato per il paziente e per il tipo di cancro. Per esempio, alcune forme di carcinoma mammario sono maggiormente aggressive, alcune esprimono recettori per estrogeni e progesterone che promuovono la crescita del tumore in presenza di questi ormoni, alcuni over-esprimono HER/2neu (ERBB2), alcuni sono maggiormente sensibili alla chemioterapia mentre altri mostrano una resistenza. In base alle caratteristiche del tumore i trattamenti prevedono normalmente una combinazione di chirurgia, radioterapia, chemioterapia, terapia ormonale e/o altre terapie mirate.

    Le scelte terapeutiche dipendono da molteplici fattori. Le linee guida del National Cancer Comprehensive Network forniscono le risorse e i parametri necessari per la valutazione del rischio di ricaduta e/o morte così come i benefici di alcuni trattamenti in pazienti con carcinoma mammario. I parametri tradizionali usati a questo scopo comprendono:

    • L’età del paziente e il suo stato di salute
    • La massa tumorale
    • La presenza o assenza di recettori per estrogeni e progesterone (stato ormonale)
    • La presenza dell’espressione o dell’amplificazione di HER-2/neu
    • La stadiazione del cancro (se è localizzato, diffuso ai tessuti circostanti o diffuso ad altri organi)
    • Se le cellule cancerose sono presenti nei linfonodi vicini alla sede del tumore
       

    Per esempio, sulla base di questi parametri, i pazienti con carcinoma piccolo e localizzato, senza coinvolgimento dei linfonodi, possono o non possono essere trattati con specifiche terapie adiuvanti, come la chemioterapia e/o il tamoxifene (per i carcinomi sensibili agli ormoni), per abbassare il rischio che alcune cellule tumorali possano resistere alla terapia e sviluppare nuovamente il tumore in un secondo tempo. Alcuni pazienti con basso rischio di ricaduta e buona prognosi possono non avere necessità di terapie adiuvanti. Questi pazienti possono quindi rinunciare a questo tipo di terapia e evitare gli effetti collaterali associati. Inoltre, alcuni pazienti possono avere benefici dalle terapie adiuvanti e altri no.

    I test per il profilo di espressione genica sono usati in primo luogo per valutare in ciascun paziente il decorso della malattia e il rischio di ricaduta; inoltre possono fornire informazioni utili a chiarire quali pazienti possano avere benefici dalle chemioterapie adiuvanti. L’uso dei profili di espressione genica ha determinato lo sviluppo di una nuova classificazione del carcinoma mammario. Per esempio, può essere classificato in base alla capacità o meno di rispondere a certi ormoni, come gli estrogeni, o in base all’amplificazione del gene HER2/neu. Queste categorie possono essere utili fattori prognostici. I carcinomi mammari che esprimono i recettori per gli estrogeni possono essere trattati tramite terapia ormonale; questo ha migliorato in modo significativo la prognosi. In maniera analoga, i carcinomi positivi per HER2/neu rispondono alle terapie con Herceptina®. Un clinico può quindi decidere caso per caso se effettuare una analisi del profilo di espressione genica e, basandosi sui risultati (e su altri fattori) decidere se offrire o meno determinati trattamenti.

  • Esami

    Nonostante i test per il profilo di espressione genica siano relativamente nuovi, il loro utilizzo nel carcinoma mammario è in aumento. Per effettuare questo tipo di analisi è necessario una minima quantità di tessuto tumorale che deve essere processato in maniera specifica. Molti di questi test possono essere effettuati su tessuti “archiviati” ossia prelevati chirurgicamente e opportunamente conservati per un periodo di tempo variabile. Molti di questi devono essere utilizzati in quei casi in cui il tumore non si sia ancora diffuso ai linfonodi e alcuni di essi sono specifici per alcuni sottogruppi di pazienti. Possono essere inoltre un supporto alla classificazione dei pazienti a maggiore o minor rischio di ricaduta.

    • MammaPrint® Test 
      • Valuta il profilo di espressione di 70 geni
      • Approvato dall’FDA (Food and Drug Administration U.S.) nel 2007; marchio CE nel 2005
      • Utilizzato nei pazienti con nuove diagnosi di carcinoma mammario allo stadio I e II con una massa tumorale uguale o inferiore ai 5 cm e senza coinvolgimento dei linfonodi
      • Effettuato su tessuto fresco, opportunamente conservato o congelato
      • Permette di classificare le donne in alto o basso rischio di ricaduta entro i 10 anni ma non fornisce indicazioni prognostiche riguardanti l’utilizzo di chemioterapie adiuvanti
      • Prodotto negli USA  e Olanda
         
    • Oncotype DX® 
      • Valuta il profilo di espressione di 21 geni
      • Utilizzato per pazienti con nuove diagnosi di carcinoma mammario allo stadio I e II positivo per i recettori degli estrogeni e senza coinvolgimento dei linfonodi
      • Effettuato su tessuto opportunamente conservato
      • Usato per valutare il rischio di ricaduta in pazienti trattati con tamoxifene e per valutare gli eventuali benefici di altri regimi chemioterapici (ad esempio CMF, methotrexate/5-fluorouraci/leucovorin)
      • Incluso nelle linee guida dell’American Society of Clinical Oncology (ASCO), del National Comprehensive Cancer Network (NCCN) e del National Breast Cancer Coalition (NBCC)
      • Disponibile commercialmente da un solo laboratorio
         

    Sono stati sviluppati molti altri sistemi di valutazione dei profili di espressione genica di questi tumori. ASCO, NCCN, e le altre organizzazioni professionali sostengono che il test MammaPrint® e altri, come quello firmato Rotterdam e il Breast Cancer Gene Expression Ratio (noto anche come Theros H/ISM), siano promettenti ma che nessuno sia stato attualmente validato sufficientemente, tanto da giustificare l'inserimento nei protocolli standard per la gestione dei pazienti con il cancro al seno.

    Sono attualmente in corso delle sperimentazioni cliniche riguardanti l’utilizzo di questi test:

    • TAILORx (Trial Assigning Individualized Options for Treatment): è uno studio di comparazione delle terapie adiuvanti ormonali con le chemioterapie adiuvanti in donne con un rischio di ricaduta intermedio valutato tramite il test Oncotype DX.
    • RxPONDER (Rx for Positive Node, Endocrine Responsive Breast Cancer): è uno studio con lo scopo di confermare che i carcinomi mammari positivi per ER e con interessamento dei linfonodi possono essere efficacemente trattati tramite terapia ormonale con o senza l’utilizzo di chemioterapie adiuvanti, sulla base della classificazione del rischio ottenuta con Oncotype DX.
    • MINDACT (Microarray In Node-Negative Disease may Avoid Chemotherapy): questo studio confronta l’utilizzo del MammaPrint con la classificazione tramite i criteri tradizionali (clinici e patologici) per l’assegnazione dei trattamenti chemioterapici ai pazienti.
       

    Tutti questi studi clinici e gli studi clinici futuri permetteranno di delineare l’effettiva utilità di questi test come supporto alle scelte terapeutiche relative a questo tipo di tumore. Prima che i risultati siano definitivi serviranno sicuramente un certo numero di anni; nel frattempo il clinico potrà decidere se avvalersi o meno di questi test molecolari per monitorare  ed effettuare scelte terapeutiche mirate in questo tipo di pazienti. Per maggiori informazioni si consiglia di rivolgersi al proprio medico che saprà consigliare il test più adatto alla specifica situazione.

    Per maggiori dettagli su questi e altri test simili, si rimanda ai seguenti siti internet:

  • Cosa è necessario fare nel caso in cui un certo tipo di carcinoma mammario non rispetti i criteri per poter effettuare un test di profilo di espressione genica?

    In questo caso non è necessario effettuare alcun test in particolare. Probabilmente degli studi futuri potranno supportare l’utilità dell’uso di questi test anche in altre sotto-popolazioni, ma gli attuali criteri di selezione sono determinati dalle attuali conoscenze in merito. Per ciascun test multiparametrico sono delineate precise linee guida con i criteri di ammissione.

  • Può essere necessario effettuare più test multiparametrici per il profilo di espressione genica?

    Normalmente non è necessario. Anche se i test attualmente disponibili valutano diverse combinazioni di geni, sono tutti volti alla stratificazione dei carcinomi mammari sulla base del rischio di ricaduta e sulla valutazione della risposta terapeutica.

  • l test di espressione genica può essere effettuato su un campione di sangue?

    Le analisi del sangue possono fornire altre indicazioni riguardanti il cancro alla mammella ma non possono fornire informazioni riguardanti i profili di espressione genica. Ciò che viene valutato riguarda il tumore, quindi è necessario utilizzare un prelievo di tessuto tumorale o le cellule tumorali. I test effettuati sul sangue sono utili nel caso in cui si vogliano ricercare geni coinvolti con l’ereditarietà del carcinoma mammario (ad esempio BRCA1, BRCA2). I test riguardanti il profilo di espressione genica identificano i cambiamenti dei geni presenti solo nel tumore mentre i test effettuati sul sangue e le sue cellule possono identificare modificazioni geniche ereditarie che sono quindi presenti in tutte le cellule dell’organismo.

Fonti

Fonti utilizzate nella revisione corrente

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Gregory J. Tsongalis, Ph.D., HCLD, FACB. Director, Molecular Pathology, Co-Director, Pharmacogenomics Program, Associate Professor of Pathology, Dartmouth Medical School, Dartmouth Hitchcock Medical Center, Lebanon, NH.