Sarcomas e as fusões

Os sarcomas são tumores que se originam de tecidos de origem mesenquimal, como os ossos, músculos, gordura e tecidos fibrosos e são considerados tumores raros, representando cerca de 1% de todos os casos de câncer.

A maioria dos sarcomas são neoplasias citogeneticamente complexas, nas quais é possivel detectar mutações pontuais, rearranjos cromossômicos e alterações de número de cópias (CNVs).

Os rearranjos cromossômicos são alterações estruturais que ocorrem nos cromossomos, que são as estruturas responsáveis por armazenar o material genético em nossas células. Essas alterações envolvem a quebra e a reorganização de partes dos cromossomos, resultando na troca de segmentos entre eles.

Existem diferentes tipos de rearranjos cromossômicos. Um exemplo comum é a translocação, na qual um segmento de um cromossomo é transferido para outro cromossomo não homólogo. Isso pode levar à formação de uma fusão gênica, na qual dois genes diferentes se juntam e formam um gene híbrido. Esse gene híbrido pode ter funções alteradas em comparação aos genes originais, o que pode contribuir para o desenvolvimento de doenças, incluindo o câncer.

Rearranjos cromossômicos, que causam a produção de um gene de fusão funcional, foram o primeiro mecanismo de ativação oncogênica descoberto em cânceres humanos em 1973, particularmente em neoplasias hematológicas.

A década seguinte foi caracterizada pela descoberta de várias novas fusões envolvendo o gene RET em carcinomas papilíferos da tireoide. RET/PTC representa o principal grupo de fusões gênicas encontradas nesses tumores tireoidianos, sendo RET/PTC1 e RET/PTC3 as isoformas mais prevalentes, desempenhando papel crítico na carcinogênese.

Os rearranjos cromossômicos podem ocorrer espontaneamente durante a divisão celular ou serem induzidos por fatores externos, como radiação ou substâncias químicas. Eles são frequentemente observados em doenças genéticas e também desempenham um papel importante no desenvolvimento de certos tipos de câncer, pois podem levar à ativação de genes oncogênicos ou à perda de genes supressores de tumor, afetando a regulação normal do crescimento celular.

Agora veja um exemplo dessas quebras. O diagrama abaixo mostra algumas das fusões envolvendo o gene NTRK. Para cada fusão, o domínio quinase carboxiterminal da proteína Trk é ligado in-frame com o domínio amino terminal do parceiro de ligação. As setas verticais indicam o ponto de quebra.

Fonte: Joshi SK, Davare MA, Druker BJ, Tognon CE. Revisiting NTRKs as an emerging oncogene in hematological malignancies. Leukemia [Internet]. 2019.

É possível identificar fusões genéticas por meio de técnicas clássicas como a imunohistoquímica, FISH e RT-PCR (Reação em Cadeia da Polimerase). No entanto, essas técnicas são direcionadas para a detecção de uma única fusão específica e não fazem uma triagem ampla

O NGS, por outro lado, é capaz de identificar diversas fusões gênicas pelo sequenciamento das moléculas de RNA isoladas do tecido tumoral.

O NGS permite uma avaliação abrangente e uma caracterização molecular do tumor com a análise de fusões em paralelo à identificação de alterações pontuais (SNVs), pequenas inserções e deleções (indels), alterações de número de cópias (CNVs) e carga mutacional tumoral (“tumor mutation burden”, TMB). Dessa forma, o teste representa uma alternativa mais adequada para tumores nos quais uma avaliação gradual, por etapas, não é possível por conta de limitação da amostra, além de ser uma técnica com um melhor custo-benefício. Portanto, em um único teste, é possível revelar um panorama molecular completo do paciente.

Uma das estratégias mais comuns é o RNA-Seq, que envolve o sequenciamento do RNA mensageiro (mRNA) presente nas células. Nesse método, os transcritos de RNA são convertidos em cDNA (DNA complementar) e sequenciados. Em seguida, os dados de sequenciamento são mapeados em um genoma de referência para identificar quais genes estão sendo expressos.

A detecção de fusões gênicas no RNA-Seq é realizada por meio da identificação de reads (leituras) que mapeiam para dois genes diferentes, indicando a presença de uma possível fusão. Além disso, a identificação de uma mudança abrupta na cobertura do sequenciamento, onde a expressão normal de um gene é interrompida e outro gene é expresso, também pode sugerir a presença de uma fusão gênica.

Outra abordagem dentro do NGS é o uso de painéis de genes específicos para detectar fusões em DNA genômico. Esses painéis contêm sondas projetadas para sequenciar regiões específicas de genes conhecidos por serem alvos comuns de fusões gênicas. Ao sequenciar essas regiões, é possível identificar eventos de fusão.

GENES e FUSÕES

Para finalizar, destaco aqui quatro fusões bastante comuns nos sarcomas:

1. Fusão EWSR1::FLI1: Essa fusão é característica do Sarcoma de Ewing, um tipo de sarcoma ósseo. Envolve a fusão do gene EWSR1 com o gene FLI1, resultando na produção de uma proteína de fusão anormal. Essa fusão está presente em aproximadamente 85% dos casos de Sarcoma de Ewing.
2. Fusão SS18::SSX: Essa fusão é encontrada no Sarcoma Sinovial, um tipo de sarcoma de partes moles. Envolve a fusão do gene SS18 com o gene SSX, formando uma proteína de fusão que desempenha um papel crucial na patogênese desse sarcoma.
3. Fusão COL1A1::PDGFB: Essa fusão é observada no Tumor Fibroso Solitário, um tipo de sarcoma de partes moles. Resulta na fusão do gene COL1A1 com o gene PDGFB, levando à produção de uma proteína de fusão com atividade estimuladora do crescimento celular.
4. Fusão FUS::DDIT3: Essa fusão é característica do Lipossarcoma Mixoide, um subtipo de lipossarcoma. Envolve a fusão do gene FUS com o gene DDIT3, resultando em uma proteína de fusão que desempenha um papel na transformação maligna das células.

A detecção e a caracterização dessas fusões podem ter implicações no diagnóstico, prognóstico e tratamento personalizado dos pacientes com sarcomas.

A forma correta de representar uma fusão entre dois genes é utilizando dois pontos duplo ” :: “

Veja que interessante essa figura exemplificando algumas possibilidades de fusões gênicas

Fonte: Mertens F, Antonescu CR, Mitelman F. Gene fusions in soft tissue tumors: Recurrent and overlapping pathogenetic themes. Genes Chromosomes Cancer. 2016

Mertens F, Antonescu CR, Mitelman F. Gene fusions in soft tissue tumors: Recurrent and overlapping pathogenetic themes. Genes Chromosomes Cancer. 2016Network of gene fusions in soft tissue tumors. Some genes—ALK, EWSR1, FUS, HMGA2, NCOA2, and PLAG1 (indicated in red)—are promiscuous in the sense that they recombine with more than five different partners, leading to the formation of interconnected networks

Se surgir alguma dúvida, me envie para aprofundarmos o assunto.

Um abraço

Dra. Ana Carolina Paniza