RESUMO
O câncer gástrico (CG) tem grande importância clínica devido a suas altas taxas de incidência e mortalidade estando entre os cinco tipos de câncer mais frequentes no mundo. O CG encontra-se associado ao diagnóstico tardio, que, somado a agressividade da doença, resulta em sobrevida mediana curta. A principal forma de tratamento é a cirurgia em conjunto com a quimioterapia. Mais recentemente, o tratamento com imunoterpia foi aprovado para casos de CG avançado metastático. O CG é usualmente classificado nos subtipos histológicos difuso e intestinal, porém, devido à sua alta heterogeneidade genética, pode ser também classificado em quatro subtipos moleculares (CIN, MSI, GS e EBV). Ambos aspectos de classificação estão associados a diferentes prognósticos e taxas de sobrevida, mas ainda não são suficientes para direcionar ou predizer quais pacientes respondem melhor a uma ou outra terapia. Neste contexto, outro fator relacionado à patogênese da doença, resposta a tratamento e prognóstico é o contexto imunológico do microambiente tumoral, como a composição e orientação funcional das células do infiltrado inflamatório associado ao tumor. Por meio de um método analítico de deconvolução aplicado a dados de expressão gênica é possível estimar a proporção de diferentes tipos celulares, além de seus aspectos funcionais. Neste trabalho, foi feito um levantamento das ferramentas e listas de genes marcadores de células imunes a fim de definir qual teria a melhor performance na estimação da proporção de células imunes em amostras de CG. Não observamos diferenças na composição do infiltrado inflamatório entre os subtipos histológios; já entre os subtipos moleculares de CG as proporções de linfóctios T CD8 se destacaram como maiores nos subtipos EBV e MSI, por exemplo. Foi então proposta uma classificação baseada em assinaturas mutacionais que conseguiu resgatar pacientes que apresentaram melhor prognóstico. O contexto imunológico nos pacientes com alta atividade mutacional (S4) apresentou elementos de que ser mais responsivo com maior expressão de genes associados à resposta imune citotóxica e do mecanismo de escape pelos checkpoints imunes. Além disso, há indícios de que há formação das estruturas terciárias de linfócitos pela correlação entre as quantidades estimadas de linfócitos T e B. Já o grupo com baixa atividade da assinatura (S4), associado a um pior prognóstico, apresentou maiores quantidades de linfócitos Treg. A avaliação global do microambiente tumoral, seus aspectos moleculares e imunológicos, proporciona dados mais informativos para estratificação dos pacientes quanto ao prognóstico e podem ser utilizadas em breve na prática clínica para direcionamento terapêutico.
Gastric cancer (GC) has great clinical importance due to its high incidence and mortality rates, being among the five most frequent types of cancer in the world. GC is associated with late diagnosis which, added to the aggressiveness of the disease, results in a short median survival. The main form of treatment is surgery in conjunction with chemotherapy. Recently, immunotherapy treatment has been approved for advanced metastatic GC. GC is usually classified into diffuse and intestinal histological subtypes, however, due to its high genetic heterogeneity, it can also be classified into four molecular subtypes (CIN, MSI, GS and EBV). Both classification are associated with different prognosis and survival rates, but they are still not sufficient to direct or predict which patients respond better to one or another therapy. In this context, another factor related to the pathogenesis of the disease, response to treatment and prognosis is the immunological context of the tumor microenvironment, such as the composition and functional orientation of the cells of the inflammatory infiltrate associated with the tumor. Through an analytical method of deconvolution applied to gene expression data, it is possible to estimate the proportion of different cell types, in addition to their functional aspects. In this work, the tools and lists of immune cell marker genes were surveyed in order to define which one would perform better in estimating the proportion of immune cells in GC samples. We did not observe differences in the composition of the inflammatory infiltrate between the histological subtypes; among the CG molecular subtypes, the proportions of T CD8 lymphocytes stood out as higher in the EBV and MSI subtypes, for example. A classification based on mutational signatures was then proposed, which managed to rescue patients with a better prognosis. The immunological context in these patients with high mutational activity (S4) showed elements of being more responsive with greater expression of genes associated with the cytotoxic immune response and the escape mechanism by immune checkpoints. In addition, there is evidence that there is formation of tertiary lymphocyte structures by the correlation between the estimated amounts of T and B lymphocytes. The group with low mutational signature activity (S4), on the other hand, associated with a worse prognosis, had higher amounts of Treg lymphocytes. The global assessment of the tumor microenvironment, its molecular and immunological aspects, provides more informative data for stratifying patients regarding prognosis and may soon be used in clinical practice for therapeutic guidance.
Assuntos
Neoplasias Gástricas , Perfilação da Expressão Gênica , Microambiente Tumoral , AdenocarcinomaRESUMO
O hepatoblastoma, câncer de fígado mais comum na infância, é um tumor embrionário que se supõe surgir da interrupção da diferenciação hepática durante a embriogênese. O genoma deste tipo tumoral carrega poucas alterações somáticas, principalmente aneuploidias cromossômicas e mutações em CTNNB1. Essa relativa escassez de mutações somáticas representa um desafio à estratificação de risco dos pacientes e ao desenvolvimento de terapias direcionadas. Neste trabalho, investigamos por sequenciamento de exoma o espectro de mutações somáticas em um grupo de 10 hepatoblastomas, pareados com suas respectivas amostras germinativas, incluindo um caso de tumor congênito. Os dados genômicos revelaram que os hepatoblastomas tem número reduzido de mutações somáticas codificadoras não-sinônimas (média de ~6 variantes/tumor, com exclusão do caso congênito), totalizando 94 mutações (92 diferentes) nos 10 tumores, mapeadas em 87 genes. Apenas três genes apresentaram mutações detectadas em mais de uma amostra, CTNNB1, CX3CL1 e CEP164. As mutações foram validadas pelo sequenciamento de um painel composto pelos genes identificados no exoma, também utilizado para investigar estes genes em um grupo adicional de 12 tumores; apenas mutações em CTNNB1 foram detectadas neste grupo adicional. Mutações somáticas em CTNNB1 foram detectadas em ~54% do grupo estudado (22 hepatoblastomas): sete variantes patogênicas do tipo nucleotídeo único (SNV) ou indel foram identificadas em oito hepatoblastomas (~36%), uma delas nunca previamente descrita (A21_S33del); deleções intragênicas foram detectadas por sequenciamento Sanger em quatro outros tumores (~18%). A proteína ß-catenina foi avaliada por imunohistoquímica, apresentando translocação para o núcleo, o que indica ativação da via WNT; esse resultado também foi observado em tumores nos quais mutações em CTNNB1 não foram detectadas. O principal achado do estudo do exoma de hepatoblastomas foi a identificação de uma mutação somática recorrente no éxon 3 do gene CX3CL1 (A235G), observada em dois diferentes tumores. A análise de expressão gênica e proteica de CX3CL1 e de seu receptor CX3CR1 revelou aumento de expressão de CX3CL1 em hepatoblastomas; este resultado foi replicado em duas coortes independentes. O detalhamento da análise evidenciou um padrão bimodal: (a) linfócitos infiltrados em regiões tumorais de inflamação pós-quimioterapia eram negativos para essas proteínas, que deveriam estar expressas neste tipo celular em condições normais, enquanto as células tumorais as expressavam; (b) nas áreas de necrose tumoral pós-quimioterapia, houve detecção das proteínas CX3CL1/CX3CR1 nos linfócitos, mas não nas células tumorais. Em conjunto, estes resultados sugerem que a ativação da via CX3CL1/CX3CR1 ocorre em parte dos hepatoblastomas, independentemente da detecção de mutações, o que parece ser um achado relevante, potencialmente relacionado a inflamação e/ou resistência à quimioterapia. Adicionalmente, três assinaturas mutacionais foram detectadas nos hepatoblastomas, duas delas com predomínio das assinaturas do COSMIC, HB-S1 (COSMIC 1 e 6, presentes em todos os tipos de câncer) e HB-S2, com similaridades à assinatura COSMIC 29, relacionada apenas a carcinoma oral de células escamosas (gengivo-bucal) associado ao hábito de mascar tabaco; uma nova assinatura mutacional foi observada em um subconjunto de hepatoblastomas (HB-S3), com padrão inespecífico de pequeno aumento de mutações C>A. As assinaturas mutacionais já relatadas para câncer de fígado não foram evidentes nestes hepatoblastomas, sugerindo um processo mutacional diferente em sua origem. Por fim, análise de mutações germinativas no caso de hepatoblastoma congênito levou à identificação de variantes germinativas em genes de predisposição a câncer (BRCA1 e FAH), levantando a questão do papel da predisposição genética no desenvolvimento destes tumores embrionários (AU)
Hepatoblastoma, the most common liver cancer in infancy, is an embryonal tumor supposed to arise from differentiation impairment during embryogenesis. Hepatoblastomas genomes carry few somatic changes, mainly chromosomal aneuploidies and mutations in the CTNNB1 gene. This relative paucity of somatic mutations poses a challenge to risk stratification and development of targeted therapies. In this work, we investigated the burden of somatic mutations in a cohort of 10 hepatoblastomas paired with their respective germline samples, including a case of congenital tumor. Data revealed a low number of non-synonymous somatic coding mutations (mean of ~6 variants/tumor), totalizing 94 mutations in the 10 tumors, mapped in 87 genes; only three genes exhibited mutations detected in more than one sample, CTNNB1, CX3CL1 and CEP164. Target sequencing was used for validation and screening of the mutated genes in an additional group of 12 tumors; only CTNNB1 mutations were detected in this additional group. CTNNB1 mutations were detected in ~54% of the cohort (22 hepatoblastomas): seven single nucleotide variant or indel mutations were identified in eight hepatoblastomas (~36%), including the A21_S33del mutation, not previously reported; intragenic deletions were detected by Sanger sequencing in 4 tumors (~18%). The ß-catenin protein was evaluated by immunohistochemistry, presenting translocation to the nucleus, indicating activation of the WNT pathway; this result was also observed in tumors without CTNNB1 mutations. The main finding of the exome study was the identification of a recurrent somatic mutation in the exon 3 of the CX3CL1 gene (A235G) in two different hepatoblastomas. Gene expression and protein analysis of CX3CL1 and its receptor CX3CR1 revealed increased expression of CX3CL1 in hepatoblastomas, a result that was replicated in two independent cohorts. A bimodal pattern of expression was observed: (a) lymphocytes infiltrated in tumor regions of inflammation post-chemotherapy were negative for these proteins, which should be expressed in this cell type under normal conditions, while the tumor cells expressed them; (b) in areas of tumor necrosis after chemotherapy, CX3CL1/CX3CR1 proteins were detected in lymphocytes, but not in tumor cells. Taken together, these results suggest that activation of the CX3CL1/CX3CR1 pathway occurs in part of the hepatoblastomas, regardless of mutation detection, potentially related to inflammation and/or resistance to chemotherapy. Additionally, three mutational signatures were detected, two of them with a predominance of signatures of COSMIC, HB-S1 (COSMIC 1 and 6, present in all types of cancer) and HB-S2 (COSMIC 29 signature, related only to oral cell carcinoma gingival-buccal associated with the habit of chewing tobacco). A new mutational signature was observed in a subset of hepatoblastomas (HB-S3), with a non-specific pattern of small increase in C>A mutations. Mutational signatures already reported for liver cancer were not evident in these hepatoblastomas, suggesting a different mutational process. Finally, an exploration of germline mutations in the congenital hepatoblastoma led to the identification of variants in genes of cancer predisposition (BRCA1 and FAH), raising the question of the role of genetic predisposition in the development of these embryonal tumors (AU)
