Estudo genômico do tumor embrionário hepatoblastoma / Genomic study of the embryonal tumor hepatoblastoma

RESUMO

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)

ABSTRACT

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)