Como os Testes Moleculares Estão Transformando o Diagnóstico e o Tratamento de Tumores Cerebrais

Sumário

• Introdução: Por que os Testes Moleculares São Importantes para Tumores Cerebrais
• Principais Testes Moleculares para o Diagnóstico e Tratamento de Tumores Cerebrais
• Perfil de Metilação do DNA: Uma Ferramenta Diagnóstica Revolucionária
• Sequenciamento de DNA e RNA: Detectando Mutações Críticas
• Ferramentas e Técnicas Diagnósticas Adicionais
• Aplicação dos Testes Moleculares no Diagnóstico de Tumores Cerebrais
• Gliomas Difusos do Adulto: Como os Testes Moleculares Orientam o Diagnóstico
• O que Isso Significa para os Pacientes: Implicações Clínicas
• Compreendendo as Limitações dos Testes Moleculares
• Recomendações para Pacientes em Face do Diagnóstico de Tumor Cerebral
• Informações da Fonte

Introdução: Por que os Testes Moleculares São Importantes para Tumores Cerebrais

O perfil molecular revolucionou a forma como os médicos diagnosticam e classificam os tumores do sistema nervoso central (SNC) nos últimos anos. A mais recente classificação da Organização Mundial da Saúde (OMS), publicada em 2021, exige agora a combinação do exame microscópico tradicional com testes moleculares para obter diagnósticos precisos e reprodutíveis que impactam diretamente o cuidado do paciente.

Essa abordagem integrada significa que os patologistas agora trabalham com múltiplos testes moleculares, incluindo principalmente o perfil de metilação do DNA e o sequenciamento de nova geração de DNA/RNA. Essas técnicas avançadas ajudam a classificar os tumores com mais precisão, identificar mutações genéticas específicas e até revelar alvos terapêuticos potenciais que antes não eram detectáveis apenas por métodos convencionais.

A importância do perfil molecular expandiu-se dramaticamente, com todos os principais tipos de tumores do SNC exigindo agora a avaliação de marcadores moleculares específicos para um diagnóstico adequado. Muitos novos tipos de tumores foram descobertos por meio dessas tecnologias, especialmente a análise de metilação do DNA, destacando o quão essenciais elas se tornaram na neuropatologia moderna.

Principais Testes Moleculares para o Diagnóstico e Tratamento de Tumores Cerebrais

A neuropatologia molecular inclui hoje uma ampla gama de testes com diferentes finalidades, níveis de complexidade, disponibilidade e custos. Compreender essas diferenças é crucial para que os médicos escolham o teste mais apropriado para cada desafio diagnóstico específico e interpretem corretamente os resultados.

O conjunto atual de ferramentas moleculares inclui várias tecnologias essenciais que fornecem informações complementares sobre tumores cerebrais. Cada teste tem pontos fortes e aplicações específicas que o tornam particularmente valioso para certas situações diagnósticas ou tipos de tumores.

Perfil de Metilação do DNA: Uma Ferramenta Diagnóstica Revolucionária

O perfil de metilação do DNA tem sido indiscutivelmente a ferramenta molecular mais impactante nos últimos anos para o diagnóstico de tumores cerebrais. Essa abordagem utiliza o perfil epigenético único das células tumorais, que reflete tanto as características do tecido original quanto as alterações adquiridas durante o desenvolvimento do câncer, criando uma assinatura específica para cada tipo de tumor.

Na prática, o perfil de metilação do DNA é atualmente avaliado usando o array beadchip MethylationEPIC (850K), que investiga o status de metilação de várias centenas de milhares de ilhas CpG em todo o genoma. Os dados brutos são então carregados em uma plataforma dedicada e comparados com um repositório abrangente de tumores do SNC e outras entidades selecionadas.

Um escore de correspondência ≥ 0,9 apoia fortemente a classificação diagnóstica, embora os especialistas sempre revisem esses resultados juntamente com achados clínicos, de imagem e histopatológicos. É importante notar que o perfil de metilação do DNA usando esta plataforma não é um ensaio certificado, portanto, diferentes países podem ter regulamentações variadas sobre seu uso diagnóstico.

Esta tecnologia tem se mostrado extremamente valiosa tanto para pesquisa quanto para fins diagnósticos diários. Na pesquisa, muitos novos tipos e subtipos de tumores foram descobertos por meio da análise não supervisionada de grandes conjuntos de dados de tumores cerebrais. Muitos tumores recém-identificados mostram sobreposições significativas com outras entidades em termos de características morfológicas e/ou têm incidência muito baixa, explicando por que não foram reconhecidos anteriormente como neoplasias distintas.

Na prática clínica, múltiplos grupos publicaram sua experiência com esta tecnologia tanto em contextos pediátricos quanto adultos. No geral, um escore de correspondência (≥ 0,9) é alcançado em cerca de 50-65% das amostras, e um impacto significativo no diagnóstico ocorre em cerca de 10-20% dos casos, com potenciais consequências clínicas. Esta descoberta notável justifica a rápida adoção desta ferramenta em apenas alguns anos.

Escores medianos de classificação mais altos são geralmente observados em casos analisados para confirmar um diagnóstico ou avaliar subtipos tumorais específicos. Uma faixa mais ampla de escores aparece entre amostras desafiadoras ou espécimes menores. Escores mais baixos em casos complexos podem resultar de múltiplos fatores, incluindo biópsias pequenas, de baixa qualidade ou não representativas que podem ser inclassificáveis tanto pela patologia tradicional quanto pelo perfil de metilação.

Idealmente, 200 nanogramas de DNA com ≥ 60% de concentração de células tumorais são desejáveis, embora a classificação diagnóstica possa ser alcançada com quantidades significativamente menores. Blocos de tecido fixado em formol e incluído em parafina (FFPE) normalmente fornecem resultados semelhantes aos de amostras congeladas frescas, e a análise de espécimes mais antigos também pode produzir classificação correta.

O perfil de metilação do DNA tem mostrado utilidade particular para reclassificar tipos raros de tumores com características histopatológicas inespecíficas. Embora agora seja uma ferramenta chave para diagnosticar tumores do SNC, esta abordagem apresenta desafios significativos em termos de instalações tecnológicas necessárias, custos, tempo de processamento (vários dias) e expertise necessária para execução e interpretação.

Sequenciamento de DNA e RNA: Detectando Mutações Críticas

Muitos tumores do SNC apresentam mutações pontuais específicas detectáveis por sequenciamento de DNA ou fusões gênicas identificadas principalmente por meio de sequenciamento de RNA. Por exemplo, mutações em IDH1/IDH2 e genes codificadores de H3 caracterizam subconjuntos específicos de gliomas adultos e pediátricos, respectivamente. Outras mutações, como BRAF V600E, podem aparecer em múltiplos tipos de tumores com frequências variadas, mas ainda contribuem para a avaliação diagnóstica e permitem tratamento direcionado.

Múltiplos tipos de ensaios podem ser usados para sequenciamento de DNA, incluindo sequenciamento direto de gene único (sequenciamento de Sanger) e abordagens baseadas em sequenciamento de nova geração (NGS), como sequenciamento de painel direcionado e sequenciamento completo do exoma/genoma (WES/WGS). Essas análises detectam variações de nucleotídeo único (SNV), pequenas inserções/deleções (InDel) e variações no número de cópias (CNV).

Dentro dos ensaios de NGS, o sequenciamento de painel gênico direcionado é atualmente a ferramenta mais relevante para a investigação molecular diagnóstica diária de tumores do SNC. Permite a análise de conjuntos relativamente grandes de genes relevantes com custos, tempos de processamento e viabilidade de interpretação aceitáveis. Muitos genes mais relevantes para o diagnóstico de tumores cerebrais são relativamente específicos para essas neoplasias, justificando painéis personalizados ou maiores.

A eficácia diagnóstica de painéis gênicos de tamanho médio foi demonstrada, detectando mutações e CNV mesmo com material de entrada limitado. Estudos mais recentes usando painéis gênicos maiores (incluindo IDH1/IDH2, TERT, TP53, ATRX, BRAF, H3F3A, H3F3B) confirmaram esses resultados. Esses ensaios detectam alterações diagnosticamente relevantes em mais da metade dos tumores do SNC analisados, com CNV informativos detectados em 57% dos casos, mesmo quando os resultados de NGS não foram contributivos.

Protocolos laboratoriais são críticos para o sucesso do sequenciamento. A qualidade do DNA e a taxa de células tumorais devem ser maximizadas, com cobertura/profundidade de leitura adequada alcançada de acordo com o tipo de ensaio e características da amostra. O pipeline de análise de dados e a expertise do patologista molecular responsável pelo laudo são igualmente importantes para a chamada e interpretação corretas de variantes.

A análise de DNA tumoral circulante (ctDNA) do sangue e/ou líquido cefalorraquidiano representa outra abordagem para o perfil molecular do tumor por meio de biópsia líquida minimamente invasiva. Desafios técnicos têm limitado a implementação na prática diária até agora, mas dados recentes mostram que painéis abrangentes de NGS podem detectar CNV e abordar heterogeneidade intratumoral mesmo no ctDNA.

Para o sequenciamento de RNA, o principal propósito diagnóstico é detectar fusões gênicas, que caracterizam muitos tumores do SNC. Por exemplo, astrocitomas pilocíticos frequentemente abrigam a fusão KIAA1549::BRAF, e subtipos moleculares específicos de ependimoma supratentorial são definidos por fusões ZFTA ou YAP1. Fusões gênicas podem representar alvos terapêuticos exploráveis, como visto em gliomas hemisféricos do tipo infantil frequentemente caracterizados por fusões gênicas NTRK1/NTRK2/NTRK3, ROS1, ALK ou MET com inibidores eficazes disponíveis.

Estudos focados na significância do RNA NGS em tumores do SNC mostram que esta ferramenta é especialmente valiosa para neoplasias pediátricas, que apresentam esses eventos com mais frequência. Em neoplasias cerebrais adultas, fusões gênicas são relativamente raras e geralmente não representam alvos terapêuticos.

Ferramentas e Técnicas Diagnósticas Adicionais

A avaliação baseada em microarray de variações no número de cópias do genoma inteiro (CNV) é outra ferramenta diagnóstica relevante frequentemente usada para caracterizar molecularmente tumores do SNC, especialmente antes que o perfil de metilação do DNA estivesse disponível. Esses ensaios detectam muitas alterações cromossômicas (deleções, amplificações, perda de heterozigosidade, perda de heterozigosidade cópia-neutra, cromotripsia) que servem como marcas diagnósticas e/ou prognósticas de tipos tumorais específicos.

O perfil molecular não significa necessariamente análise simultânea de múltiplas alterações. A hibridização in situ por fluorescência (FISH) pode avaliar loci de DNA específicos diretamente em lâminas de tecido, útil para fins de validação ou quando uma alteração específica é fortemente suspeita com base nas características do tumor ou quando o material é insuficiente para outras análises.

Em vez de ácidos nucleicos, proteínas podem ser avaliadas usando colorações imuno-histoquímicas amplamente disponíveis, rápidas e baratas. A imuno-histoquímica pode estabelecer a presença de proteínas mutantes (IDH1 R132H, p53, H3 K27M, H3 G34R/V, BRAF V600E), perda de proteínas normais/funcionantes (ATRX, H3 K27me3, INI1, BRG1) ou hiperativação de vias aberrantes (EZHIP).

A avaliação da metilação do promotor de MGMT permanece crucial para a caracterização molecular do glioblastoma IDH-selvagem devido à sua relevância prognóstica e preditiva. Múltiplos ensaios podem investigar este marcador, sem superioridade clara nas correlações clínicas. Como não existem critérios de equivalência entre diferentes ensaios, entender as características do ensaio disponível localmente é importante. A imuno-histoquímica de MGMT não é um substituto confiável para esses ensaios.

Aplicação dos Testes Moleculares no Diagnóstico de Tumores Cerebrais

As análises moleculares contribuem ou são necessárias para diagnosticar muitos tipos de tumores reconhecidos pela classificação da OMS de 2021. As ferramentas moleculares mais relevantes variam de acordo com a neoplasia específica, com exemplos selecionados demonstrando a importância dessas ferramentas na prática atual da neuropatologia.

Gliomas Difusos do Adulto: Como os Testes Moleculares Orientam o Diagnóstico

De acordo com a classificação da OMS (Organização Mundial da Saúde) de 2021, os gliomas difusos em adultos são estratificados principalmente pelo status de IDH1/IDH2. Essa divisão é bem justificada com base na biologia tumoral distinta, nos mecanismos oncogênicos e nas implicações clínicas associadas a esse marcador molecular.

O glioblastoma IDH-tipo selvagem é o glioma difuso mais frequente, geralmente ocorrendo em adultos mais velhos com prognóstico desfavorável. É uma neoplasia morfológica e molecularmente heterogênea que tipicamente exibe características astrocíticas pouco diferenciadas com crescimento infiltrativo, alta proliferação, proliferação microvascular e necrose. Com morfologia consistente, os médicos devem excluir mutação em IDH1/IDH2 para afastar astrocitoma IDH-mutado ou oligodendroglioma IDH-mutado com codeleção 1p/19q.

Múltiplas opções existem para essa tarefa: a imuno-histoquímica para IDH1 R132H pode excluir a mutação mais frequente (cerca de 90% dos gliomas IDH-mutados supratentoriais). Essa estratégia funciona adequadamente para pacientes com 55 anos ou mais, onde a probabilidade de encontrar uma mutação alternativa é inferior a 1%. No entanto, se a história sugerir um glioma de baixo grau prévio, o sequenciamento é necessário.

Se as características morfológicas de glioblastoma estiverem ausentes, mas forem suspeitas, a classificação da OMS 2021 permite o diagnóstico molecular de glioblastoma. Isso requer um perfil de metilação de DNA consistente ou pelo menos um de três marcadores: ganho do cromossomo 7 mais perda do cromossomo 10, mutação no promotor de TERT ou amplificação de EGFR. Esses marcadores apresentam especificidade relativa no contexto apropriado, com desfechos semelhantes aos dos pacientes diagnosticados por características morfológicas.

Para gliomas difusos IDH-mutados, o diagnóstico requer achados histopatológicos consistentes com glioma difuso infiltrante com mutação em IDH1/IDH2 e perda/mutação de ATRX ou exclusão de codeleção 1p/19q. O oligodendroglioma IDH-mutado e com codeleção 1p/19q requer codeleção combinada de braço inteiro 1p/19. Alternativamente, o diagnóstico pode ser baseado na detecção da classe de metilação correspondente.

O status de ATRX pode ser avaliado por imuno-histoquímica (observando artefatos de necrose ou astrócitos reativos não neoplásicos positivos intercalados) ou por sequenciamento para detectar mutação de perda de função. A avaliação de TP53/p53 também auxilia, pois está frequentemente presente em astrocitomas IDH-mutados.

Para diagnosticar tumores IDH-mutados com codeleção 1p/19q, a característica crítica é a codeleção de braço inteiro 1p/19q, investigável por múltiplos ensaios, incluindo FISH (hibridização in situ por fluorescência). No entanto, o direcionamento limitado do FISH a loci únicos pode produzir resultados falso-positivos, especialmente em tumores com cariótipos complexos. Avaliações falso-positivas por FISH frequentemente ocorrem em casos onde a avaliação do status 1p/19q não seria justificada, enfatizando a importância do uso apropriado do teste.

Para graduar gliomas difusos IDH-mutados, as características morfológicas permanecem críticas, mas a classificação da OMS 2021 adicionou a avaliação do status de CDKN2A/B como critério de graduação para astrocitomas IDH-mutados. Com deleção homozigótica de CDKN2A/B, o grau 4 é atribuído devido à associação com desfecho desfavorável. O status de CDKN2A/B pode ser avaliado por perfis de metilação de DNA com gráficos de CNV (variação do número de cópias), NGS (sequenciamento de nova geração) de DNA ou FISH, embora nenhum valor de corte conclusivo tenha sido estabelecido.

O Que Isso Significa para os Pacientes: Implicações Clínicas

A integração de testes moleculares no diagnóstico de tumores cerebrais representa uma mudança fundamental no cuidado ao paciente. Essas técnicas avançadas fornecem diagnósticos mais precisos, melhor informação prognóstica e identificam alvos terapêuticos potenciais que não eram previamente detectáveis.

Para os pacientes, isso significa abordagens de tratamento mais personalizadas baseadas nas características genéticas específicas de seu tumor. O perfil molecular pode identificar terapias-alvo que podem ser mais eficazes que tratamentos convencionais, particularmente para tumores com mutações específicas como BRAF V600E ou fusões gênicas envolvendo os genes NTRK, ROS1, ALK ou MET.

A capacidade de classificar tumores mais precisamente também melhora a acurácia prognóstica, ajudando pacientes e médicos a tomar decisões mais informadas sobre a intensidade do tratamento e o acompanhamento. Por exemplo, a distinção entre gliomas IDH-mutados e IDH-tipo selvagem impacta significativamente os desfechos esperados e as abordagens de tratamento.

Os testes moleculares também permitem a identificação de pacientes que podem se beneficiar de ensaios clínicos de novas terapias-alvo, expandindo as opções de tratamento além das abordagens padrão. Isso é particularmente importante para tipos tumorais agressivos ou raros onde os tratamentos convencionais oferecem benefícios limitados.

Entendendo as Limitações dos Testes Moleculares

Embora os testes moleculares tenham revolucionado o diagnóstico de tumores cerebrais, é importante entender suas limitações. Essas tecnologias requerem expertise significativa para interpretação correta, e os resultados devem sempre ser considerados em conjunto com achados clínicos, de imagem e patológicos tradicionais.

Desafios técnicos incluem a necessidade de material tumoral suficiente e de qualidade adequada. Biópsias pequenas, preservação inadequada ou baixo conteúdo de células tumorais podem limitar a eficácia dos testes moleculares. Alguns ensaios também têm tempos de processamento relativamente longos (vários dias) em comparação com o exame patológico tradicional.

Custo e disponibilidade permanecem como barreiras significativas para a implementação universal do perfil molecular abrangente. Nem todos os centros médicos têm acesso a essas tecnologias avançadas, particularmente em ambientes com recursos limitados.

Embora a classificação molecular forneça informações valiosas, ela nem sempre se traduz diretamente em decisões de tratamento. Algumas alterações moleculares ainda não têm terapias-alvo correspondentes, e o significado clínico de alterações genéticas recém-descobertas pode não ser totalmente compreendido.

Resultados falso-positivos e falso-negativos podem ocorrer com qualquer teste, enfatizando a importância da interpretação especializada e da correlação com outras informações diagnósticas. Isso é particularmente relevante para testes como FISH, onde limitações técnicas podem às vezes produzir resultados enganosos.

Recomendações para Pacientes Enfrentando o Diagnóstico de Tumor Cerebral

Para pacientes diagnosticados ou com suspeita de tumor cerebral, várias recomendações podem ajudar a navegar pelo processo diagnóstico:

1. Busque testes moleculares abrangentes: Pergunte à sua equipe médica sobre as opções de perfil molecular disponíveis, incluindo perfil de metilação de DNA e painéis de sequenciamento direcionado, pois estes podem fornecer informações diagnósticas e prognósticas críticas.
2. Entenda as características específicas do seu tumor: Solicite explicações claras sobre quaisquer achados moleculares e como eles impactam seu diagnóstico, prognóstico e opções de tratamento.
3. Considere segundas opiniões: A interpretação de testes moleculares requer expertise significativa. Buscar revisão do seu caso em um centro especializado em neuro-oncologia pode garantir o diagnóstico mais preciso.
4. Discuta opções de ensaios clínicos: Se seu tumor tiver características moleculares específicas, pergunte sobre ensaios clínicos de terapia-alvo que possam ser apropriados para sua situação.
5. Preserve tecido tumoral: Se for submetido à cirurgia, discuta com sua equipe cirúrgica a importância de preservar material tumoral adequado para possíveis testes moleculares, tanto inicialmente quanto para reteste futuro, se necessário.
6. Considere aconselhamento genético: Alguns achados moleculares podem sugerir predisposição hereditária ao câncer. Discuta com seu médico se o aconselhamento genético pode ser apropriado.

Lembre-se que os testes moleculares são mais valiosos quando integrados a outras informações clínicas. Trabalhe com sua equipe médica para entender como esses diagnósticos avançados se encaixam em seu plano de tratamento geral e o que eles significam para sua situação específica.

Informações da Fonte

Título do Artigo Original: Neuropatologia molecular: uma ferramenta essencial e em evolução para o diagnóstico e manejo clínico de tumores do sistema nervoso central

Autores: Luca Bertero, Luca Mangherini, Alessia Andrea Ricci, Paola Cassoni, Felix Sahm

Publicação: Virchows Archiv (2024) 484:181–194

DOI: https://doi.org/10.1007/s00428-023-03632-4

Este artigo de linguagem acessível é baseado em pesquisa revisada por pares e visa tornar informações científicas complexas acessíveis a pacientes e cuidadores, preservando todas as informações médicas essenciais do estudo original.