Investigação da dinâmica mutacional em tumores triplo-negativos da mama através do sequenciamento de DNA tumoral circulante / Investigation of mutational dynamics in triple-negative breast cancer through circulating tumor DNA sequencing

RESUMO

O câncer de mama de imunofenótipo triplo-negativo (TN) é considerado um subtipo agressivo correspondendo a 10-20% dos casos. É caracterizado pela ausência dos receptores hormonais de estrogênio (ER) e de progesterona (PR) além de não apresentar super-expressão/amplificação do receptor 2 do fator de crescimento epidérmico humano (HER2). Sendo assim, as terapias hormonais e moleculares efetivas em outros subtipos de câncer de mama, não têm efeito nesses tumores. A quimioterapia sistêmica neoadjuvante é o tratamento mais utilizado nesse subtipo de tumor de mama, sendo que para as pacientes que obtêm resposta patológica completa (RPC) observa-se um excelente prognóstico, entretanto no subgrupo com neoplasia residual observa-se prognóstico ruim. Isso ilustra a heterogeneidade clínica do tumor TN, com um subgrupo de tumores significativamente sensíveis à quimioterapia e outro resistente. Perda de função no gene BRCA1 tem sido frequentemente reportada em tumores TN de mama, seja por mecanismos genéticos ou epigenéticos. Há evidências de que tumores com deficiência de BRCA1 apresentam boas respostas a determinadas modalidades terapêuticas, como por exemplo, sais de platina e inibidores de PARP. Assim, a investigação mais detalhada no mecanismo de resposta ao tratamento, em mulheres acometidas com tumores TN, no contexto de deficiência de BRCA1, é de grande importância. A detecção de DNA tumoral circulante (ctDNA) tem surgido como uma estratégia pouco invasiva capaz de refletir as mutações presentes nas neoplasias, permitindo um acompanhamento do comportamento tumoral ao longo do tempo com promissor valor preditivo e prognóstico. Dessa forma, esse projeto objetivou investigar a dinâmica mutacional durante o tratamento quimioterápico, antes e após a cirurgia, através da análise de DNA tumoral circulante (ctDNA) como biópsia líquida em plasma de pacientes com tumores TN classificados em hereditários e esporádicos. Investigamos de forma ampla as características genéticas dos tumores TN e das pacientes em associação com as características clínicas e de resposta a tratamento. Quarenta e três pacientes com tumores TN foram recrutadas para o estudo e submetidas a teste genético para avaliar mutações germinativas patogênicas em genes de predisposição a câncer de mama. Com isso, classificamos 21% dos tumores em hereditários e 79% em esporádicos, onde 7 (16,3%) foram de pacientes portadoras de mutações germinativas em BRCA1, uma (2,3%) em BRCA2, uma (2,3%) em TP53. Além disso, 25 foram portadoras de variantes de significado incerto (58,1%) e 9 (20,9%) casos foram negativos. Desse total, 34 pacientes já foram avaliadas quanto à resposta ao tratamento neoadjuvante, sendo que 18 (53%) pacientes apresentaram doença residual e 16 (47%) evoluíram com RPC. A investigação do tecido tumoral foi possível para 23 casos. Desses, 3 tumores (13%) foram classificados com alta carga mutacional. Ainda, para 18 tumores foi possível identificar variantes somáticas nos painéis utilizados com uma média de 2 variantes/tumor. O gene mais frequentemente mutado foi o TP53 (65%) seguido de SYNE1 (16,7%) e outros menos frequentes. Não houve associação entre genes preferencialmente mutados e a classificação dos tumores em hereditários ou esporádicos. Para 17 das 18 pacientes com mutações somáticas detectadas no tumor foi realizada a investigação no DNA circulante no plasma antes do início do tratamento (baseline). Um total de 10 pacientes (58,8%) foi positivo para ctDNA. Observou-se uma tendência de maiores níveis de ctDNA nos casos que evoluíram com doença residual em relação aos que obtiveram resposta patológica completa, sugerindo uma associação entre a quantidade de DNA tumoral e ctDNA. Durante o monitoramento, foi observada que para 7 (41%) casos houve persistência de ctDNA, a qual antecipou achados clínicos como, progressão local e metástase. Nesse trabalho, reforça-se a associação entre inativação de BRCA1 e os tumores TN e é demonstrado o potencial do monitoramento de ctDNA em amostras de plasma para antecipar progressão da doença mostrando uma ferramenta de grande potencial para monitoramento de pacientes submetidos à quimioterapia

ABSTRACT

Triple-negative breast cancer (TNBC) is considered an aggressive breast cancer subtype corresponding to 10-20% of cases. It is characterized by the absence of estrogen (ER) and progesterone (PR) hormonal receptors and lack of overexpression/amplification of the human epidermal growth factor receptor 2 (HER2). Thus, hormonal and molecular therapies effective in other breast cancer subtypes have no effect on these tumors. Neoadjuvant systemic chemotherapy is the most widely used treatment for TNBC, and patients with pathological complete response (pCR) have an excellent prognosis, whereas in the subgroup with residual disease, a poor prognosis is observed. This illustrates the clinical heterogeneity of TNBC, with one subset of tumors being sensitive to chemotherapy and one resistant. Loss of function in the BRCA1 gene has often been reported in TNBC, either by genetic or epigenetic mechanisms. There is evidence that BRCA1-deficient tumors have good responses to certain therapeutic modalities, such as platinum salts and PARP inhibitors. Thus, a more detailed investigation of the mechanism of response to treatment in women with TNBC in the context of BRCA1 deficiency is of great importance. The detection of circulating tumor DNA (ctDNA) has emerged as a noninvasive strategy capable of reflecting the mutations present in the neoplasms, allowing the monitoring of tumor behavior over time with promising predictive and prognostic value. Thus, this project aimed to investigate the mutational dynamics during chemotherapy treatment, before and after surgery, through the analysis of ctDNA as a liquid biopsy in plasma of patients with hereditary and sporadic TNBC. We have broadly investigated the genetic characteristics of TNBC and patients in association with clinical and treatment response characteristics. Forty-three patients with TNBC were recruited to the study and underwent genetic testing to evaluate pathogenic germline mutations in breast cancer predisposing genes. We classified 21% of tumors as hereditary and 79% as sporadic, where 7 (16.3%) were from patients with germline mutations in BRCA1, one (2.3%) in BRCA2 and one (2.3%) in TP53. In addition, 25 (58.1%) had variants of uncertain significance and 9 (20.9%) cases were negative. Of this total, 34 patients have already been evaluated for response to neoadjuvant treatment, and 18 (53%) patients had residual disease and 16 (47%) evolved with pCR. Investigation of tumor tissue was possible for 23 cases. Of these, 3 tumors (13%) were classified with high mutational load. Furthermore, for 18 tumors it was possible to identify somatic variants in the panels used with an average of 2 variants per tumor. The most frequently mutated gene was TP53 (65%) followed by SYNE1 (16.7%) and other less frequent genes. There was no association between preferentially mutated genes and tumor classification in hereditary or sporadic. For 17 of the 18 patients with somatic mutations detected in the tumor, circulating plasma DNA was investigated before treatment (baseline). A total of 10 patients (58.8%) were positive for ctDNA. There was a trend for higher levels of ctDNA in cases that evolved with residual disease than in those with pCR, suggesting an association between the amount of tumor DNA and ctDNA. During the monitoring, it was observed that 7 (41%) cases were persistent for ctDNA, which anticipated clinical findings such as local progression and metastasis. In this study, the association between BRCA1 inactivation and TNBC is reinforced and it is demonstrated the potential of monitoring ctDNA in plasma samples for the anticipation in the identification of disease progression, providing a tool of great potential for monitoring residual disease in patients undergoing chemotherapy