Pesquisadores identificam assinatura genômica compartilhada por cinco tipos de câncer


Pesquisadores da rede americana NIH (National Health Institutes) identificaram uma inequívoca assinatura no DNA de tumores de cinco tipos diferentes de câncer. 


Eles também encontraram evidências de que esta marca de metilação pode estar presente em muitos outros tipos de câncer. Esta assinatura específica resulta de uma modificação química na molécula de DNA, denominada metilação, que pode controlar a expressão de genes como um dimmer de um interruptor de luz. A presença de uma grande quantidade de metilação no DNA (hipermetilação), como a encontrada pelos pesquisadores em partes do DNA tumoral, reduz a atividade de um gene. Com base neste avanço, os pesquisadores esperam estimular o desenvolvimento de um exame de sangue que possa ser empregado para diagnosticar diversos tipos de câncer, ainda nos estágios iniciais, quando o tratamento pode ser mais efetivo. O estudo foi publicado em 05 de fevereiro de 2016, no The Journal of Molecular Diagnostics.
“Encontrar uma assinatura de metilação específica é como procurar uma agulha no palheiro”, disse Laura Elnitski, Ph.D. em biologia computacional da Division of Intramural Research do National Human Genome Research Institute (NHGRI), ligado à rede NIH. “A identificação representou um grande desafio técnico, mas encontramos uma elevada assinatura de metilação, específica para tumores, na região do gene conhecido como ZNF154”. A Dra. Elnitski é chefe da Seção de Análise Funcional Genômica e pesquisadora sênior da Divisão de Genômica Funcional e Translacional do NHGRI.
Em 2013, sua equipe de pesquisadores descobriu uma marca de metilação na região do gene ZNF154 em 15 tipos de tumores em 13 diferentes órgãos e considerou que se tratava de um possível biomarcador universal para o câncer. Biomarcadores são moléculas biológicas que indicam a presença de uma patologia. O grupo da Dra. Elnitski conseguiu identificar a assinatura de metilação usando DNA retirado de tumores sólidos.
“Ninguém no meu grupo conseguiu dormir na noite após a descoberta”, complementa a Dra. Elnitski. “Ficamos muito animados quando encontramos este candidato a biomarcador. Ele é o primeiro de seu tipo a ser associado a tantos tipos diferentes de câncer”.
Neste novo estudo, foi desenvolvida uma série de etapas que revelaram marcas de metilação em cânceres de cólon, pulmão, mama, estômago e endométrio. A pesquisa demonstra que todos os tipos e subtipos de tumor produzem consistentemente a mesma assinatura de metilação no gene ZNF154.
“Encontrar a assinatura de metilação foi um processo extremamente árduo, porém valioso”, disse o diretor científico do NHGRI, Dan Kastner, médico e Ph.D. “Estes resultados podem ser um passo importante no desenvolvimento de um teste para identificar cânceres precoces por meio de um exame de sangue”.
A equipe do Intramural Sequencing Center, que faz parte da rede NIH, conseguiu sequenciar DNA tumoral, que foi amplificado pelo uso de uma técnica chamada de reação em cadeia da polimerase (PCR). A Dra. Elnitski e seu grupo, então, analisaram os resultados e encontraram níveis elevados de metilação no gene ZNF154 em diferentes tipos de tumor.
Para verificar a conexão entre o aumento da metilação e a presença de câncer, o grupo da Dra. Elnitski desenvolveu um programa de computador que analisou as marcas de metilação no DNA de pessoas com e sem câncer. Alimentando o programa com esses dados, os pesquisadores puderam prever um limite para a detecção de DNA tumoral. Mesmo quando a quantidade de moléculas metiladas foi reduzida em 99%, o computador demonstrou ainda ser capaz de detectar na amostra as marcas de metilação relacionadas à presença de câncer. Sabendo que o tumor frequentemente libera DNA na corrente sanguínea, os cientistas calcularam a proporção de DNA tumoral circulante que poderia ser encontrada no sangue.

Próximos passos

Agora a Dra. Elnitski pretende analisar amostras de sangue de pacientes com câncer de bexiga, mama, cólon, pâncreas e próstata para determinar a precisão da detecção de níveis baixos de DNA circulante. O DNA tumoral de um indivíduo com câncer representa, tipicamente, entre 1% e 10% de todo o DNA que circula na corrente sanguínea. O grupo observou que, quando 10% do DNA circulante contém a assinatura tumoral, a taxa de detecção é muito boa. Como o processo de metilação pode ser detectado em níveis muito baixos, deve ser adequado para detectar casos de câncer em estágio avançado, bem como alguns tumores em estágio intermediário e precoce, dependendo do tipo.
O grupo da Dra. Elnitski também vai trabalhar em colaboração com a médica Christina Annunziata, Ph.D., que é pesquisadora da Women’s Malignancies Branch  e chefe da Seção de Genômica Translacional do National Cancer Institute (NCI) que faz parte da rede NIH. Os cientistas vão testar amostras de sangue de mulheres com câncer de ovário para validar o processo ao longo do tratamento e para determinar se este tipo de análise resulta no aprimoramento da detecção de recidiva e, consequentemente, na melhoria do resultado do tratamento.
“É difícil detectar o câncer de ovário em seus estágios iniciais, e não existem métodos comprovados de detecção precoce”, diz a Dra. Annunziata. “Precisamos de um biomarcador confiável para detectar a doença quando existe maior probabilidade de cura. Estamos ansiosos para testar esta nova abordagem da Dra. Elnitski usando assinaturas de metilação do DNA”.
Os exames de sangue atualmente existentes são específicos para um tipo de tumor conhecido. Em outras palavras, o médico precisa primeiro encontrar o tumor, coletar uma amostra e determinar a sequência do genoma. Assim que as mutações específicas do tumor são conhecidas, podem ser rastreadas no sangue. O diferencial desta nova abordagem é que não é necessário ter qualquer conhecimento anterior da presença de câncer, além de ser menos invasivo que outros tipos de exame, como colonoscopia e mamografia e pode ser usado no acompanhamento de indivíduos com alto risco para o desenvolvimento de câncer ou para o monitoramento da atividade tumoral durante o tratamento. Após o desenvolvimento do exame de sangue, a comunidade científica deve realizar estudos para assegurar que o teste não indica câncer quando não existe a doença ou que não é capaz de identificar sua presença.
A Dra. Elnitski relata que ainda não se compreende a conexão existente entre tumores e níveis elevados de metilação do DNA. Tanto pode representar uma perturbação nos processos celulares normais quanto estar relacionado ao fato de que tumores consomem muita energia e precisam driblar esses processos para continuar a crescer. Os pesquisadores também não conhecem exatamente a função do gene ZNF154.
“Conseguimos estabelecer as bases para o desenvolvimento de um teste de diagnóstico que oferece a esperança de revelar a presença de câncer logo no início, aumentando dramaticamente a taxa de sobrevivência de indivíduos com diferentes tipos de câncer”, complementa a Dra. Elnitski.

FONTE: Labnetwork

Publicado por Ana Carolina Dada

Autora do Blog Biomedicina Online e estudante de Biomedicina da FURB-SC .
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