RESUMO
El perfil molecular de los gliomas permite garantizar la precisión del diagnóstico, informar el pronóstico e identificar opciones de tratamiento. Esta revisión tiene como objetivo exponer que con la secuenciación de próxima generación (NSG) el diagnóstico de los pacientes con oligodendrogliomas puede ser más exacto. Además, con un dispositivo de diagnóstico in vitro, basado en la NSG (F1CDx), en el que se utilizan los bloques de parafina de gliomas para analizar hasta 395 genes relacionados con cáncer (incluido IDH 1 y 2), se puede también informar la pérdida de la totalidad del brazo corto del cromosoma 1 y del brazo largo del cromosoma 19 (codeleción 1p/19q), a diferencia de la hibridación fluorescente in situ (FISH) que detecta desde la más mínima deleción, lo cual los hace sensibles pero no específicos ya que el FISH es incapaz de distinguir entre la pérdida de la totalidad del brazo del cromosoma y una deleción focal. Esta distinción es importante ya que la sobrevida es inferior en tumores con deleción parcial en relación con los oligodendrogliomas, que tienen por definición la pérdida total de ambos cromosomas. Se hace también alusión a otras plataformas genómicas como GlioSeq y GLIO-DNA panel, que pueden cumplir la misma función. En conclusión, la F1CDx puede determinar con precisión 1p/19q con una concordancia del 96.7% frente a FISH. Los casos en que el FISH dio positivo y no concordaban con F1CDx, era porque no se trataba de oligodendrogliomas. F1CDx también analiza todos los genes que permiten la aproximación más exacta al diagnóstico de oligodendroglioma.
Molecular profiling of gliomas helps ensure diagnostic accuracy, inform prognosis, and identify treatment options. This review aims to show that with next generation sequencing (NGS) the diagnosis of patients with oligodendrogliomas can be more accurate. In addition, with an in vitro diagnostic device, based on NSG (F1CDx), in which glioma paraffin blocks are used to analyze up to 395 cancer-related genes (including IDH 1 and 2), it is also possible to report the loss of the entire short arm of chromosome 1 and the long arm of chromosome 19 (1p/19q codeletion), unlike fluorescence in situ hybridization (FISH) that detects even the slightest deletion, making them sensitive but not specific, as FISH is unable to distinguish between the loss of the entire arm of the chromosome and a focal deletion. This distinction is important since survival is lower in tumors with partial deletion compared to oligodendrogliomas, which by definition have the total loss of both chromosomes. Reference is also made to other genomic platforms such as GlioSeq and GLIO-DNA panel, which can fulfill the same function. In conclusion, the F1CDx can accurately determine 1p/19q with a concordance of 96.7% against FISH. The cases in which the FISH was positive and did not agree with F1CDx, it was because they were not oligodendrogliomas. F1CDx also analyzes all the genes that allow the most accurate approach to the diagnosis of oligodendroglioma.
O perfil molecular de gliomas ajuda a garantir a precisão do diagnóstico, informar o prognóstico e identificar as opções de tratamento. Esta revisão tem como objetivo mostrar que com o sequenciamento de próxima geração (NSG) o diagnóstico de pacientes com oligodendrogliomas pode ser mais preciso. Além disso, com um dispositivo de diagnóstico in vitro baseado em NSG (F1CDx), no qual blocos de parafina de glioma são usados para analisar até 395 genes relacionados ao câncer (incluindo IDH 1 e 2), também é possível relatar a perda do todo o braço curto do cromossomo 1 e o braço longo do cromossomo 19 (codeleção 1p/19q), ao contrário da hibridização fluorescente in situ(FISH) que detecta desde a menor deleção, o que os torna sensíveis, mas não específicos, pois o FISH é incapaz de distinguir entre a perda de todo o braço do cromossomo e uma deleção focal. Essa distinção é importante, pois a sobrevida é menor nos tumores com deleção parcial em relação aos oligodendrogliomas, que por definição apresentam a perda total de ambos os cromossomos. Também é feita referência a outras plataformas genômicas, como GlioSeq e painel GLIO-DNA, que podem cumprir a mesma função. Em conclusão, o F1CDx pode determinar com precisão 1p/19q com uma concordância de 96,7% versus FISH. Os casos em que FISH foi positivo e não concordaram com F1CDx, foi porque não eram oligodendrogliomas. O F1CDx também analisa todos os genes que permitem a abordagem mais precisa para o diagnóstico de oligodendroglioma.
Assuntos
Humanos , Glioma , Oligodendroglioma , Sobrevida , Técnicas In Vitro , Diagnóstico , NeoplasiasRESUMO
Introducción. Los gliomas son las neoplasias malignas primarias más frecuentes del sistema nervioso central, asociadas con una mortalidad y morbilidad elevadas. Las mutaciones en los genes IDH1 e IDH2 de la enzima isocitrato deshidrogenasa (IDH) son clave en la tumorogénesis, y son consideradas un factor pronóstico importante en estas neoplasias. En este estudio se buscó determinar la presencia de mutaciones de los genes IDH1 e IDH2 en pacientes con diagnóstico de glioma difuso en diferentes grados, y su correlación con la sobrevida. Metodología. Se realizó un estudio descriptivo, prospectivo y retrospectivo. La población de estudio fueron pacientes entre los 18 y 45 años con diagnóstico de glioma difuso grado II, III y IV, atendidos en el Hospital San Vicente Fundación de Medellín, entre 2012 y 2017, en quienes se realizó un análisis de mutaciones en los genes IDH1 e IDH2 por secuenciación Sanger y tinción de inmunohistoquímica. Resultados. Se incluyeron 14 pacientes con edad promedio de 37 años, 57% de sexo masculino. Glioblastoma fue la neoplasia más frecuente, diagnosticada en el 42,9% de casos. Por inmunohistoquímica, 10 de los 14 (71,4%) pacientes presentaron mutación de la enzima IDH1, en tanto que 1 de los 11 (9%) pacientes en quienes se logró la secuenciación del gen IDH2, mostró mutación. En general, el 78,6% presentó mutaciones de la enzima IDH, con promedio de sobrevida de 48 meses. Conclusión. Estos hallazgos sugieren que los gliomas son un grupo heterogéneo de tumores, con gran variabilidad genética que impacta en su pronóstico y comportamiento
Introduction. Gliomas are the most common primary malignancies of the central nervous system, associated with high mortality and morbidity. Mutations in the isocitrate dehydrogenase (IDH) enzyme IDH1 and IDH2 genes, are key in tumorigenesis, and are considered an important prognostic factor in these neoplasms. This study aimed to determine the presence of IDH1 and IDH2 gene mutations in patients diagnosed with diffuse glioma in different degrees, and their correlation with survival. Methodology. A descriptive, prospective and retrospective study was conducted. The study population consisted of patients between the ages of 18 and 45 with a diagnosis of grade II, III and IV diffuse glioma, treated at the Hospital San Vicente Fundación in Medellín, between 2012 and 2017, in whom an analysis of IDH1 and IDH2 gene mutations was performed by Sanger sequencing and immunohistochemical staining. Results. Fourteen patients with a mean age of 37 years were included, 57% were male. Glioblastoma was the most frequent neoplasm, diagnosed in 42.9% of the cases. By immunohistochemistry, 10 of the 14 (71.4%) patients had a mutation of the IDH1 enzyme, while 1 of the 11 (9%) patients in whom IDH2 gene sequencing was achieved showed a mutation. In general, 78.6% had IDH enzyme mutations, with an average survival of 48 months. Conclusion. These findings suggest that gliomas are a heterogeneous group of tumors, withgreat genetic variability that impacts their prognosis and behavior
Assuntos
Isocitrato Desidrogenase , Oligodendroglioma , Astrocitoma , Imuno-Histoquímica , Análise de Sequência de DNA , Glioblastoma , Glioma , MutaçãoRESUMO
Abstract Background: Astrocytomas are cancer tumors of the central nervous system and represent the most common type of solid tumors during human childhood. In 2016, the World Health Organization established a molecular classification system to regroup tumor entities to achieve a more accurate diagnosis and a better clinical decision-making and selection of treatment in patients with these types of tumors. Methods: We evaluated a genotyping assay for rapid and cost-effective mutation detection in astrocytomas using TaqMan probes in an asymmetric polymerase chain reaction (PCR) assay. Results: Four diffuse astrocytomas (Grade II), three anaplastic astrocytomas (Grade III), and four glioblastomas (Grade IV) were sequenced, and all of them displayed the wild-type (WT) sequence. We tried to set up this melting analysis for the genotyping of pediatric astrocytomas by identifying the specific melting temperatures of the TaqMan probes due to the presence of the WT sequences in the isocitrate dehydrogenase 1 and 2 (IDH1 and IDH2) and H3.3 histone A genes (H3F3A). We used an IDH1-TaqMan probe to identify the WT status of IDH1 in two different WT deoxyribonucleic acid (DNA) templates (pilocytic and diffuse astrocytoma) and obtained four melting temperature values ranged from 65.6 to 92.2°C. Furthermore, only four out of 29 reactions displayed amplification of the DNA template. Sanger sequencing was faster and more reliable to detect the gene status in all the sequenced samples. Conclusions: We conclude that conventional Sanger sequencing remains the gold standard for the genotyping of pediatric astrocytomas.
Resumen Introducción: Los astrocitomas son un tipo de cáncer que afecta al sistema nervioso central y representan el tumor sólido más común durante la infancia. En el año 2016, la Organización Mundial de la Salud estableció un sistema de clasificación molecular para reagrupar tumores con identidades genéticas similares y lograr un diagnóstico más preciso, lo que lleva a tomar las decisiones clínicas idóneas al elegir el tratamiento de pacientes con este tipo de tumores. Métodos: Se evaluó un protocolo que involucra el uso de sondas TaqMan en un ensayo de reacción en cadena de la polimerasa asimétrica para la detección de mutaciones en astrocitomas. Se secuenciaron cuatro astrocitomas difusos (Grado II), tres astrocitomas anaplásicos (Grado III) y cuatro glioblastomas (Grado IV). Se intentó establecer las condiciones del análisis para la genotipificación de los astrocitomas pediátricos mediante la identificación de las temperaturas de disociación específicas de las sondas TaqMan producidas por la prescencia de las secuancias WT en los genes isocitrato deshidrogenasa 1 y 2 (IDH1, IDH2) y H3.3 histona A (H3F3A). Resultados: Los astrocitomas mostraron la secuencia wild type (WT) (silvestre) de los genes. Se utilizó una sonda TaqMan IDH1 para identificar el estado de este gen en dos templados WT de DNA (astrocitoma pilocítico y difuso) y se obtuvieron cuatro valores de temperatura de disociación (65.6-92.2 °C). Solo cuatro de las 29 reacciones mostraron amplificación de DNA. La secuenciación de Sanger fue más rápida y confiable para detectar el estado de los genes en todas las muestras. Conclusiones: La secuenciación de Sanger sigue siendo la técnica más práctica para la genotipificación de astrocitomas pediátricos.
Assuntos
Criança , Humanos , Astrocitoma , Neoplasias Encefálicas , Reação em Cadeia da Polimerase , Análise de Sequência de DNA , Técnicas de Genotipagem , Astrocitoma/diagnóstico , Astrocitoma/genética , Neoplasias Encefálicas/diagnóstico , Histonas , Sondas de DNA , Análise de Sequência de DNA/métodos , Temperatura de Transição , Glioma , Isocitrato Desidrogenase , MutaçãoRESUMO
Background: Astrocytomas are cancer tumors of the central nervous system and represent the most common type of solid tumors during human childhood. In 2016, the World Health Organization established a molecular classification system to regroup tumor entities to achieve a more accurate diagnosis and a better clinical decision-making and selection of treatment in patients with these types of tumors. Methods: We evaluated a genotyping assay for rapid and cost-effective mutation detection in astrocytomas using TaqMan probes in an asymmetric polymerase chain reaction (PCR) assay. Results: Four diffuse astrocytomas (Grade II), three anaplastic astrocytomas (Grade III), and four glioblastomas (Grade IV) were sequenced, and all of them displayed the wild-type (WT) sequence. We tried to set up this melting analysis for the genotyping of pediatric astrocytomas by identifying the specific melting temperatures of the TaqMan probes due to the presence of the WT sequences in the isocitrate dehydrogenase 1 and 2 (IDH1 and IDH2) and H3.3 histone A genes (H3F3A). We used an IDH1-TaqMan probe to identify the WT status of IDH1 in two different WT deoxyribonucleic acid (DNA) templates (pilocytic and diffuse astrocytoma) and obtained four melting temperature values ranged from 65.6 to 92.2°C. Furthermore, only four out of 29 reactions displayed amplification of the DNA template. Sanger sequencing was faster and more reliable to detect the gene status in all the sequenced samples. Conclusions: We conclude that conventional Sanger sequencing remains the gold standard for the genotyping of pediatric astrocytomas.
Introducción: Los astrocitomas son un tipo de cáncer que afecta al sistema nervioso central y representan el tumor sólido más común durante la infancia. En el año 2016, la Organización Mundial de la Salud estableció un sistema de clasificación molecular para reagrupar tumores con identidades genéticas similares y lograr un diagnóstico más preciso, lo que lleva a tomar las decisiones clínicas idóneas al elegir el tratamiento de pacientes con este tipo de tumores. Métodos: Se evaluó un protocolo que involucra el uso de sondas TaqMan en un ensayo de reacción en cadena de la polimerasa asimétrica para la detección de mutaciones en astrocitomas. Se secuenciaron cuatro astrocitomas difusos (Grado II), tres astrocitomas anaplásicos (Grado III) y cuatro glioblastomas (Grado IV). Se intentó establecer las condiciones del análisis para la genotipificación de los astrocitomas pediátricos mediante la identificación de las temperaturas de disociación específicas de las sondas TaqMan producidas por la prescencia de las secuancias WT en los genes isocitrato deshidrogenasa 1 y 2 (IDH1, IDH2) y H3.3 histona A (H3F3A). Resultados: Los astrocitomas mostraron la secuencia wild type (WT) (silvestre) de los genes. Se utilizó una sonda TaqMan IDH1 para identificar el estado de este gen en dos templados WT de DNA (astrocitoma pilocítico y difuso) y se obtuvieron cuatro valores de temperatura de disociación (65.6-92.2 °C). Solo cuatro de las 29 reacciones mostraron amplificación de DNA. La secuenciación de Sanger fue más rápida y confiable para detectar el estado de los genes en todas las muestras. Conclusiones: La secuenciación de Sanger sigue siendo la técnica más práctica para la genotipificación de astrocitomas pediátricos.
Assuntos
Astrocitoma , Neoplasias Encefálicas , Técnicas de Genotipagem , Reação em Cadeia da Polimerase , Análise de Sequência de DNA , Astrocitoma/diagnóstico , Astrocitoma/genética , Neoplasias Encefálicas/diagnóstico , Criança , Sondas de DNA , Glioma , Histonas , Humanos , Isocitrato Desidrogenase , Mutação , Análise de Sequência de DNA/métodos , Temperatura de TransiçãoRESUMO
Introduccción. Las mutaciones heterocigotas del gen que codifica la isocitrato deshidrogenasa (IDH) ocurren con relativa frecuencia en los gliomas; sin embargo, su relevancia durante el desarrollo tumoral es desconocida. Estas alteraciones provocan una pérdida en la afinidad de la enzima por el sustrato, inhibiendo la actividad de la isoforma silvestre de la IDH1 a través de la formación de heterodímeros inactivos. La expresión forzada de la mutación IDH1/2 en cultivos celulares reduce la formación del producto de la enzima, el α-ketoglutarato (α-KG), e incrementa los niveles del factor inducido por la hipoxia tipo 1 (HIF-1α, un elemento de transcrip¬ción que facilita el crecimiento tumoral en presencia de bajas concentraciones de oxígeno, hallazgo regulado en parte por el α-KG. La expresión del HIF-1α suele ser mayor entre los gliomas portadores de la mutación IDH, en los que la vía de señalización del HIF está implicada en su progresión. Varios grupos independientes han demostrado el papel que tienen las mutaciones del gen IDH1/2 como marcador pronóstico, especialmente para los pacientes con gliomas de bajo grado y con glioblastomas secundarios que presentan un patrón oligo¬dendroglial. Este conocimiento proporciona una clara oportunidad para mejorar las estrategias diagnósticas y terapéuticas para los pacientes con gliomas, que en la actualidad no se encuentran dirigidas contra alteraciones moleculares específicas. Este artículo presenta una revisión detallada del papel de las mutaciones del gen IDH en la progresión y el mantenimiento de los gliomas, y explora algunas opciones terapéuticas dirigidas contra este entorno.
Heterozygous mutations in the gene encoding isocitrate dehydrogenase (IDH) occur in gliomas, but theirmechanistic role in tumor development is unknown. Tumor-derived IDH mutations impair the enzymesaffinity for its substrate and dominantly inhibit wild-type IDH1 activity through the formation of catalytically inactive heterodimers. Forced expression of mutant IDH1 in cultured cells reduces formation of the enzyme product, α-ketoglutarate (α-KG), and increases the levels of hypoxia-inducible factor subunit 1 (HIF-1α, a transcription factor that facilitates tumor growth when oxygen is low and whose stability is regulated by α-KG. HIF-1α levels were higher in human gliomas harboring an IDH1 mutation than in tumors without a mutation, thus, IDH1/2 contributes to tumor progression in part through induction of the HIF-1 pathway. Numerous independent research groups had demonstrated the role of IDH mutations as a prognostic marker, especially for those patients with low grade gliomas and secondary glioblastomas with oligodendroglial pattern. This knowledge indicates great opportunities to improve diagnostic and therapeutic strategies for gliomas, whichare not currently targeted at the specific molecular alterations. This paper presents a detailed review of the role of the IDH gene mutations in progression and manteinance of gliomas, and explores some therapeutic options directed against this environment.