Os glioblastomas (GBMs), tumores cerebrais mais agressivos e excepcionalmente invasivos, caracterizam-se por sua frequente resistência à quimioterapia e recidiva após o tratamento cirúrgico.

Conforme a Organização Mundial da Saúde (OMS), os GBMs são responsáveis por 48,3% dos gliomas em adultos e 14,6% de todos os tumores do Sistema Nervoso Central (SNC).

Atualmente, a classificação da OMS de 2016 para tumores do SNC inclui marcadores moleculares para a classificação de gliomas difusos, como o estado mutacional do gene isocitrato desidrogenase (IDH), e a taxa de sucesso do tratamento para esses pacientes (ou seja, terapia concomitante com temozolomida - TMZ), que pode ser prevista através do promotor do gene O-6-metilguanina-DNA metiltransferase (MGMT).

O papel das mutações IDH1/2 na patogênese dos glioblastomas secundários

As enzimas IDH1/2 catalisam a carboxilação oxidativa do isocitrato ao alfa-cetoglutarato, o qual resulta no antioxidante nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato reduzido.

Os gliomas com mutação de IDH1/2 têm sido associados a um melhor prognóstico quando comparados aos gliomas com IDH do tipo selvagem.

Aproximadamente 96% dos pacientes com GBM têm IDH1 do tipo selvagem, e  evidências sugerem que as mutações do IDH conduzem a um fenótipo de hipermetilação e representam eventos iniciais na transformação tumoral do SNC [1].

A arquitetura celular muito plástica do glioblastoma IDH1 do tipo selvagem é possivelmente associada à manutenção das células neoplásicas em estados característicos de células-tronco, e desta maneira, com capacidades de auto-renovação e tumorigênese. Também pode permitir que essas células tumorais sobreviva aos tratamentos com agentes alquilantes.

A metilação do promotor MGMT como biomarcador preditivo dos GBMs

O gene MGMT codifica uma enzima de reparo do DNA que remove os danos no DNA promovidos por agentes alquilantes como a TMZ. Atualmente, o status do MGMT é o principal biomarcador preditivo para a resposta da temozolomida nos glioblastomas.

O controle transcricional da expressão do gene MGMT é regulado principalmente no nível epigenético pela metilação do seu promotor. A presença de metilação no promotor MGMT prejudica a produção da enzima de reparo de DNA MGMT, e a exposição a TMZ resulta em morte das células tumorais indutoras de danos ao DNA.

Pacientes com promotor MGMT metilado apresentam melhor resposta ao tratamento com a temozolamida, enquanto aqueles com promotor MGMT não metilado não se beneficiam do mesmo tratamento.

O promotor MGMT metilado ocorre em 30-50% dos GBMs IDH do tipo selvagem. A análise da metilação tem sido atualmente conduzida por muitas metodologias diferentes, incluindo PCR quantitativo específico de metilação (qMSP), fusão de alta resolução sensível à metilação (MS-HRM), sequenciamento de próxima geração (NGS), entre outros métodos [2].

Desta maneira, o status de metilação do MGMT é considerado um fator crítico de resistência à temozolomida e baixa sobrevida livre de progressão.

Num artigo publicado na revista Journal of Neuro-Oncology, os autores compararam a metilação do MGMT em pacientes com GBM tratados com TMZ, e associaram-na com os dados moleculares destes pacientes [3].

Neste estudo, os dados epidemiológicos, patológicos e clínicos de 112 pacientes adultos com GBM tratados conforme o protocolo Stupp (radioterapia concomitante mais TMZ seguido de TMZ adjuvante), foram coletados e analisada a expressão de IDH1 por imuno-histoquímica, e a metilação de MGMTp foi avaliada por pirosequenciamento e expressão de RNA mensageiro de MGMT [3].

Os níveis de expressão de RNA mensageiro do MGMT são inversamente associdos à metilação do promotor de MGMT

Como resultados, os autores observaram que dos 112 GBMs, 96 eram IDH1 do tipo selvagem e 16 eram IDH1 mutados. A metilação do MGMTp foi encontrada em 55,5% do IDH do tipo selvagem e 84,6% do IDH mutado e, como esperado, a metilação do MGMTp foi significativamente associada a uma melhor resposta ao tratamento com a temozolamida [3].

A expressão do MGMT foi inversamente correlacionada com os níveis de metilação de MGMTp, e a baixa expressão de MGMT foi significativamente associada a melhor sobrevida do paciente. Observou-se também que a integração da metilação e expressão de MGMTp melhorou significativamente o valor do prognóstico [3].

Os autores avaliaram ainda os níveis de expressão de RNA mensageiro de MGMT, e como esperado, a expressão era inversamente associada à metilação do promotor de MGMT.

O papel preditivo da metilação do MGMT para a resposta da temozolamida nos glioblastomas

Molecularmente, a metilação do MGMT foi significativamente associada à maior sobrevida global dos pacientes, corroborando o papel preditivo da metilação do MGMT para a resposta da TMZ em GBMs.

No estudo, os autores integraram os níveis de metilação e RNA mensageiro de MGMT e observaram que GBMs com MGMT metilado e menor expressão de RNA mensageiro mostraram melhores resultados em comparação com o grupo combinado metilado/alta expressão, grupo não metilado/baixa expressão e grupo não metilado/alta expressão [3].

A predição da resposta da TMZ no GBM é complexa, e outros fatores além do MGMT estão envolvidos. Portanto, mais estudos interrogando todos esses fatores devem ser analisados para ter uma compreensão abrangente e descoberta novos de biomarcadores preditivos do tratamento com a temozolamida.

Em suma,  a análise de RNA mensageiro de MGMT pode ser útil como um preditor da resposta da temozolamida em glioblastomas IDH do tipo selvagem. Além disso, uma análise combinada do estado de metilação do MGMT e da expressão de RNAmensageiro pode fornecer uma previsão mais precisa da resposta ao tratamento com a temozolamida para um melhor manejo clínico de pacientes com glioblastoma.

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Referência:

[1] Zhang C, Moore LM, Li X, Yung WK, Zhang W. IDH1/2 mutations target a key hallmark of cancer by deregulating cellular metabolism in glioma. Neuro Oncol. 2013 Sep;15(9):1114-26. doi: 10.1093/neuonc/not087. Epub 2013 Jul 21. PMID: 23877318; PMCID: PMC3748922.

[2] Le NQK, Do DT, Chiu FY, Yapp EKY, Yeh HY, Chen CY. XGBoost Improves Classification of MGMT Promoter Methylation Status in IDH1 Wildtype Glioblastoma. J Pers Med. 2020 Sep 15;10(3):128. doi: 10.3390/jpm10030128. PMID: 32942564; PMCID: PMC7563334.

[3] Gomes I, Moreno DA, Dos Reis MB, da Silva LS, Leal LF, Gonçalves GM, Pereira CA, Oliveira MA, de Medeiros Matsushita M, Reis RM. Low MGMT digital expression is associated with a better outcome of IDH1 wildtype glioblastomas treated with temozolomide. J Neurooncol. 2021 Jan;151(2):135-144. doi: 10.1007/s11060-020-03675-6. Epub 2021 Jan 5. PMID: 33400009.