Biomarcadores circulantes em mulheres com lesões impalpáveis da mama
Circulating biomarkers in women with impalpable breast lesions

Publication year: 2019
Theses and dissertations in Inglés presented to the Universidade do Estado do Rio de Janeiro. Faculdade de Ciências Médicas to obtain the academic title of Doutor. Leader: Brown, Gilda Alves

O câncer de mama representa a primeira causa de morte por câncer no mundo para mulheres. Neste contexto, a detecção precoce do câncer de mama aumenta consideravelmente as chances de cura. Entretanto a caracterização das lesões iniciais e impalpáveis tem se tornado um desafio. Histologicamente estas lesões mesclam células agrupadas in situ e infiltrativas, sendo difícil a predição do seu potencial de evolução. A busca por marcadores tumorais circulantes vem sendo amplamente explorada na tentativa de minimizar procedimentos invasivos, repetitivos e tratamentos agressivos nestes casos. O objetivo do trabalho foi detectar candidatos a marcadores circulantes envolvidos no desenvolvimento de lesões impalpáveis mamárias BIRADS-3 e 4. Para este fim, foi realizado o perfil de metilação dos promotores dos genes CDKN2A (p14ARF e p16INK4A) e ATM; a detecção de mutações somáticas nos genes TP53 (éxons 4 ao 9), CDKN2A (éxons 1 ao 3), PIK3CA (éxons 9 e 20) no DNA de tecido tumoral e circulante e ainda, a identificação de proteínas diferencialmente expressas na saliva e no plasma das pacientes com lesões impalpáveis da mama. Em conjunto, estes objetivos geraram cinco publicações. Resumidamente duas coortes de mulheres (N=62 e N=56) foram avaliadas para a detecção de metilação nos promotores de CDKN2A (p14ARF e p16INK4A) e ATM. Para as duas coortes, as frequências de metilação no DNA do sangue foram de 41%-37,5%, 26%-27% e 41%-48% para os genes ATM, p14ARF e p16INK4a, respectivamente. A frequência de metilação encontrada nos tumores (N=62) foram de 1/62 (1,6%), 3/62 (4,8%) e 33/62 (53,2%) para os genes p14ARF e p16INK4a e ATM, respectivamente. Em relação a avaliação mutacional, os genes PIK3CA, TP53 e CDKN2A foram sequenciados (PCR-Sanger) em 58 mulheres com lesões impalpáveis (49 malignas e 9 benignas) com o respectivo DNA circulante livre. Um total de 37 mutações foram encontradas, sendo 8/58 (14%), 18/58 (31%) e 11/58 (19%) para os genes PIK3CA, TP53 e CDKN2A, respectivamente.

Em relação aos dados proteômicos as principais proteínas diferencialmente expressas na saliva dos pacientes em comparação com os controles foram:

α2-macroglobulina, ceruloplasmina, leukocyte elastase inhibitor, α‑enolase, e deleted in malignant brain tumors 1. Em relação ao plasma, a alfa-2-macroglobulina e a ceruplasmina estão em super expressão, enquanto outras proteínas, como haptoglobina, hemopexina e proteína de ligação à vitamina D estavam em baixa expressão comparadas com o controle. Baseados nestes resultados, a vitamina D foi dosada no plasma de 65 pacientes com lesões mamárias impalpáveis e em 20 controles. A prevalência de deficiência e/ou insuficiência de vitamina D em mulheres com lesões malignas e nos controles foram de 84% e 60%, respectivamente. Neste estudo os resultados são inéditos, entretanto os candidatos a biomarcadores descritos aqui carecem de maiores investigações para descrição e validação do seu envolvimento no desenvolvimento das lesões mamárias impalpáveis
Breast cancer is the leading cancer death cause in the world for women. In this context, the breast early detection increases the cure chances greatly, however the initial characterization of the impalpable lesions has become a challenge. Histologically, these lesions contain in situ and infiltrative cells, which makes it difficult to predict their potential for evolution. The search for circulating tumor biomarkers has been extensively explored in an attempt to minimize invasive, repetitive procedures and aggressive treatments in these cases. The aim of this study was to detect circulating biomarkers involved in the development of impalpable breast lesion with classification BIRADS-3 and 4.

For this purpose:

the methylation profile of CDKN2A (p14ARF and p16INK4A) and ATM promoters; the detection of somatic mutations in TP53 (exon 4 to 9), CDKN2A (exons 1 to 3), PIK3CA (exons 9 and 20) genes in tumor and circulating free DNA; and the identification of proteins differentially expressed in the saliva and plasma from patients with impalpable breast lesions were performed. Together, these results generated five publications. Briefly, two cohorts (N=62 and N=56) were evaluated for the methylation detection in the promoters of CDKN2A (p14ARF and p16INK4A), and ATM. For the two cohorts, methylation frequencies in blood DNA were 41%-37.5%, 26%-27%, and 41%-48% for the ATM, p14ARF and p16INK4a genes, respectively. The methylation frequency found in tumors (N=62) was 1/62 (1.6%), 3/62 (4.8%) and 33/62 (53.2%) for p14ARF and p16INK4a and ATM, respectively. Regarding the mutational evaluation, the PIK3CA, TP53 and CDKN2A genes were sequenced (PCR-Sanger) in 58 women with impalpable lesions (49 malignant and 9 benign) with their respective free circulating DNA. A total of 37 mutations were found, being 8/58 (14%), 18/58 (31%) and 11/58 (19%) for the PIK3CA, TP53 and CDKN2A genes, respectively.

Regarding the proteomic data the main proteins differentially expressed in the saliva from the patients compared to the controls were:

α2-macroglobulin, ceruloplasmin, leukocyte elastase inhibitor, α-enolase, and deleted in malignant brain tumors 1. In relation to plasma, alpha -2-macroglobulin and ceruplasmin are in high expression, whereas other proteins such as haptoglobin, hemopexin and vitamin D binding protein were in low expression compared to the control. Based on these results, we measured plasma vitamin D in 65 patients with impalpable breast lesions and in 20 controls. The prevalence of vitamin D deficiency and/or insufficiency in women with malignant lesions and in the controls were 84% and 60%, respectively. In this study the results are unpublished, however the biomarkers candidates described here need further investigation to describe and validate their involvement in the development of impalpable breast lesions

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