Scoperta e convalida del biomarcatore di metilazione del DNA plasmatico per il rilevamento del cancro allo stomaco

Nonostante l'incidenza in netto calo negli ultimi decenni, si stima che nel 2012 si siano verificati quasi un milione di nuovi casi di cancro allo stomaco, rendendolo il quinto tumore maligno più comune al mondo dopo il cancro al polmone, al seno, al colon-retto e alla prostata. Più del 70% dei casi (677.000 casi) si verifica nei paesi in via di sviluppo e la metà si verifica in Asia orientale (principalmente in Cina). Sebbene il Nord America sia considerato una regione a basso rischio, ogni anno negli Stati Uniti vengono diagnosticati 22.000 casi. La sopravvivenza a cinque anni per il periodo 2005-2011 negli Stati Uniti è stata inferiore al 30%, poiché il cancro allo stomaco è generalmente asintomatico nelle fasi iniziali e spesso si è metastatizzato al momento della diagnosi. Al contrario, i tassi di sopravvivenza a 5 anni sono quasi del 70% in Corea del Sud e Giappone, dove sono stati implementati programmi di screening di massa e una grande percentuale di cancro allo stomaco viene rilevata nelle fasi iniziali. L'endoscopia UGI è stata considerata il gold standard per la diagnosi del cancro allo stomaco, ma lo screening di massa basato sull'endoscopia potrebbe non essere fattibile nelle regioni a rischio relativamente basso o meno sviluppate. Pertanto, l'identificazione di biomarcatori per la malattia in fase iniziale è fondamentale per lo sviluppo di efficaci strategie di screening. Con i recenti progressi nella genetica del cancro e nelle tecnologie di analisi, questo è un momento opportuno per scoprire biomarcatori minimamente invasivi, specifici ed economici.

Una scoperta sorprendente dai progetti sul genoma del cancro su larga scala come TCGA è stata l'enorme variazione nei modelli mutazionali sia all'interno che all'interno dei singoli tipi di tumore. Anche i geni più comunemente mutati erano tipicamente alterati in meno della metà dei casi di un dato cancro. I due geni driver più frequentemente mutati nel cancro allo stomaco, TP53 (proteina tumorale p53) e ARID1A (dominio interattivo ricco di AT 1A), sono stati mutati rispettivamente solo nel 44% e nel 17% dei casi. I tassi di mutazione per i restanti geni guidatori del cancro allo stomaco erano ancora più bassi. È importante sottolineare che le mutazioni di questi geni sono spesso diffuse su diversi esoni, il che complica il rilevamento della variazione di sequenza basata sul DNA, poiché per ottenere sensibilità e potenza adeguate saranno necessari un gran numero di campioni e un'ampia genotipizzazione. Al contrario, la metilazione del DNA, che è una modificazione chimica dei dinucleotidi CpG che non altera la sequenza delle coppie di basi, genera un segnale più robusto rispetto alle alterazioni genetiche. Ad esempio, la metilazione nel promotore Stratifin è stata riscontrata nel 96% (24/25) dei carcinomi mammari, nell'83% (15/18) dei carcinomi duttali in situ e nel 38% (3/8) delle iperplasie atipiche benigne, ma era assente nei tessuti mammari di individui sani, il che suggerisce che lo stato di metilazione di questo locus è un evento precoce del cancro al seno che potrebbe fungere da biomarcatore del cancro al seno. La metilazione aberrante del DNA si verifica in una fase iniziale della carcinogenesi e contribuisce allo sviluppo e alla progressione. In particolare, una caratterizzazione molecolare completa di 295 tumori primari dello stomaco nel TCGA ha classificato i tumori in quattro sottotipi molecolari. Tutti e quattro i tipi hanno mostrato ipermetilazione del DNA a vari livelli, con un tipo più fortemente metilato rispetto a qualsiasi altro gruppo tumorale precedentemente analizzato in TCGA. Inoltre, altri studi hanno anche suggerito che la metilazione aberrante può essere associata a varie condizioni pre-maligne come l'infezione da Helicobacter pylori, gastrite grave, metaplasia intestinale e displasia, implicando un ruolo per un effetto di campo epigenetico che può riflettere i primi passi nella trasformazione neoplastica dello stomaco. È importante sottolineare che l'ipermetilazione può essere rilevata nel DNA libero cellulare circolante (cfDNA) che si ritiene derivi da tessuti preneoplastici o tumorali. Sono in corso sforzi per scoprire marcatori di metilazione del DNA a base di sangue in vari tipi di tumori. In particolare, il DNA SEPT9 metilato plasmatico è stato valutato per il rilevamento del cancro del colon-retto e un esame del sangue commerciale per questo è in fase di revisione per l'approvazione da parte della Food and Drug Administration statunitense.