Suscetibilidade dos indivíduos portadores de mutações BRCA1/2 à radiação de diagnóstico

Abstract

Introdução: A síndrome hereditária para cancro da mama e ovário (SHCMO) é, maioritariamente, causada por mutações autossómicas dominantes nos genes supressores tumorais BRCA1 DNA repair associated gene (BRCA1) e BRCA2 DNA repair associated gene (BRCA2). Esta condição genética determina que os indivíduos apresentam uma maior suscetibilidade de desenvolvimento de diferentes tipos de cancro, comparativamente à população em geral, nomeadamente cancro da mama e cancro do ovário, assim como cancro da próstata, cancro do pâncreas e melanoma, embora estes últimos sejam menos frequentes. Considerando o risco aumentado de desenvolver cancro, os indivíduos portadores destas mutações têm um plano de seguimento clínico apertado para a sua deteção precoce, baseado principalmente em técnicas imagiológicas de diagnóstico que implicam a exposição a radiação ionizante. Apesar do benefício destes exames, têm sido levantadas questões relativas à sensibilidade de indivíduos com SHCMO à radiação ionizante e o impacto que pode conferir na suscetibilidade ao desenvolvimento de determinadas neoplasias.Objetivo: Avaliar a radiossensibilidade e os possíveis efeitos biológicos quando indivíduos portadores de mutações no gene BRCA2 são expostos a radiação ionizante com origem em procedimentos imagiológicos de diagnóstico, comparativamente a não portadores, pertencentes a famílias diagnosticadas com SHCMO.Materiais e Métodos: Linhas celulares linfoblastoides (LCLs) de indivíduos caracterizados geneticamente com mutação no gene BRCA2 ou de não portadores pertencentes a famílias com a síndrome foram incluídas neste estudo. As linhas celulares foram obtidas a partir da infeção de células mononucleares do sangue periférico destes indivíduos com o vírus Epstein-Barr. Em seguida, as LCLs foram irradiadas, semanalmente, com doses de radiação correspondentes a CT lombar, durante 4 semanas, obtendo uma dose efetiva cumulativa de radiação ionizante de 108,76 mSv (27,19 mSv/semana), ou com uma dose efetiva única de 2 Sv. Ensaios radiobiológicos foram realizados para analisar a atividade metabólica (ensaio do XTT), a viabilidade celular e tipos de morte celular (citometria de fluxo) e a genotoxicidade (ensaio de micronúcleos e ensaio de cromossomas dicêntricos).Resultados: No presente estudo, 15 LCLs foram obtidas e mantidas em cultura com posterior realização do protocolo correspondente à exposição a radiação ionizante, assim como o ensaio do XTT, a citometria de fluxo e os ensaios de micronúcleos e de cromossomas dicêntricos. No ensaio do XTT, após a exposição cumulativa a radiação, não se verificaram diferenças estatisticamente significativas na atividade metabólica entre o grupo de portadores e o indivíduo não portador para as diferentes semanas de irradiação. Adicionalmente, a dose efetiva de 2 Sv não foi suficiente para que ocorresse uma diminuição considerável no metabolismo celular. Relativamente à citometria de fluxo, realizada após a exposição cumulativa, no grupo de portadores observou-se uma redução na percentagem de células viáveis comparativamente ao indivíduo não portador, com um aumento paralelo na percentagem de células em apoptose tardia/necrose. Por fim, a genotoxicidade foi avaliada através do ensaio de cromossomas dicêntricos, para a exposição cumulativa a radiação, e através do ensaio de micronúcleos, para a dose efetiva de 2 Sv. Para o primeiro ensaio, não foi observada a formação de cromossomas dicêntricos. Já para o ensaio de micronúcleos, com bloqueio da citocinese, não foi possível avaliar a genotoxicidade por não se ter conseguido obter células binucleadas com um citoplasma bem definido que permitissem a contagem de micronúcleos.Discussão: Os resultados obtidos, na sua maioria, contrariam os resultados esperados, nomeadamente em relação às amostras irradiadas com uma dose elevada, correspondente a 2 Sv. Nestas condições, seria expectável que se observasse uma redução na atividade metabólica, assim como a formação de micronúcleos. No entanto, mais experiências deverão ser realizadas e a amostra aumentada com o objetivo de esclarecer os efeitos relacionados com a exposição a radiação ionizante, o que indicará as consequências da realização de diversos procedimentos imagiológicos ao longo da vida. Conclusão: Tendo em conta as condições avaliadas, não foi possível validar se existe, de facto, um aumento da radiossensibilidade em indivíduos portadores de mutações no gene BRCA2, comparativamente a não portadores, sendo sugeridas alterações no protocolo, nomeadamente relativamente ao número de irradiações realizado.

Introduction: Hereditary breast and ovarian cancer (HBOC) syndrome is mostly caused by autosomal dominant mutations in the tumor suppressor genes BRCA1 DNA repair associated gene (BRCA1) and BRCA2 DNA repair associated gene (BRCA2). This genetic condition determines that individuals have a greater susceptibility to developing different types of cancer, compared to the general population, namely breast and ovarian cancers, as well as prostate cancer, pancreatic cancer, and melanoma, although the latter are less frequent. Considering the risk of developing cancer, carriers of these mutations have a tight clinical follow-up plan for their early detection, based mainly on diagnostic imaging techniques that involve exposure to ionizing radiation. Despite the benefit of these exams, questions have been raised regarding the sensitivity of individuals with this syndrome to ionizing radiation and the impact it may have on the susceptibility to the development of certain neoplasms.Aim: To evaluate the radiosensitivity and possible biological effects for individuals carrying mutations in the BRCA2 gene exposed to ionizing radiation originating from diagnostic imaging procedures, compared to non-carriers belonging to families diagnosed with HBOC syndrome.Materials and Methods: Lymphoblastoid cell lines (LCLs) from genetically characterized individuals with BRCA2 gene mutation or from non-carriers belonging to families with the syndrome were included in this study. The cell lines were obtained from the infection of peripheral blood mononuclear cells from these individuals with the Epstein-Barr virus. Then, LCLs were irradiated weekly with radiation doses corresponding to lumbar CT for 4 weeks, obtaining a cumulative effective dose of ionizing radiation of 108.76 mSv (27.19 mSv/week), or with an effective dose of 2 Sv. Radiobiological assays were performed to analyze metabolic activity (XTT assay), cell viability and types of cell death (flow cytometry) and genotoxicity (micronucleus assay and dicentric chromosome assay).Results: In the present study, 15 LCLs were obtained and maintained in culture with subsequent implementation of the protocol corresponding to exposure to ionizing radiation, as well as the XTT assay, flow cytometry and micronucleus and dicentric chromosome assays. In the XTT assay, after cumulative exposure to radiation, there were no statistically significant differences in metabolic activity between the carrier group and the non-carrier individual for the different weeks of irradiation. Additionally, the effective dose of 2 Sv was not enough to cause a considerable decrease in cellular metabolism. Regarding flow cytometry, performed after cumulative exposure, in the carrier group a reduction in the percentage of viable cells was observed compared to the non-carrier individual, with a parallel increase in the percentage of cells in late apoptosis/necrosis. Finally, the genotoxicity was evaluated through the dicentric chromosome assay, for the cumulative exposure to radiation, and through the micronucleus assay, for the effective dose of 2 Sv. For the first assay, the formation of dicentric chromosomes was not observed. As for the cytokinesis-block micronucleus assay it was not possible to evaluate the genotoxicity because it was not possible to obtain binucleated cells with a well-defined cytoplasm that would allow the counting of micronuclei.Discussion: The results obtained, for the most part, contradict the expected results, namely in relation to samples irradiated with a high dose, corresponding to 2 Sv. Under these conditions, a reduction in metabolic activity would be expected, as well as the formation of micronuclei. However, more experiments should be performed, and the sample increased to clarify the effects related to exposure to ionizing radiation, which will indicate the consequences of performing several imaging procedures throughout life.Conclusion: Considering the conditions evaluated, it was not possible to validate whether there is, in fact, an increase in radiosensitivity in individuals carrying mutations in the BRCA2 gene, compared to non-carriers.