Evaluation of the diagnostic and prognostic value of IDH1 and Progranulin in patients with Gliomas

Abstract

Os gliomas são os tumores cerebrais primários mais comuns que surgem no sistema nervoso central (SNC). Segundo a Organização Mundial de Saúde (OMS) a sua classificação é baseada na célula de origem, células gliais, e são classificados de acordo com seu grau histológico de malignidade, do menos agressivo (Grau I) para o mais agressivo (Grau IV), também conhecido como Glioblastoma (GBM). Este último tem origem em astrócitos e é considerado o tumor cerebral mais letal na idade adulta, representando 20% de todos os tumores cerebrais primários. Infelizmente o prognóstico da maioria dos doentes com gliomas, e especialmente com glioblastomas, continua a ser muito reservado. E há décadas que a sobrevida se mantém entre 9 a 15 meses. Apesar de todos os avanços na compreensão dos mecanismos moleculares envolvidos na biologia destes tumores cerebrais, é urgente a descoberta de estratégias eficazes no diagnóstico, prognóstico e tratamentos terapêuticos. Ao longo dos últimos anos, foram descritos alguns marcadores moleculares promissores para o diagnóstico, prognóstico e resposta à terapêutica. O presente estudo focou-se na investigação do valor do marcador IDH1 no diagnóstico e prognóstico de doentes com glioma. Além disso, também teve como objectivo explorar os níveis da progranulina (PGRN) em doentes com glioblastomas correlacionando-os com a sua sobrevida. Várias mutações têm sido descritas no gene IDH1, no entanto, a mais frequente (> 95%) é p.R132H. Noventa e seis doentes seguidos no Centro Hospitalar e Universitário de Coimbra (CHUC) foram estudados para a presença de mutações somáticas no gene IDH1 usando em paralelo dois métodos diferentes, sequenciação de Sanger e imunohistoquímica (IHQ). Dos resultados obtidos podemos concluir que a combinação das duas técnicas aumenta a especificidade e sensibilidade na detecção de mutações. Assim, no dia-a-dia aconselhamos o uso de IHQ como método de primeira linha, seguida de sequenciação para casos em que a IHQ tenha sido negativa ou que apresentem características clínicas/morfológicas duvidosas. Além disso, doentes com mutações no IDH1 apresentaram um melhor prognóstico do que os doentes com tumores não mutados. Recentemente, foi demonstrado que a PGRN e expressão do mRNA estão aumentadas em vários tipos de tumores. Também, este ano foi descoberto que a PGRN torna as células de glioblastoma resistentes à temozolomida, agente quimioterapêutico de primeira linha no tratamento destes tumores. O nível da PGRN foi avaliado em 40 doentes com glioblastoma através da técnica de ELISA. Surpreendentemente, plasmas de doentes com GBM apresentaram níveis da PGRN significativamente diminuídos quando comparados com os indivíduos controlo (p˂0.001). E ainda, os doentes com níveis diminuídos de PGRN apresentaram uma sobrevida menor em relação aos doentes com níveis normais. Estes resultados sugeriram que a PGRN poderá ser usada como um possível marcador de prognóstico. Contudo, estudos adicionais deverão ser realizados de modo a estabelecer uma correlação entre o nível da PGRN no plasma e a sua expressão no tecido tumoral.

Gliomas are the most common primary brain tumours that arise in the central nervous system (CNS). According to the World Health Organization (WHO) their classification, is based on cell origin, glial cells and are graded according to their histological degree of malignancy, ranging from the least aggressive (Grade I) to the most aggressive (Grade IV), also known as Glioblastomas (GBM). This latter one, arise from astrocytes and are considered the most lethal adult brain tumour, representing 20% of all primary brain tumours. Unfortunately, the prognosis of most gliomas, especially glioblastoma, continues to be dismal and the median survival has remained at 9 to 15 months for decades. Despite all the progresses in understanding the molecular mechanisms involved in biology of this brain tumours, the discovery of successful strategies for diagnosis, prognosis and therapeutic treatments are urgently needed. Over the past few years, a few promising molecular markers have been described conferring diagnostic, prognostic and predictive value to therapy response. This study focused on the investigation of the value of IDH1 as diagnostic and prognostic marker in glioma patients. In addition, we also aim to explore the progranulin (PGRN) levels in glioblastoma patients to further correlate with their overall survival. Several mutations have been described in IDH1 gene, however the most frequent (>95%) is p.R132H. Ninety-six patients assisted in the Centro Hospitalar e Universitário de Coimbra (CHUC) were screened for the presence of somatic mutations in IDH1 gene using two different methods in parallel, Sanger sequencing and Immunohistochemistry (IHC). Gathering the results, we concluded that the combination of the two techniques increased the specificity and sensitivity of mutation detection. Furthermore, in a daily practice, we advocate the use of IHC as a first line method, followed by sequencing in IHC-negative cases with dubious clinical or morphological features. Moreover, the patient’s tumour harbouring IDH1 mutations showed a better outcome than patients with non-mutated tumours. Recently, it has been shown that PGRN and PGRN mRNA expression is highly increased in several human tumour types. In addition, this year it was demonstrated that PGRN promotes temozolomide resistance, the current first-line chemotherapeutic agent for glioblastoma. The level of PGRN has been assessed in 40 glioblastoma patients by ELISA technique. Surprisingly, the plasma levels of PGRN in the patients with GBM were significantly decreased compared with healthy control (p˂0.001). Furthermore, patients with decreased levels of PGRN show a shorter survival than patients with normal levels. These results suggested that PGRN might be used as a potential prognostic marker. However, further studies should be performed in order to establish a correlation between plasma level and tumour tissue PGRN expression as well as patient prognosis.