Rev Med UAS
Vol. 12: No. 2. Abril-Junio 2022
ISSN 2007-8013
Fernández-Galindo Martha Alejandra1, Moreno-Ortiz José Miguel1, Contreras-Gutiérrez José Alfredo2, Martínez-Félix Jesús Israel3, Misael Guerrero-Valdez4, Beltrán-Ontiveros Saúl Armando2*.
*Autor de correspondencia: Dr. Saúl Armando Beltrán-Ontiveros
Coordinación de investigación del Centro de Investigación y Docencia en Ciencias de la Salud. UAS
Dirección: Eustaquio Buelna 91, Col. Burócrata, Código Postal: 80030 Culiacán Rosales, Sinaloa. México.
Teléfono: 667 3068465 saul.beltran@uas.edu.mx
DOI http://dx.doi.org/10.28960/revmeduas.2007-8013.v12.n2.008
Texto Completo PDFRecibido 16 de enero 2022, aceptado 26 de marzo 2022
RESUMEN
Los microsatélites son secuencias cortas de ADN repetidas en tándem, distribuidas dentro del genoma, los cuales son propensos a errores en la replicación. El sistema Mismatch Repair (MMR), se encarga de identificar, señalar y reparar bases mal emparejadas, principalmente en secuencias repetitivas de ADN. La inactivación de cualquiera de los genes que codifican para las proteínas MMR puede provocar cambios en la longitud de los microsatélites causando un fenotipo hipermutable conocido como inestabilidad de microsatélites (MSI), vía de tumorigénesis bien establecida relacionada con la aparición, progresión y pronóstico de diversas neoplasias malignas. Debido a la gran cantidad de mutaciones somáticas, los tumores MSI tienen mayor sensibilidad a la inmunoterapia. La FDA ha aprobado un anticuerpo monoclonal como tratamiento para pacientes pediátricos y adultos con tumores sólidos MSI, el cual ha demostrado una actividad antitumoral sólida y duradera y un perfil de seguridad manejable contra varias neoplasias malignas avanzadas.
Palabras clave: Microsatélites, marcador biológico, Pembrolizumab
ABSTRACT
Microsatellites are short tandem repeating DNA sequences, distributed within the genome, that are prone to replication errors. The mismatch repair system (MMR) is responsible for identifying, signaling, and repairing mismatched bases, primarily in repetitive DNA sequences. Inactivation of any of the genes that encode MMR proteins can cause changes in the length of the microsatellites, and like a consequence a hypermutable phenotype known as microsatellite instability (MSI), a wellestablished tumorigenesis pathway related to the appearance, progression, and prognosis of various malignant neoplasms. Due to the large number of somatic mutations, MSI tumors are more sensitive to immunotherapy. The FDA has approved a monoclonal antibody as a treatment for pediatric and adult patients with MSI solid tumors, which has demonstrated robust and long-lasting antitumor activity and a manageable safety profile against various advanced malignancies.
Keywords: Microsatellites, biological marker, Pembrolizumab
MSI y sistema MMR
Los microsatélites son secuencias cortas de ADN repetidas en tándem, distribuidas ampliamente dentro del genoma tanto en regiones codificantes como no codificantes; su naturaleza repetitiva los hace especialmente propensos a errores de replicación1 que, normalmente, son reparados por el sistema de reparación de errores de apareamiento del ADN o sistema Mismatch Repair (MMR)2,3, encargado de identificar, señalar y reparar bases mal emparejadas, principalmente en secuencias repetitivas de ADN2,4,5,6.
El sistema MMR se constituye por diversas proteínas: MLH1, MLH3, MSH2, MSH3, MSH6, PMS1, PMS2 y Exo1; responsables de la vigilancia de la replicación correcta del ADN. Estas proteínas forman complejos heterodímeros funcionales mediante combinaciones específicas que reparan el daño del ADN. Durante la replicación normal del ADN, el MMR competente detectará los errores de emparejamiento del ADN mediante los heterodímeros MSH2/MSH6 y MSH2/MSH3; es decir, estas son responsables de la detección inicial de los errores de replicación. Posteriormente, se reclutan MLH1/PMS2 para la escisión del nucleótido o fragmento que no coincida y para la re-síntesis de una nueva hebra corregida2,5,7. Sin embargo, la desregulación del MMR limitará la capacidad de las células para corregir los errores que normalmente ocurren durante la replicación de secuencias repetitivas del ADN, causando un fenotipo mutante conocido como inestabilidad de microsatélites (MSI)8,9.
La inactivación de cualquiera de los genes que codifican para las proteínas MMR, ya sea por variantes en la región codificante, por cambios epigenéticos (como metilación del promotor) o, por reordenamientos cromosómicos que conducen a la pérdida de la heterocigosidad, puede provocar MSI5,10.
MSI en la vía de tumorigénesis
La MSI se define como un cambio en la longitud de los microsatélites causado por la inserción o deleción de una unidad repetitiva; es una vía de tumorigénesis bien establecida, implicada en la aparición, progresión y pronóstico de diversas neoplasias malignas7,11. A pesar de que el cáncer colorrectal (CCR) es la entidad oncológica relacionada por excelencia con la MSI, donde se encuentra presente en 15-20% de los casos12,13, no es la única, también está presente en diversos tipos de cáncer. Recientemente se analizó la MSI en 18 tipos de cáncer, encontrando inestabilidad en 14 de ellos14, incluidos 3,8,13,15,16,17,18.
Los análisis de MSI y sus alteraciones moleculares relacionadas en cáncer son cada vez más relevantes en entornos clínicos ya que brindan información sobre las opciones terapéuticas, el pronóstico del cáncer y la evaluación del riesgo de cáncer familiar8. La detección de MSI se determina mediante el uso de iniciadores específicos marcados con fluorescencia y realizando una PCR multiplex. Posteriormente lo fragmentos amplificados se identifican mediante electroforesis capilar1, 8.
Con el fin de clasificar la MSI, en 1997, el NCI propuso el uso de un panel de 5 marcadores microsatélites, conocido como panel Bethesda, el cual constaba de dos repeticiones de mononucleótidos (BAT25 y BAT26) y tres repeticiones de dinucleótidos (D5S346, D2S123 y D17S250)1,3,8. El panel Bethesda, se sigue utilizando actualmente, sin embargo, tiene ciertas limitaciones como la necesidad de analizar tejido sano y tejido tumoral, ya que se tiene que comparar la longitud de cada marcador en ambos tejidos; y la utilización de marcadores dinucleótidos, que disminuyen la sensibilidad y especificidad de la prueba, ya que se ha visto que los marcadores mononucleótidos son más sensibles y específicos19,20. En 2002, Suraweera et al., propusieron un panel multiplex constituido por cinco marcadores mononucleotidos cuasimonomórficos (NR-21, NR-22, NR-24, BAT-25 y BAT-26), denominado panel Pentaplex, el cual es más específico y permite el análisis de MSI sin la necesidad de utilizar tejido no tumoral20,21,22,23,24.
Un alto nivel de MSI (MSI-H) se asocia con aumento de la tasa de mutación3, confiriendo un estado hipermutable a las células1,25. Debido a la gran cantidad de mutaciones somáticas, los tumores MSI-H expresan altos niveles de neoantígenos, lo que confiere susceptibilidad a la inmunoterapia26. Diversos estudios han demostrado mejor pronóstico para los cánceres MSI-H en comparación con aquellos MSI-L o MSS, ya que presentan mejor respuesta inmune antitumoral y mejor capacidad de inhibir el crecimiento de células tumorales; así como mayor sensibilidad a terapias con anticuerpos monoclonales3,7,27.
Respuesta inmunitaria en cáncer
Las células del sistema inmunitario atacan células que producen antígenos anormales, por lo que se ha propuesto que las células T pueden reconocer y atacar mayormente células de tumores con MSI-H. Las células T juegan un papel fundamental en la respuesta inmunitaria frente a las neoplasias. Las células T tienen receptores inhibidores que se encargan de regularlas negativamente al unirse con sus ligandos específicos; son puntos de control inmunológico que mediante un mecanismo de retroalimentación negativa limita la fase efectora, la expansión clonal y la función de las células T28.
La proteína 1 de muerte celular programada (PD-1), también conocida como CD279 y sus ligandos, el ligando 1 de muerte celular programada (PD-L1) y 2 (PD-L2) juegan un papel crucial en la regulación de la respuesta inmune 29,30. PD-1 es un receptor transmembranal, que funge como punto de control inmunitario modulando las respuestas inmunes31,32; se une a PD-L1 y PD-L2, que también son proteínas transmembrana. PD1 se expresa principalmente en los linfocitos T (LT) CD4+ y CD8+ activadas, linfocitos B (LB), natural killer (NK), macrófagos y células dendríticas. PD-L1 se expresa en múltiples tipos celulares, constitutivamente en LT, LB y células dendríticas. PD-L2 se restringe a macrófagos y células dendríticas 28,30.
Las células neoplásicas expresan PD-L1 y PD-L2, que al unirse con PD-1 de las células T provoca su inactivación28,30, mecanismo que les permite evadir al sistema inmune. PD-1, PD-L1 y PD-L2 se expresan de forma anormal en células tumorales y en los linfocitos que se encuentran en el microambiente tumoral29. La expresión de PD-1 y sus ligandos en las células tumorales desempeñan un papel en la evasión inmune, mediando la inhibición de la respuesta inmune antitumoral para permitir que los tumores crezcan sin control33. La unión de PD-1 con PD-L1/PD-L2 induce fosforilación del dominio de inhibición tirosina del inmunorreceptor citoplasmático de PD-1 que va a reclutar la fosfatasa SHP2. Después SHP2 desfosforila el receptor de células T, lo que lleva a una reducción de la muerte de las células diana30. El bloqueo de PD1 evita la interacción entre PD-1 de las células T y PD-L1 de las células tumorales, reactivando la inmunidad antitumoral mediada por células T28. El bloqueo de la vía de PD-1 puede hacer que los tumores sean vulnerables a la vigilancia inmunitaria33.
Imporancia de pembrolizumab en tumores que presentan MSI-H
Pembrolizumab es un anticuerpo IgG4 kappa monoclonal humanizado28 altamente selectivo29, dirigido específicamente a un punto de control inmunitario, (PD-1) bloqueando directamente la interacción con sus ligandos (PD-L1 y PD-L2)33, liberando la inhibición de la respuesta inmune mediada por esta vía, incluida la respuesta inmune antitumoral. El bloqueo de este punto de control inmunológico ha resultado en respuestas clínicas favorables en pacientes con múltiples tipos de cáncer26. La FDA aprobó el uso de pembrolizumab como tratamiento para pacientes pediátricos y adultos con tumores sólidos basándose en dos características genéticas específicas: siendo una de ellas la MSI-H13,34,35. Esta es la primera vez en que se aprueba un tratamiento oncológico basándose únicamente en la presencia o ausencia de un biomarcador común, en lugar del origen primario del cáncer. Actualmente está aprobado en más de 80 países para el tratamiento de tumores sólidos con inestabilidad de microsatélites o deficiencia de MMR26.
El pembrolizumab ha demostrado una actividad antitumoral sólida y duradera y un perfil de seguridad manejable contra varias neoplasias malignas avanzadas 36,37,38. Los pacientes con tumores MSI-H que responden a pembrolizumab desarrollan una rápida expansión clonal de células T específicas de neoantígeno; estos clones fueron reactivos a los neoantígenos encontrados en los tumores de los pacientes, reforzando así la respuesta inmunitaria contra las células cancerosas, lo que puede desacelerar el crecimiento tumoral, disminuir el tamaño y mejorar la supervivencia libre de progresión18. Los análisis de MSI y sus alteraciones moleculares relacionadas en cánceres son cada vez más relevantes en entornos clínicos ya que brindan información sobre las opciones terapéuticas, el pronóstico del cáncer y la evaluación del riesgo de cáncer familiar8. Por lo tanto, MSI tiene el potencial de convertirse en un predictor clave para evaluar el grado de malignidad, la eficacia y el pronóstico de los tumores. Además, los patrones de MSI podrían proporcionar información para la implementación de nuevas estrategias de tratamiento individualizadas7.
REFERENCIAS