Cómo las pruebas moleculares están transformando el diagnóstico y el tratamiento de los tumores cerebrales

Tabla de contenidos

• Introducción: Por qué importan las pruebas moleculares en los tumores cerebrales
• Pruebas moleculares clave para el diagnóstico y tratamiento de tumores cerebrales
• Perfil de metilación del ADN: Una herramienta diagnóstica revolucionaria
• Secuenciación de ADN y ARN: Detección de mutaciones críticas
• Herramientas y técnicas diagnósticas adicionales
• Aplicación de las pruebas moleculares al diagnóstico de tumores cerebrales
• Gliomas difusos del adulto: Cómo las pruebas moleculares guían el diagnóstico
• Implicaciones clínicas: Qué significa esto para los pacientes
• Comprensión de las limitaciones de las pruebas moleculares
• Recomendaciones para pacientes ante el diagnóstico de tumor cerebral
• Información de la fuente

Introducción: Por qué importan las pruebas moleculares en los tumores cerebrales

El perfil molecular ha transformado completamente cómo los médicos diagnostican y clasifican los tumores del sistema nervioso central (SNC) en los últimos años. La última clasificación de tumores del SNC de la Organización Mundial de la Salud (OMS), publicada en 2021, ahora requiere combinar el examen microscópico tradicional con pruebas moleculares para lograr diagnósticos precisos y reproducibles que impactan directamente en la atención al paciente.

Este enfoque integrado significa que los patólogos ahora deben trabajar con múltiples pruebas moleculares, principalmente incluyendo el perfil de metilación del ADN y la secuenciación de nueva generación de ADN/ARN. Estas técnicas avanzadas ayudan a clasificar los tumores con mayor precisión, identificar mutaciones genéticas específicas e incluso revelar dianas terapéuticas potenciales que antes no eran detectables mediante métodos convencionales únicamente.

La importancia del perfil molecular se ha expandido dramáticamente, requiriéndose ahora la evaluación de marcadores moleculares específicos para el diagnóstico adecuado de todos los tipos principales de tumores del SNC. Muchos nuevos tipos tumorales se han descubierto realmente mediante estas tecnologías, particularmente el análisis de metilación del ADN, destacando lo esencial que se han vuelto en la neuropatología moderna.

Pruebas moleculares clave para el diagnóstico y tratamiento de tumores cerebrales

La neuropatología molecular ahora incluye una amplia gama de pruebas con diferentes propósitos, niveles de complejidad, disponibilidad y costes. Comprender estas diferencias es crucial porque ayuda a los médicos a elegir la prueba más apropiada para cada desafío diagnóstico específico e interpretar correctamente los resultados.

El arsenal molecular actual incluye varias tecnologías esenciales que proporcionan información complementaria sobre los tumores cerebrales. Cada prueba tiene fortalezas y aplicaciones específicas que la hacen particularmente valiosa para ciertas situaciones diagnósticas o tipos tumorales.

Perfil de metilación del ADN: Una herramienta diagnóstica revolucionaria

El perfil de metilación del ADN ha sido posiblemente la herramienta molecular más impactante en los últimos años para diagnosticar tumores cerebrales. Este enfoque utiliza el perfil epigenético único de las células tumorales, que refleja tanto las características de su tejido original como los cambios adquiridos durante el desarrollo del cáncer, creando una firma específica para cada tipo tumoral.

En la práctica, el perfil de metilación del ADN se evalúa actualmente utilizando el chip de matriz MethylationEPIC (850K), que investiga el estado de metilación de varios cientos de miles de islas CpG en todo el genoma. Los datos brutos se cargan luego en una plataforma dedicada y se comparan con un repositorio completo de tumores del SNC y otras entidades seleccionadas.

Una puntuación de coincidencia ≥ 0,9 apoya firmemente la clasificación diagnóstica, aunque los expertos siempre revisan estos resultados junto con los hallazgos clínicos, de imagen y histopatológicos. Es importante señalar que el perfil de metilación del ADN utilizando esta plataforma no es un ensayo certificado, por lo que diferentes países pueden tener regulaciones variables sobre su uso diagnóstico.

Esta tecnología ha demostrado ser extremadamente valiosa tanto para investigación como para fines diagnósticos diarios. Para investigación, muchos nuevos tipos y subtipos tumorales se han descubierto mediante análisis no supervisado de grandes conjuntos de datos de tumores cerebrales. Muchos tumores recién identificados muestran superposiciones significativas con otras entidades en términos de características morfológicas y/o tienen una incidencia muy baja, explicando por qué no se reconocieron previamente como neoplasias distintas.

En la práctica clínica, múltiples grupos han publicado su experiencia con esta tecnología tanto en entornos pediátricos como de adultos. En general, se alcanza una puntuación de coincidencia (≥ 0,9) en aproximadamente el 50-65% de las muestras, y se produce un impacto significativo en el diagnóstico en aproximadamente el 10-20% de los casos con posibles consecuencias clínicas. Este hallazgo notable justifica la rápida adopción de esta herramienta en solo unos años.

Generalmente se observan puntuaciones de clasificación medias más altas en casos analizados para confirmar un diagnóstico o evaluar subtipos tumorales específicos. Aparece un rango más amplio de puntuaciones entre muestras desafiantes o especímenes más pequeños. Puntuaciones más bajas en casos complejos pueden resultar de múltiples factores, incluyendo biopsias pequeñas, de mala calidad o no representativas que podrían ser inclasificables tanto por patología tradicional como por perfil de metilación.

Idealmente, se desean 200 nanogramos de ADN con ≥ 60% de concentración de células tumorales, aunque se puede lograr la clasificación diagnóstica con cantidades significativamente menores. Los bloques de tejido fijado en formol e incluido en parafina (FFPE) típicamente proporcionan resultados similares a las muestras congeladas frescas, y el análisis de especímenes más antiguos también puede producir una clasificación correcta.

El perfil de metilación del ADN ha mostrado una utilidad particular para reclasificar tipos tumorales raros con características histopatológicas inespecíficas. Aunque ahora es una herramienta clave para diagnosticar tumores del SNC, este enfoque plantea desafíos significativos en términos de instalaciones tecnológicas requeridas, costes, tiempo de procesamiento (múltiples días) y experiencia necesaria para la ejecución e interpretación.

Secuenciación de ADN y ARN: Detección de mutaciones críticas

Muchos tumores del SNC presentan mutaciones puntuales específicas detectables por secuenciación de ADN o fusiones génicas identificadas principalmente mediante secuenciación de ARN. Por ejemplo, las mutaciones en IDH1/IDH2 y genes que codifican H3 caracterizan subconjuntos específicos de gliomas adultos y pediátricos, respectivamente. Otras mutaciones, como BRAF V600E, pueden aparecer en múltiples tipos tumorales con frecuencias variables pero aún contribuyen a la evaluación diagnóstica y permiten tratamientos dirigidos.

Múltiples tipos de ensayos pueden usarse para la secuenciación de ADN, incluyendo secuenciación directa de gen único (secuenciación Sanger) y enfoques basados en secuenciación de nueva generación (NGS) como secuenciación de paneles dirigidos y secuenciación de exoma/genoma completo (WES/WGS). Estos análisis detectan variaciones de nucleótido único (SNV), pequeñas inserciones/deleciones (InDel) y variaciones en el número de copias (CNV).

Dentro de los ensayos NGS, la secuenciación de paneles génicos dirigidos es actualmente la herramienta más relevante para el estudio diagnóstico molecular diario de tumores del SNC. Permite analizar conjuntos relativamente grandes de genes relevantes con costes aceptables, tiempos de procesamiento y viabilidad de interpretación. Muchos genes más relevantes para el diagnóstico de tumores cerebrales son relativamente específicos de estas neoplasias, justificando paneles personalizados o más grandes.

Se ha demostrado la eficacia diagnóstica de paneles génicos de tamaño medio, detectando mutaciones y CNV incluso con material de entrada limitado. Estudios más recientes utilizando paneles génicos más grandes (incluyendo IDH1/IDH2, TERT, TP53, ATRX, BRAF, H3F3A, H3F3B) confirmaron estos resultados. Estos ensayos detectan alteraciones diagnósticamente relevantes en más de la mitad de los tumores del SNC analizados, con CNV informativos detectados en el 57% de los casos incluso cuando los resultados NGS no fueron contributivos.

Los protocolos de laboratorio son críticos para el éxito de la secuenciación. La calidad del ADN y la tasa de células tumorales deben maximizarse, lográndose una cobertura/profundidad de lectura adecuada según el tipo de ensayo y las características de la muestra. La pipeline de análisis de datos y la experiencia del patólogo molecular que informa son igualmente importantes para la correcta identificación e interpretación de variantes.

El análisis de ADN tumoral circulante (ctDNA) de sangre y/o líquido cefalorraquídeo representa otro enfoque para el perfil molecular tumoral mediante biopsia líquida mínimamente invasiva. Los desafíos técnicos han limitado hasta ahora la implementación en la práctica diaria, pero datos recientes muestran que los paneles NGS completos pueden detectar CNV y abordar la heterogeneidad intratumoral incluso en ctDNA.

Para la secuenciación de ARN, el principal propósito diagnóstico es detectar fusiones génicas, que caracterizan muchos tumores del SNC. Por ejemplo, los astrocitomas pilocíticos frecuentemente albergan la fusión KIAA1549::BRAF, y subtipos moleculares específicos de ependimoma supratentorial se definen por fusiones ZFTA o YAP1. Las fusiones génicas pueden representar dianas terapéuticas explotables, como se observa en gliomas hemisféricos de tipo infantil frecuentemente caracterizados por fusiones génicas NTRK1/NTRK2/NTRK3, ROS1, ALK o MET con inhibidores efectivos disponibles.

Estudios centrados en la importancia de la NGS de ARN en tumores del SNC muestran que esta herramienta es especialmente valiosa para neoplasias pediátricas, que presentan estos eventos con mayor frecuencia. En neoplasias cerebrales adultas, las fusiones génicas son relativamente raras y generalmente no representan dianas terapéuticas.

Herramientas y técnicas diagnósticas adicionales

La evaluación basada en microarrays de variaciones en el número de copias del genoma completo (CNV) es otra herramienta diagnóstica relevante frecuentemente utilizada para caracterizar molecularmente tumores del SNC, especialmente antes de que estuviera disponible el perfil de metilación del ADN. Estos ensayos detectan muchas alteraciones cromosómicas (deleciones, amplificaciones, pérdida de heterocigosidad, pérdida de heterocigosidad copia-neutral, cromotripsis) que sirven como marcadores diagnósticos y/o pronósticos de tipos tumorales específicos.

El perfil molecular no necesariamente significa análisis simultáneo de múltiples alteraciones. La hibridación in situ con fluorescencia (FISH) puede evaluar loci de ADN específicos directamente en portaobjetos de tejido, útil para fines de validación o cuando se sospecha fuertemente una alteración específica basada en características tumorales o cuando el material es insuficiente para otros análisis.

En lugar de ácidos nucleicos, las proteínas pueden evaluarse utilizando tinciones inmunohistoquímicas ampliamente disponibles, rápidas y económicas. La inmunohistoquímica puede establecer la presencia de proteínas mutantes (IDH1 R132H, p53, H3 K27M, H3 G34R/V, BRAF V600E), pérdida de proteínas normales/funcionales (ATRX, H3 K27me3, INI1, BRG1) o hiperactivación de vías aberrantes (EZHIP).

La evaluación de la metilación del promotor de MGMT sigue siendo crucial para la caracterización molecular del glioblastoma IDH-salvaje debido a su relevancia pronóstica y predictiva. Múltiples ensayos pueden investigar este marcador, sin superioridad clara en correlaciones clínicas. Dado que no existen criterios de equivalencia entre diferentes ensayos, comprender las características del ensayo disponible localmente es importante. La inmunohistoquímica de MGMT no es un sustituto confiable para estos ensayos.

Aplicación de las pruebas moleculares al diagnóstico de tumores cerebrales

Los análisis moleculares contribuyen o son requeridos para diagnosticar muchos tipos tumorales reconocidos por la clasificación de la OMS 2021. Las herramientas moleculares más relevantes varían según la neoplasia específica, con ejemplos seleccionados que demuestran la importancia de estas herramientas en la práctica neuropatológica actual.

Gliomas difusos del adulto: Cómo las pruebas moleculares guían el diagnóstico

Según la clasificación de la OMS de 2021, los gliomas difusos en adultos se estratifican principalmente según el estado de IDH1/IDH2 (genes de isocitrato deshidrogenasa 1 y 2). Esta división está bien justificada por las diferencias en la biología tumoral, los mecanismos oncogénicos y las implicaciones clínicas asociadas a este marcador molecular.

El glioblastoma de tipo salvaje para IDH es el glioma difuso más frecuente, que suele aparecer en adultos mayores con pronóstico desfavorable. Se trata de una neoplasia morfológica y molecularmente heterogénea que típicamente muestra características astrocíticas poco diferenciadas con crecimiento infiltrativo, alta proliferación, proliferación microvascular y necrosis. Con una morfología consistente, los médicos deben excluir la mutación de IDH1/IDH2 para descartar un astrocitoma mutado en IDH o un oligodendroglioma mutado en IDH con codeleción 1p/19q.

Existen múltiples opciones para esta tarea: la inmunohistoquímica para IDH1 R132H puede excluir la mutación más frecuente (alrededor del 90% de los gliomas supratentoriales mutados en IDH). Esta estrategia funciona adecuadamente para pacientes de 55 años o más, donde la probabilidad de encontrar una mutación alternativa es inferior al 1%. Sin embargo, si la historia clínica sugiere un glioma de bajo grado previo, es necesaria la secuenciación.

Si faltan características morfológicas de glioblastoma pero se sospecha, la clasificación de la OMS 2021 permite el diagnóstico molecular de glioblastoma. Esto requiere un perfil de metilación del ADN consistente o al menos uno de tres marcadores: ganancia del cromosoma 7 más pérdida del cromosoma 10, mutación del promotor de TERT o amplificación de EGFR. Estos marcadores muestran una especificidad relativa en el contexto adecuado, con resultados similares en los pacientes a los diagnosticados por características morfológicas.

Para los gliomas difusos mutados en IDH, el diagnóstico requiere hallazgos histopatológicos consistentes con un glioma difuso infiltrante con mutación de IDH1/IDH2 y pérdida/mutación de ATRX o exclusión de la codeleción 1p/19q. El oligodendroglioma mutado en IDH y con codeleción 1p/19q requiere codeleción combinada de brazo completo 1p/19. Alternativamente, el diagnóstico puede basarse en la detección de la clase de metilación correspondiente.

El estado de ATRX puede evaluarse mediante inmunohistoquímica (vigilando artefactos por necrosis o astrocitos reactivos no neoplásicos positivos intermezclados) o secuenciación para detectar mutación de pérdida de función. La evaluación de TP53/p53 también ayuda, ya que está frecuentemente presente en astrocitomas mutados en IDH.

Para diagnosticar tumores mutados en IDH con codeleción 1p/19q, el hallazgo crítico es la codeleción de brazo completo 1p/19q, investigable mediante múltiples ensayos incluyendo FISH (hibridación in situ con fluorescencia). Sin embargo, la focalización limitada de FISH en loci únicos puede producir resultados falsos positivos, especialmente en tumores con cariotipos complejos. Las evaluaciones FISH falsas positivas ocurren frecuentemente en casos donde la evaluación del estado 1p/19q no estaría justificada, enfatizando la importancia del uso apropiado de la prueba.

Para el gradaje de gliomas difusos mutados en IDH, las características morfológicas siguen siendo críticas, pero la clasificación de la OMS 2021 añadió la evaluación del estado de CDKN2A/B como criterio de gradaje para astrocitomas mutados en IDH. Con deleción homocigota de CDKN2A/B, se asigna grado 4 debido a su asociación con resultado desfavorable. El estado de CDKN2A/B puede evaluarse mediante perfiles de metilación de ADN con gráficos CNV, secuenciación de nueva generación de ADN (NGS, por sus siglas en inglés) o FISH, aunque no se ha establecido un valor de corte concluyente.

Qué significa para los pacientes: Implicaciones clínicas

La integración de las pruebas moleculares en el diagnóstico de tumores cerebrales representa un cambio fundamental en la atención al paciente. Estas técnicas avanzadas proporcionan diagnósticos más precisos, mejor información pronóstica e identifican dianas terapéuticas potenciales que antes no eran detectables.

Para los pacientes, esto significa enfoques de tratamiento más personalizados basados en las características genéticas específicas de su tumor. La caracterización molecular puede identificar terapias dirigidas que pueden ser más efectivas que los tratamientos convencionales, particularmente para tumores con mutaciones específicas como BRAF V600E o fusiones génicas que involucran genes NTRK, ROS1, ALK o MET.

La capacidad de clasificar tumores más precisamente también mejora la exactitud pronóstica, ayudando a pacientes y médicos a tomar decisiones más informadas sobre la intensidad del tratamiento y el seguimiento. Por ejemplo, la distinción entre gliomas mutados en IDH y de tipo salvaje para IDH impacta significativamente en los resultados esperados y los enfoques terapéuticos.

Las pruebas moleculares también permiten identificar pacientes que podrían beneficiarse de ensayos clínicos de nuevas terapias dirigidas, expandiendo las opciones de tratamiento más allá de los enfoques estándar. Esto es particularmente importante para tipos de tumores agresivos o raros donde los tratamientos convencionales ofrecen beneficios limitados.

Entendiendo las limitaciones de las pruebas moleculares

Aunque las pruebas moleculares han revolucionado el diagnóstico de tumores cerebrales, es importante entender sus limitaciones. Estas tecnologías requieren una experiencia significativa para interpretarse correctamente, y los resultados siempre deben considerarse junto con los hallazgos clínicos, de imagen y patológicos tradicionales.

Los desafíos técnicos incluyen la necesidad de material tumoral suficiente y de calidad adecuada. Las biopsias pequeñas, la mala preservación o el bajo contenido de células tumorales pueden limitar la efectividad de las pruebas moleculares. Algunos ensayos también tienen tiempos de respuesta relativamente largos (varios días) en comparación con el examen patológico tradicional.

El coste y la disponibilidad siguen siendo barreras significativas para la implementación universal de la caracterización molecular integral. No todos los centros médicos tienen acceso a estas tecnologías avanzadas, particularmente en entornos con recursos limitados.

Aunque la clasificación molecular proporciona información valiosa, no siempre se traduce directamente en decisiones de tratamiento. Algunas alteraciones moleculares aún no tienen terapias dirigidas correspondientes, y la significación clínica de los cambios genéticos recién descubiertos puede no entenderse completamente.

Pueden ocurrir resultados falsos positivos y falsos negativos con cualquier prueba, enfatizando la importancia de la interpretación experta y la correlación con otra información diagnóstica. Esto es particularmente relevante para pruebas como FISH, donde las limitaciones técnicas a veces pueden producir resultados engañosos.

Recomendaciones para pacientes que enfrentan un diagnóstico de tumor cerebral

Para pacientes diagnosticados o con sospecha de tumor cerebral, varias recomendaciones pueden ayudar a navegar el proceso diagnóstico:

1. Buscar pruebas moleculares integrales: Pregunte a su equipo médico sobre las opciones disponibles de caracterización molecular, incluyendo perfiles de metilación de ADN y paneles de secuenciación dirigida, ya que pueden proporcionar información diagnóstica y pronóstica crítica.
2. Comprender las características específicas de su tumor: Solicite explicaciones claras de cualquier hallazgo molecular y cómo impacta en su diagnóstico, pronóstico y opciones de tratamiento.
3. Considerar segundas opiniones: La interpretación de pruebas moleculares requiere experiencia significativa. Buscar revisión de su caso en un centro especializado en neuro-oncología puede asegurar el diagnóstico más preciso.
4. Discutir opciones de ensayos clínicos: Si su tumor tiene características moleculares específicas, pregunte sobre ensayos clínicos de terapias dirigidas que podrían ser apropiados para su situación.
5. Preservar tejido tumoral: Si se somete a cirugía, discuta con su equipo quirúrgico la importancia de preservar material tumoral adecuado para posibles pruebas moleculares, tanto inicialmente como para futuras repeticiones si es necesario.
6. Considerar asesoramiento genético: Algunos hallazgos moleculares pueden sugerir predisposición hereditaria al cáncer. Discuta con su médico si el asesoramiento genético podría ser apropiado.

Recuerde que las pruebas moleculares son más valiosas cuando se integran con otra información clínica. Trabaje con su equipo médico para entender cómo estos diagnósticos avanzados se ajustan a su plan de tratamiento general y qué significan para su situación específica.

Información de la fuente

Título del artículo original: Neuropatología molecular: una caja de herramientas esencial y en evolución para el diagnóstico y manejo clínico de tumores del sistema nervioso central

Autores: Luca Bertero, Luca Mangherini, Alessia Andrea Ricci, Paola Cassoni, Felix Sahm

Publicación: Virchows Archiv (2024) 484:181–194

DOI: https://doi.org/10.1007/s00428-023-03632-4

Este artículo adaptado para pacientes se basa en investigación revisada por pares y pretende hacer accesible información científica compleja a pacientes y cuidadores, preservando toda la información médica esencial del estudio original.