I Gliomi e l’importanza delle mutazioni dei geni Idh1 e Idh2

La ricerca del Centro di Neuro-Bio-Oncologia di Vercelli

I gliomi (tumori che hanno origine nel cervello o nella colonna vertebrale) vengono suddivisi dalla classificazione WHO (World Health Organization) in progressivi gradi istologici di malignità, variabili dal grado I al grado IV sulla base di criteri clinici ed istopatologici. I gliomi vengono inoltre classificati morfologicamente in sottotipi istologici ovvero in astrocitomi, oligodendrogliomi ed oligoastrocitomi.

Il Glioblastoma multiforme (GBM) è il più maligno dei gliomi ed rappresenta il IV grado di malignità. Al grado III vi è l’astrocitoma anaplastico e al grado II l’astrocitoma diffuso. Gli oligodendrogliomi possono essere di grado II o III. La diagnosi di glioma sulla base dei soli criteri istopatologici non è più oggi accettata. Deve essere completata dallo studio di marcatori genetici.

Questi si rendono manifesti progressivamente nel corso della trasformazione. Per esempio, in base ad essi si riconoscono due tipi di GBM: il GBM primario (pGBM) ed il GBM secondario (sGBM). Recentemente, nel corso di uno studio genome- wide su 22 pazienti affetti da GBM sono state identificate mutazioni somatiche nei geni codificanti per le isoforme I e II dell’isocitrato deidrogenasi (IDH1 e IDH2).

Studi successivi hanno confermato la presenza di queste mutazioni in più del 70% dei gliomi di grado II e III, in più dell’80% dei sGBM e solo nel 10% dei pGBM. Le mutazioni, puntiformi ed in eterozigosi, interessano il residuo di Arginina (Arg) altamente conservato al codone 132 del gene IDH1 ed il suo omologo al codone 172 del gene IDH2.
Molto più raramente, possono interessare il residuo R100 del gene IDH1 ed il suo omologo R140 del gene IDH2, oppure i residui R49 e G97 del gene IDH1. Presso il Centro Ricerche di Neuro-Bio- Oncologia di Vercelli è stato eseguito uno studio sul significato diagnostico e prognostico delle mutazioni di IDH1 e IDH2 sulla casistica qui depositata (313 neoplasie cerebrali di cui 257 gliali).

I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista Journal of Neuro-Oncology: IDH1 and IDH2 mutations, immunohistochemistry and associations in a series of brain tumors” di Mellai M, Piazzi A, Caldera V, Monzeglio O, Cassoni P, Valente G, Schiffer D ( J Neurooncol. 2011 Nov;105(2):345-57). La pubblicazione è stata di grande successo e per questo abbiamo ricevuto i complimenti dall’Editor, come risulta dalla Figura 1. Lo studio è consistito nell’analisi mutazionale mediante sequenziamento diretto dell’esone 4 del gene IDH1 e dell’esone 4 del gene IDH2, contenenti i rispettivi codoni d’interesse.

Parallelamente, sugli stessi campioni, è stata eseguita un’analisi immunoistochimica con l’anticorpo monoclonale anti-mIDH1R132H (clone H09, Dianova GmbH). All’analisi genetica sono state identificate mutazioni a carico dei soli codoni R132 del gene IDH1 e R172 del gene IDH2. Lo spettro mutazionale è riportato nella Tabella 1 ed i corrispondenti elettroferogrammi nelle Figure 2 e 3.
Le mutazioni sono state identificate in 64/287 (22%) gliomi, con una frequenza simile negli astrocitomi di grado II e III. Negli oligodendrogliomi, la frequenza è risultata maggiore nei tumori di grado II. Le mutazioni sono risultate rare negli astrocitomi pilocitici (<1%) mentre tutti gli oligoastrocitomi sono risultati mutati per il gene IDH1 (p.R132H).

Relativamente alla serie dei GBM, le mutazioni sono state identificate nell’1.8% dei pGBM e nell’ 84.5% dei sGBM. Il dato più importante è che le mutazioni sono state identificate prevalentemente nei gliomi di II e III grado. Nessuna mutazione dei geni IDH1 e IDH2 è stata osservata nei tumori di origine non gliale, con l’eccezione di un PNET (p.R132H).
Relativamente all’analisi immunoistochimica, il confronto dei risultati dell’analisi mutazionale ha dimostrato l’elevata specificità dell’anticorpo anti-mIDH1R132H (p=0.0001) nell’identificazione delle cellule tumorali portatrici della mutazione p.R132H del gene IDH1.

I casi con le mutazioni p.R132C, p.R132G, p.R132S e p.R132L non hanno evidenziato, corrispondentemente, alcuna reattività immunoistochimica. La Figura 4 vuole essere una panoramica della positività degli elementi tumorali portatori della mutazione p.R132H nella serie dei gliomi. Uno degli elementi rilevanti dello studio è l’associazione significativa delle mutazioni con lo stato di metilazione del gene MGMT nei gliomi di grado II e III (p=0.0115) e borderline con la presenza della co-delezione 1p/19q (p=0.0836) nei tumori oligodendrogliali.

Di pari importanza è l’associazione con la prognosi migliore. Questa è di grande utilità per il radioterapista quando valuta gli effetti della terapia da lui erogata. Un ultimo rilievo, di enorme servizio nella diagnostica, è che le mutazioni dei geni IDH1 e IDH2 non si trovano nella glia reattiva, frequentemente associata a lesioni ischemiche ed infiammatorie.
La presenza delle mutazioni di IDH1 e IDH2 fornisce informazioni sulla tempistica della trasformazione tumorale, poiché, per una serie di considerazioni, queste devono colpire gli elementi della citogenesi nervosa in sviluppo fra lo stadio di precursori e quello di progenitori.

La genetica molecolare affianca oggi la diagnostica di patologia nello studio dei tumori cerebrali ed è da prevedere un suo sempre maggiore apporto. Il Centro prosegue su questa via, intrapresa qualche tempo fa.