Тестирование генов гомологичной репарации (HRR+)

Что такое HRR?

Гены гомологичной рекомбинационной репарации участвуют в восстановлении поврежденной ДНК.

Менее 1 из 1000 повреждений ДНК является стойким. Этот факт объясняется функционированием целого ряда ферментных систем репарации, распознающих и исправляющих повреждения ДНК. Нарушения в работе этих систем приводит к неконтролируемому увеличению числа мутаций, возникающих в клетке.

< 1 из 1000

повреждений ДНК является стойким

Одна из таких систем — система репарации путем гомологичной рекомбинации (HRR), направленная на исправление двунитевых разрывов молекулы ДНК с привлечением генетического материала гомологичной хромосомы. HRR использует сестринские хроматиды в качестве матрицы для репарации ДНК; таким образом, этот механизм доступен только во время поздней фазы клеточного цикла S/G2.

Во время HRR часть последовательности ДНК вокруг двунитевого разрыва удаляется (резекция), обнажая области одноцепочечных ДНК. ДНК-рекомбиназа RAD51 связывает эти области и проникает в последовательность ДНК на гомологичной сестринской хроматиде, используя ее в качестве матрицы для синтеза новой ДНК в месте двунитевого разрыва.

HRR — сложный молекулярный процесс, зависящий от целого комплекса белков.

Гены BRCA1 и BRCA2 играют важную роль в пути HRR, а нарушение их функции является наиболее изученным механизмом в опухолевых клетках. Герминальные и соматические мутации, эпигенетические модификации в BRCA1 и BRCA2, а также генетические изменения в других генах пути HRR, например, CDK12, CHEK1, CHEK2, RAD51, RAD51B, RAD51C, RAD51D, PALB2, ассоциированы с раком молочной железы, яичников, поджелудочной железы, предстательной железы и эндометрия.

Мутации в HRR генах можно разделить на две различные категории:

мутации зародышевой линии (герминальные),
соматические мутации.

Патогенные варианты в этих генах могут привести к дефициту восстановления поврежденной ДНК и чувствительности к терапии PARP ингибиторами.

PARP ингибиторы (PARPi) и HRR:

PARP играет жизненно важную роль в восстановлении одноцепочечных разрывов ДНК по пути восполнения бреши после удаления поврежденного основания.

Mechanism of Action of PARP Inhibitors

Ингибирование PARP в местах разрывов одноцепочечной ДНК приводит к разрывам двухцепочечной ДНК при попытке репликации ДНК. Разрывы двухцепочечной ДНК обычно восстанавливаются с помощью процесса гомологичной рекомбинационной репарации (HRR). Опухоли с дефицитом HRR не могут точно восстанавливать повреждения ДНК, а в случае если белок PARP также нормально не функционирует нарушается и эксцизионная репарация оснований (другой вид восстановления одноцепочечных повреждений) так и репарация за счет HRR.

В этих опухолях репарация ДНК с помощью механизмов репарации с низкой точностью, таких как негомологичное соединение концов, может вызвать накопление геномной нестабильности, что в конечном итоге приводит к гибели клеток (синтетическая летальность).

В случае, если происходит ингибирование PARP в клетках без дефицита HRR, это не оказывает негативного влияния на жизнеспособность опухолевой клетки и способность восстанавливать однонитевые повреждения ДНК за счет функции других путей репарации.

Кроме того, доклинические данные свидетельствуют о том, что PARPi могут также принести пользу пациентам, опухоли которых чувствительны к химиотерапии на основе платины и у которых дефицит HRR за счет генов, отличных от BRCA1/2.

PARP ингибиторы показаны при различных типах рака, при этом для рака молочной железы и поджелудочной железы, показанием к назначению являются герминальные мутации в генах BRCA1/2, а генетическое тестирование на наличие герминальных или соматических мутаций в генах HRR методом NGS рекомендуется для всех пациентов с метастатическим раком предстательной железы, а также раком яичников (HRD статус).

Рисунок из публикации de Bono J et al. Annals Oncol. 2019

Тестирование HRR показано в тех видах рака, среди которых часто встречаются наследственные опухолевые синдромы, связанные с герминальными патогенными вариантами генов системы репарации ошибочно спаренных нуклеотидов (MMR), поэтому исследование включает также гены MLH1, MSH2, MSH6, PMS2.

Генетическое тестирование на основе опухолевой ткани может выявить как соматические варианты, так и заподозрить герминальные варианты. Это экономически эффективно и экономит время, поскольку необходимо провести только один тест для выявления всех пациентов с патогенными вариантами, которым может быть эффективно назначение PARPi.

Анализ опухолевого материала позволяет врачам идентифицировать дополнительно примерно 7% пациентов с раком яичников с патогенными вариантами BRCA, которые были бы пропущены, если бы исследование проводилось из периферической крови.

Согласно клиническим рекомендациям Минздрава РФ, генетическое тестирование на наличие герминальных мутаций генов, участвующих в репарации ДНК путем гомологичной рекомбинации (HRR) рекомендуется для всех пациентов с местно-распространенным раком предстательной железы (РПЖ) и метастазами в регионарных лимфоузлах. Тестирование опухоли на наличие соматических мутаций в генах HRR методом NGS рекомендуется для всех пациентов с метастатическим РПЖ.

Для чего нужно исследование HRR+?

Детекция дефицита HRR в опухоли является:

Прогностическим маркером
Предиктивным маркером, определяющим

эффективность химиотерапевтических препаратов платины;

Наличие мутаций HRR приводит к стойкому повреждению ДНК платиносодержащими препаратами, что вызывает гибель клеток.
чувствительность к терапии PARP-ингибиторами.
Дефицит репарации путем гомологичной рекомбинации ДНК связан с чувствительностью ингибированию поли(АДФ-рибозы)-полимеразы при некоторых типах рака, включая рак молочной железы, яичников, поджелудочной железы и простаты.

Кому показано исследование HRR+?

Пациентам с:

местнораспространенным или метастатическим раком предстательной железы;
раком яичников, при котором может быть полезна поддерживающая терапия PARPi или при устойчивости к платиновой терапии;
раком молочной железы и подозрением на патогенный вариант BRCA1/2;
эпителиальным раком яичников, фаллопиевых труб и брюшины (рекомендации SGO);
с раком поджелудочной железы, при подозрении на наличие мутаций BRCA1/2.