Xác định sự methyl hoá gen MGMT và đột biến gen IDH1, IDH2 trên bệnh nhân u não

 Bệnh nhân bị u não điều trị hoá trị bằng hoá chất alkyl hoá sẽ có tiên lượng sống cao hơn khi có sự methyl hoá gen MGMT cao và đột biến gen IDH1 hoặc gen IDH2.

1. Giới thiệu chung
a) Gen MGMT
Gen MGMT (O-6-methylguanine-DNA methyltransferase) mã hóa cho một enzyme sửa chữa DNA bị alkyl hóa bằng cách loại bỏ các nhóm alkyl khỏi vị trí O-6 của guanine.

b) Gen IDH1 và IDH2
Gen IDH1 và IDH2 là các gen mã hóa isocitrate dehydrogenase 1 và 2, có vai trò xúc tác chuyển đổi isocitrate thành alpha-ketoglutarate, là 1 chất tham gia trao đổi chất ở não.
2.Sự methyl hoá gen MGMT và đột biến gen IDH1, IDH2 trên bệnh nhân u não
Temozolomide (TMZ) là hóa chất có nhóm alkyl dùng đường uống được sử dụng rộng rãi nhất trong u thần kinh đệm.
a)Sự methyl hoá gen MGMT
Các nghiên cứu trên thế giới và tại Việt Nam cho thấy bệnh nhân có promoter MGMT bị methyl hóa có tỷ lệ sống sót cao hơn những bệnh nhân có promoter MGMT chưa được methyl hóa khi được điều trị bằng TMZ.

Bảng 1: Mối liên hệ giữa tình trạng methyl hoá MGMT và thời gian sống thêm

 
Sự biểu hiện cao của các enzyme sửa chữa MGMT được cho là làm đảo ngược phần nào hiệu ứng điều trị của các tác nhân alkyl hóa. Vì protein MGMT là một enzyme sửa chữa DNA tự sát, nó bị bất hoạt khi nhóm alkyl gây tổn thương được chuyển đến vị trí kích hoạt của enzyme, nên sự xóa bỏ enzyme từ các tế bào khối u được sử dụng như là một chiến lược trị liệu nhằm cải thiện tính nhạy cảm đối với tác nhân alkyl hóa, cụ thể là TMZ.

b) Đột biến gen IDH1, IDH2

Đột biến gen IDH1 và IDH2 được phát hiện có liên quan đến ung thư não. Các nghiên cứu chỉ ra kết hợp giữa trạng thái đột biến IDH1 và tình trạng methyl hóa của MGMT giúp tiên đoán tỷ lệ sống sót của bệnh nhân mắc ung thư não. Bệnh nhân có cả đột biện IDH1 và methyl hóa MGMT có tỷ lệ sống sót dài nhất, bệnh nhân có một trong hai đột biến IDH1 hoặc methyl hóa MGMT có tỷ lệ sống sót trung bình.

Các đột biến gen IDH2 có tần suất xảy ra thấp hơn so với đột biến gen IDH1 nhưng có vai trò tương đương. Bệnh nhân mang một trong hai đột biến IDH1 hoặc IDH2 có thể sống thêm dài hơn so với bệnh nhân u não không có đột biến.

3.Xét nghiệm sinh học phân tử

Tình trạng methyl hoá promoter MGMT được xác định bằng hệ thống giải trình gen thế hệ mới (thế hệ thứ 2) pyrosequencing. Khi phân tích, giá trị cutoff hay được gọi là ngưỡng giới hạn để phân loại “có sự methyl hoá” hay “không có sự methyl hoá”. Trong nhiều nghiên cứu, 10% được xem xét là giá trị ngưỡng giới hạn để phát hiện tình trạng methyl hoá. Cụ thể có ba nhóm methyl hoá được phân loại: không có sự methyl (0-9%), sự methyl hoá thấp (10-20%) và sự methyl hoá cao (>20%).

Bên cạnh, còn nhiều thách thức khi tối ưu hoá giá trị ngưỡng giới hạn, giá trị này phụ thuộc lớn vào kỹ thuật xét nghiệm gen MGMT, sự khác nhau giữa các labo, hiệu quả của bisulfite DNA (giai đoạn gắn gốc sulfite, -SO3. Với vị trí có sự methyl, gắn gốc – CH3 thì không bisulfite được), chất lượng cố định mẫu mô. Giá trị ngưỡng cũng có mối kiên quan đến chủng tộc, giới tính, độ tuổi.

Đột biến gen IDH1 và IDH2 có thể được phát hiện bằng phương pháp Realtime PCR, hoặc giải trình gen Sanger.

Tài liệu tham khảo

1. NCCN Guidelines: Glioblastoma.
2. Giulio Metro, Tiziana Pierini, Roberta La Starza. “MGMT Promoter Methylation in Glioma: ESMO Biomarker Factsheet”. ESMO, 18 January 2019.
3. Josefine Radke, Arend Koch, Fabienne Pritsch, et al. “Predictive MGMT status in a homogeneous cohort of IDH wildtype glioblastoma patients”. Acta Neuropathologica Communications. (2019) 7:89.
4. Hao Xie, Raymond Tubbs, Bin Yang. “Detection of MGMT promoter methylation in glioblastoma using pyrosequencing”. Int J Clin Exp Pathol. 2015;8(2):1790-1796.