DNA tumoral circulante (ctDNA) vs. DNA livre de células (cfDNA)

A Diferença Entre cfDNA e ctDNA

O DNA livre de células (cfDNA) refere-se ao DNA que é libertado na corrente sanguínea como resultado de processos como apoptose, necrose e secreção. Tipicamente manifestando-se como fragmentos de dupla hélice, o cfDNA abrange aproximadamente 150-200 pares de bases em comprimento.

O DNA tumoral circulante (ctDNA), por outro lado, abrange informações genéticas moleculares e epigenéticas que refletem o genoma ou epigenoma da célula da qual se origina.

Por favor, consulte o nosso artigo Descobrindo a Resistência a Medicamentos no Câncer: Perspetivas da Sequenciação de ctDNA para mais informações.

É importante notar que a categorização do DNA nestes dois tipos com base na origem não implica uma disparidade na estrutura fundamental dos dois.

Em adultos saudáveis, a concentração de DNA livre de células (cfDNA) é tipicamente baixa, geralmente medindo menos de 10 microgramas por mililitro de plasma. Por outro lado, em pacientes com câncer, componentes específicos do cfDNA são liberados por células tumorais, constituindo o que é conhecido como DNA tumoral circulante (ctDNA). A proporção de ctDNA dentro do fundo total de cfDNA varia significativamente, indo de 0,05% a 90%. Vários fatores influenciam a concentração de ctDNA, incluindo tamanho do tumor, localização, hematopoiese, terapia antitumoral (por exemplo, cirurgia, quimioterapia, radioterapia, etc.) e depuração hepática e renal.

A meia-vida do ctDNA varia de 16 minutos a 2,5 horas, tornando a análise de ctDNA semelhante a uma "fotografia em tempo real" da condição de um tumor. Notavelmente, o ctDNA pode ser detectado em quase 100% de certos tipos de câncer, como câncer de bexiga, colorretal e ovariano, com uma probabilidade de detecção superior a 50% na maioria dos outros tipos de câncer. É importante notar que o ctDNA é identificado em quase 100% dos cânceres de bexiga, colorretal e ovariano, e tem uma probabilidade superior a 50% de detecção na maioria dos outros tipos de câncer, embora sua taxa de detecção seja notavelmente mais baixa, em 10%, para gliomas. Além disso, as concentrações de ctDNA no plasma e a presença de níveis detectáveis de ctDNA demonstraram correlacionar-se com o estágio do tumor.

ctDNA e Técnicas de Biópsia Líquida

O DNA tumoral circulante (ctDNA) encapsula características genéticas ligadas a células tumorais, abrangendo mutações, padrões de metilação, inserções, rearranjos e anomalias no número de cópias. Ele emerge como um indicador crucial para triagem de tumores, diagnósticos complementares, avaliação da eficácia terapêutica e estratificação de riscos prognósticos.

Por favor, consulte o nosso artigo A Promessa da Biópsia Líquida na Detecção e Monitorização de Doenças para mais informações.

Biópsia líquida para câncer de pulmão em estágio inicial. (Rolfo et al., 2020)

Os resultados do estudo sublinham o valor do ensaio de ctDNA como uma ferramenta não invasiva que reflete fielmente os perfis e frequências de mutações genéticas dentro de tecidos tumorais sólidos. Este ensaio é um indicador crucial para avaliar a eficácia do tratamento e realizar seguimentos clínicos pós-tratamento. No entanto, a obtenção de concentrações detectáveis de ctDNA em fluidos corporais revela-se desafiadora em indivíduos assintomáticos precoces. Além disso, os fragmentos de ctDNA exibem uma curta meia-vida, e mutações específicas podem ser extremamente diminutas, apresentando limitações na triagem de tumores em estágio inicial.

Avanços nas técnicas de biópsia líquida facilitaram a coleta de vários fluidos corporais para analisar as características moleculares dos pacientes. Notavelmente, a sequenciação de ctDNA de alto rendimento, particularmente a tecnologia de sequenciação de nova geração (NGS), está a ganhar ampla utilização clínica. Esta abordagem é favorecida pela sua natureza não invasiva ou minimamente invasiva, capacidades de deteção rápida, capacidade de refletir a heterogeneidade dos focos intratumorais e metastáticos, e monitorização dinâmica da eficácia do tratamento. A crescente adoção da NGS na prática clínica atesta as suas vantagens no campo das metodologias de diagnóstico não invasivas ou minimamente invasivas.

cfDNA e Pesquisa em Câncer

Variando de 50 a 300 pares de bases, os fragmentos de cfDNA estão tipicamente presentes em baixas concentrações no sangue de indivíduos saudáveis. No entanto, com a progressão do câncer e outras condições de saúde, as células liberam quantidades substanciais de DNA na circulação, levando a níveis elevados de cfDNA no sangue. Por exemplo, pacientes com câncer pancreático exibem tamanhos de fragmentos de cfDNA mais curtos e níveis de cfDNA mais altos em comparação com controles saudáveis.

ctDNA como um Biomarcador de Câncer (Pessoa L S et al., 2020)

Várias formas de cfDNA, como DNA tumoral circulante, DNA mitocondrial e DNA fetal, extraídas do sangue humano, têm encontrado ampla aplicação em diagnósticos e triagens. Estas aplicações abrangem áreas como biópsia líquida, triagem precoce de câncer, triagem pré-natal não invasiva (NIPT), orientação medicamentosa e diagnóstico de doenças infecciosas, apoiadas por um crescente corpo de pesquisa clínica.

Na atual onda de interesse na triagem precoce de câncer, a metilação de cfDNA tomou o centro do palco. Tecnologias como a triagem precoce de câncer da GRAIL, incorporada na metilação de cfDNA, superaram o desempenho das tecnologias de mutação de cfDNA e de número de cópias em todo o genoma de cfDNA. A deteção de metilação envolve tratar o cfDNA com bisulfito ou converter enzimaticamente a citosina em uracilo. No entanto, este método introduz vieses, incluindo uma preferência pronunciada por GC, danos ao DNA e viés de amplificação por PCR. Além disso, o baixo rendimento de cfDNA extraído do plasma continua a ser um desafio formidável na caracterização do metiloma de cfDNA dos pacientes utilizando métodos de sequenciação convencionais.

Referências:

1. Desai A N, Jere A. Sequenciação de Nova Geração para Descoberta de Biomarcadores de Câncer. Sequenciação de Nova Geração em Pesquisa de Câncer, Volume 2: Dos Pares de Bases aos Leitos, 2015: 103-125.
2. Pessoa L S, Heringer M, Ferrer V P. ctDNA como um biomarcador de câncer: Uma visão geral ampla. Críticas em oncologia/hematologia, 2020, 155: 103109.
3. Lever J, Jones M R, Danos A M, et al. Mineração de texto de biomarcadores de câncer clinicamente relevantes para curadoria na base de dados CIViC. Medicina genômica, 2019, 11: 1-16.
4. Hayes J, Peruzzi P P, Lawler S. MicroRNAs no câncer: biomarcadores, funções e terapia. Tendências em medicina molecular, 2014, 20(8): 460-469.
5. Rolfo, Christian, e Alessandro Russo. "Biópsia líquida para câncer de pulmão em estágio inicial aproxima-se cada vez mais." Nature Reviews Clinical Oncology 17.9 (2020): 523-524.