Descobrindo Mutações de Câncer de Pulmão em Não-Fumantes
Estudo revela padrões de mutação em pacientes com câncer de pulmão que nunca fumaram.
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Índice
O câncer de pulmão rola bastante em quem fuma, mas tem muitos casos em não fumantes também. Estudos mostram que cerca de 10% a 25% dos casos de câncer de pulmão no mundo são em pessoas que nunca fumaram. Fatores como gênero, etnia e histórico familiar influenciam o risco de câncer de pulmão nesses não fumantes. Por exemplo, é mais comum em mulheres, populações asiáticas e quem tem histórico familiar de câncer de pulmão. As taxas também variam por região, com a Ásia Oriental e a Europa Oriental tendo taxas mais altas do que a América do Norte e a Europa Ocidental. Fatores ambientais, como exposição ao fumo passivo e Poluição do Ar, também estão ligados ao aumento do risco de câncer de pulmão.
Entender as mutações no câncer de pulmão pode ajudar a gente a entender como a doença se desenvolve. Pesquisas anteriores identificaram mais de 100 assinaturas diferentes de mutações em cânceres humanos, mas não se estudou muito essas assinaturas em cânceres de pulmão de não fumantes. A maioria dos estudos passados focou em fumantes, especialmente de origem europeia. Por isso, a gente quis analisar os padrões de mutação no câncer de pulmão especificamente entre não fumantes, com um foco especial em um grupo internacional diverso.
O Estudo Sherlock-Lung
O estudo Sherlock-Lung incluiu 871 casos de câncer de pulmão em não fumantes. As participantes eram majoritariamente mulheres e foram recrutadas de 28 lugares diferentes em quatro continentes. Esse estudo englobou vários tipos de câncer de pulmão, especialmente Adenocarcinomas, que representam uma parte significativa dos casos em não fumantes. Coletamos informações sobre as participantes, incluindo a exposição ao fumo passivo.
O tamanho desse estudo nos permitiu examinar os efeitos do fumo passivo nas mutações do câncer de pulmão e comparar as assinaturas de mutação entre diferentes gêneros, ascendências e regiões com diferentes níveis de poluição.
O Que Fizemos
Realizamos um sequenciamento profundo do genoma de 871 indivíduos com câncer de pulmão que nunca fumaram. Coletamos amostras de tumor e tecido normal e analisamos os dados para identificar padrões mutacionais. Nosso estudo incluiu pacientes de regiões com níveis variados de poluição do ar, permitindo que a gente avaliasse como fatores ambientais poderiam afetar as taxas de mutação.
Descobertas sobre Mutações no Câncer de Pulmão
Descobrimos que a carga mutacional média dos tumores (TMB) era significativa. A TMB representa o número de mutações presentes no genoma do tumor. Observamos variações na TMB entre diferentes tipos de câncer de pulmão, sugerindo processos subjacentes diferentes dirigindo as mutações em cada histologia.
Através da nossa análise, identificamos várias novas assinaturas mutacionais. Algumas dessas assinaturas estavam ligadas a tipos específicos de exposições ambientais, incluindo fumo passivo. Notavelmente, uma assinatura associada ao ácido aristoloquico, encontrado em algumas plantas, foi observada em indivíduos da Ásia Oriental, sugerindo um possível fator ambiental contribuindo para mutações em pacientes de câncer de pulmão daquela região.
Nos adenocarcinomas, observamos uma ampla gama de padrões mutacionais. Certas mutações associadas ao tabagismo estavam presentes em uma pequena porcentagem de adenocarcinomas. É possível que outros fatores desconhecidos estejam influenciando essas mutações.
Comparação de Diferentes Tipos de Câncer de Pulmão
Dentro do nosso estudo, exploramos as diferenças entre vários tipos de câncer de pulmão encontrados em não fumantes. Comparamos adenocarcinomas, carcinoides e carcinomas de células escamosas. Os adenocarcinomas tinham a maior carga mutacional e mostraram assinaturas mutacionais mais complexas do que os carcinoides. Tumores carcinoides exibiram menos mutações e eram principalmente de pacientes da América do Norte e Europa.
Os carcinomas de células escamosas mostraram um padrão de mutação diferente, com uma presença significativa de mutações relacionadas ao tabaco. Mesmo em não fumantes, alguns tumores apresentaram mutações normalmente ligadas à exposição ao tabaco, o que pode indicar outras influências ambientais em jogo.
Fumo Passivo e Seus Efeitos
Analisamos o impacto do fumo passivo nas mutações do câncer de pulmão na nossa amostra. Surpreendentemente, a exposição ao fumo passivo não levou a um aumento significativo na carga mutacional em comparação com indivíduos não expostos. Esse resultado desafia a suposição de que o fumo passivo tem um forte efeito mutagênico em não fumantes.
Apesar dessa descoberta, ainda notamos um leve aumento nas mutações gerais em pacientes que foram expostos ao fumo passivo. No entanto, isso não teve correlação com nenhuma assinatura mutacional específica. Portanto, embora o fumo passivo possa contribuir para o risco de câncer de pulmão, seu papel em aumentar a mutabilidade parece limitado no nosso estudo.
Poluição do Ar e Mutações no Câncer de Pulmão
Nosso estudo também examinou como a poluição do ar, especificamente partículas (PM2.5), afeta as mutações no câncer de pulmão em nunca fumantes. Descobrimos que indivíduos vivendo em áreas com altos níveis de poluição do ar tinham cargas mutacionais maiores do que aqueles em áreas mais limpas. Essa correlação sugere que a exposição prolongada ao ar poluído pode levar a mudanças genéticas no tecido pulmonar que contribuem para o desenvolvimento do câncer.
Medimos os níveis de PM2.5 e correlacionamos com o cenário mutacional dos tumores. Níveis mais altos de poluição estavam consistentemente ligados a aumentos nas mutações gerais e a uma maior prevalência de mutações em genes específicos, como o TP53.
Conclusão e Implicações
O estudo Sherlock-Lung traz descobertas importantes sobre as mutações no câncer de pulmão em nunca fumantes. Mostra que enquanto o fumo passivo tem efeitos mutagênicos limitados, a exposição a fatores ambientais como a poluição do ar desempenha um papel mais proeminente na condução das mutações.
Nossas descobertas destacam a importância de considerar vários fatores que contribuem para o desenvolvimento do câncer de pulmão, mesmo em não fumantes. Pode haver outras influências ambientais que precisam ser exploradas mais a fundo para entender completamente as complexidades do câncer de pulmão nessa população.
Essa pesquisa enfatiza a necessidade de medidas de saúde pública para reduzir a poluição do ar e proteger indivíduos dos riscos ambientais associados ao câncer de pulmão. À medida que continuamos a aprender sobre as diversas causas do câncer de pulmão, podemos informar melhor estratégias de prevenção e opções de tratamento para quem é afetado por essa doença.
Título: The mutagenic forces shaping the genomic landscape of lung cancer in never smokers
Resumo: Lung cancer in never smokers (LCINS) accounts for up to 25% of all lung cancers and has been associated with exposure to secondhand tobacco smoke and air pollution in observational studies. Here, we evaluate the mutagenic exposures in LCINS by examining deep whole-genome sequencing data from a large international cohort of 871 treatment-naive LCINS recruited from 28 geographical locations within the Sherlock-Lung study. KRAS mutations were 3.8-fold more common in adenocarcinomas of never smokers from North America and Europe, while a 1.6-fold higher prevalence of EGFR and TP53 mutations was observed in adenocarcinomas from East Asia. Signature SBS40a, with unknown cause, was found in most samples and accounted for the largest proportion of single base substitutions in adenocarcinomas, being enriched in EGFR-mutated cases. Conversely, the aristolochic acid signature SBS22a was almost exclusively observed in patients from Taipei. Even though LCINS exposed to secondhand smoke had an 8.3% higher mutational burden and 5.4% shorter telomeres, passive smoking was not associated with driver mutations in cancer driver genes or the activities of individual mutational signatures. In contrast, patients from regions with high levels of air pollution were more likely to have TP53 mutations while exhibiting shorter telomeres and an increase in most types of somatic mutations, including a 3.9-fold elevation of signature SBS4 (q-value=3.1 x 10-5), previously linked mainly to tobacco smoking, and a 76% increase of clock-like signature SBS5 (q-value=5.0 x 10-5). A positive dose-response effect was observed with air pollution levels, which correlated with both a decrease in telomere length and an elevation in somatic mutations, notably attributed to signatures SBS4 and SBS5. Our results elucidate the diversity of mutational processes shaping the genomic landscape of lung cancer in never smokers.
Autores: Ludmil B Alexandrov, M. Diaz-Gay, T. Zhang, P. Hoang, A. Khandekar, W. Zhao, C. D. Steele, B. Otlu, S. P. Nandi, R. Vangara, E. N. Bergstrom, M. Kazachkova, O. Pich, C. Swanton, C. A. Hsiung, I.-S. Chang, M. P. Wong, K. C. Leung, J. Sang, J. McElderry, L. Yang, M. A. Nowak, J. Shi, N. Rothman, D. C. Wedge, R. Homer, S.-R. Yang, Q. Lan, B. C. Zhu, S. Chanock, M. T. B. Landi
Última atualização: 2024-05-17 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.05.15.24307318
Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.05.15.24307318.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.
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Ligações de referência
- https://www.ecfr.gov/cgi-bin/ECFR?page=browse
- https://www.broadinstitute.org
- https://github.com/gatk-workflows/seq-format-conversion
- https://app.terra.bio
- https://hpc.nih.gov
- https://sites.wustl.edu/acag/datasets/surface-pm2-5/
- https://www.r-project.org/
- https://github.com/xtmgah/Sherlock-Lung
- https://github.com/Wedge-lab/battenberg