Genetic profiling of pediatric brain gliomas

Tese de mestrado, Neurociências, Universidade de Lisboa, Faculdade de Medicina, 2016The genetic alterations in pediatric gliomas can be used as diagnostic and prognostic markers and are the basis for the development of new target therapies that, ideally, would be associated with less mortality and morbidity. The aim of this study was to determine the genetic profile of pediatric gliomas and to do the translation of the genetic data for the clinical and laboratorial practice. Thus, the frequency of alterations in BRAF, CDKN2A, MYB, MYBL1, FGFR1, H3F3A, H3F3B and HIST1H3I genes were analyzed in 109 pediatric gliomas using Fluorescent In Situ Hybridization (FISH) and Sequencing using Sanger methodology. In the present project we found that the BRAF/KIAA1549 rearrangement was associated with cerebelar pilocytic astrocytomas and was exclusive of low-grade gliomas, being useful as a diagnostic marker. The BRAFV600E mutation was associated with a better patients’ overall survival and the deletion of the CDKN2A gene was associated with tumor recurrences. So, these two genetic alterations may be used as prognostic markers in pediatric gliomas. A cell line was established from a high-grade glioma that harbor the BRAFV600E mutation. The identification of MYB, MYBL1 and FGFR1 rearrangements by FISH did not seem to be useful as diagnostic or prognostic markers. K27M and G34R/V mutations were identified in the H3F3A gene and were shown to be exclusive of high-grade gliomas and to vary with the tumor location and patients´ age. In sum, it was determined, for the first time, the genetic profile of pediatric gliomas in the Portuguese population and it was demonstrated that it is useful to the tumor characterization, with prognostic and diagnostic information. In this context, the establishment of cell lines from tumors with specific genetic alterations, such as the BRAFV600E mutation, may be the basis for susceptibility trials to new drugs and for a better understanding of the disease.As alterações genéticas presentes em gliomas pediátricos constituem importantes marcadores de diagnóstico e prognóstico e são base para o desenvolvimento de novas formas terapêuticas, que se espera, impliquem menor mortalidade e morbilidade. Neste trabalho avaliámos a frequência de alterações nos genes BRAF, CDKN2A, MYB, MYBL1, FGFR1, H3F3A, H3F3B e HIST1H3I com o objetivo de determinar o perfil genético dos gliomas pediátricos que foram referidos ao IPOLFG, e fazer a translação dos dados genéticos para a prática clínica e laboratorial. Assim, 109 tumores foram analisados por “Fluorescent In Situ Hybridization (FISH)” e por sequenciação pelo método de Sanger. Foi observado que o rearranjo BRAF/KIAA1549 estava associado a astrocitomas pilocíticos com localização cerebelar e era exclusivo dos gliomas de baixo grau, sendo útil como marcador de diagnóstico nestes tumores. A mutação BRAFV600E estava associada a uma maior sobrevivência dos pacientes e a deleção do gene CDKN2A com a ocorrência de recidivas. Assim, parece que estas duas alterações genéticas podem ser usadas como marcadores de prognóstico em gliomas pediátricos. Foi estabelecida uma linha de cultura a partir de um glioma de alto grau com a mutação BRAFV600E. A identificação, por FISH, de rearranjos nos genes MYB, MYBL1 e FGFR1, não pareceu ser útil a nível de diagnóstico ou prognóstico. Nos genes das histonas, as mutações K27M e G34R/V eram exclusivas dos gliomas de alto grau e só foram observadas no gene H3F3A. Estas mutações estavam associadas à localização do tumor e idade do paciente. Em suma, foi caracterizado, pela primeira vez, o perfil genético de gliomas pediátricos na população portuguesa e foi demonstrada a sua utilidade para a caracterização tumoral, com informação diagnóstica e prognóstica. Neste contexto, o estabelecimento de linhas tumorais com alterações genéticas, como a mutação BRAFV600E, pode servir de base para ensaios de susceptibilidade a novos fármacos e para um melhor conhecimento da doença