The role of IDH1/2 mutations in the pathogenesis of secondary glioblastomas

Eduardo Cambruzzi
J. Bras. Patol. Med. Lab. 2017;53(5):338-344
DOI: 10.5935/1676-2444.20170055

ABSTRACT

Diffuse astrocytoma and glioblastoma (GBM) constitute a group of diffusely infiltrating astrocytic neoplasms, which more commonly arise in cerebral hemispheres of adults. The prevalence of malignant transformation of diffuse astrocytoma to anaplastic astrocytoma and GBM varies from 40% to 75% of cases in different series. Distinct genetic abnormalities are related to neoplastic progression, and the cells prone to glial neoplasm development include progenitor cells, stem cells, or differentiated cells. Primary GBM arises typically de novo, with no previous history of a lower-grade precursor lesion. Secondary GBM evolves from low-grade astrocytoma, is predominant in younger patients, and frequently exhibits isocitrate dehydrogenase (IDH) 1 and 2 mutations. IDH1/2 mutated gliomas have been associated with a better prognosis when compared to IDH-wildtype gliomas. IDH mutations are rare in primary GBM and gliomas arising in children. Evidence suggests that IDH mutations lead to a hypermethylation phenotype and represent early events in tumoral transformation of the central nervous system (CNS) due to the production of the oncometabolite 2-hydroxyglutarate. IDH1 mutations precede tumor protein p53 (TP53) mutations in around 63% of cases of diffuse astrocytomas, and result in loss in 10q and 19q chromosomes. Primary GBMs are also associated with alterations in cell proliferation [epidermal growth fator receptor (EGFR) amplification/mutation, platelet derived growth factor receptor alpha (PDGFRA) amplifications, neurofibromin 1 (NF1) mutations], abnormal apoptotic index [cyclin dependent kinase inhibitor 2A (CDKN2A) homozygous deletion and TP53 mutation], and aberrant progression in G1/S phase of the cell cycle.

Keywords: astrocytoma; glioblastoma; isocitrate dehydrogenase; pathology; prognosis; brain.

RESUMO

Astrocitoma difuso e glioblastoma (GBM) constituem um grupo de neoplasias astrocíticas infiltrantes difusas, que mais comumente surgem nos hemisférios cerebrais de adultos. A prevalência da transformação maligna de astrocitoma difuso para astrocitoma anaplásico e GBM varia de 40% a 75% dos casos em diferentes séries. Distintas anormalidades genéticas estão relacionadas com a progressão neoplásica; e as células propensas ao desenvolvimento de neoplasia glial incluem células progenitoras, células-tronco ou células diferenciadas. O GBM primário surge tipicamente de novo, sem história prévia de uma lesão precursora de baixo grau; o GBM secundário evolui a partir de um astrocitoma de baixo grau, é predominante em pacientes mais jovens e com frequência exibe mutações de isocitrato desidrogenase (IDH) 1 e 2. Os gliomas com mutação de IDH1/2 têm sido associados a melhor prognóstico quando comparados a gliomas com IDH de tipo selvagem. As mutações de IDH são raras nos GBM primários e em gliomas que surgem em crianças. Evidências sugerem que as mutações de IDH conduzem a um fenótipo de hipermetilação e representam eventos iniciais na transformação tumoral do sistema nervoso central (SNC) devido à produção do oncometabólito 2-hidroxiglutarato. As mutações de IDH1 precedem mutações de tumor protein p53 (TP53) em cerca de 63% dos casos de astrocitomas difusos e resultam em perda nos cromossomos 10q e 19q. O GBM primário também está associado a alterações na proliferação celular [amplificação/mutação de epidermal growth fator receptor (EGFR), amplificações de platelet derived growth factor receptor alpha (PDGFRA) e mutações de neurofibromin 1 (NF1)], índice apoptótico anormal [deleção homozigótica cyclin dependent kinase inhibitor 2A (CDKN2A) e mutação TP53] e progressão aberrante na fase G1/S do ciclo celular.

Palavras-chave: astrocitoma; glioblastoma; isocitrato desidrogenase; patologia; prognóstico; cérebro.