La recombinación homóloga (HR) repara las roturas de la doble hebra del ADN principalmente en S/G2, cuando una cromátida hermana está disponible como plantilla. Generalmente tiene una mayor fidelidad que las vías de unión de extremos, aunque ningún proceso de reparación está literalmente libre de errores. BRCA1, PALB2, BRCA2 y RAD51 actúan en diferentes pasos. La pérdida de la función HR puede dejar cicatrices genómicas y crear vulnerabilidad al inhibidor de PARP, pero la "capacidad de BRCA", los resultados de los ensayos HRD y el beneficio del tratamiento son conceptos relacionados y no intercambiables.
HR comienza con la detección de DSB por MRN, que recluta ATM y promueve la resección del extremo del ADN 5'→3' para generar protuberancias de ADN monocatenario (ADNss) 3'. RPA cubre ssDNA para prevenir la formación de estructuras secundarias. BRCA1 (reclutado a través de la cascada de ubiquitina/RAP80) forma un puente con PALB2, que recluta BRCA2. BRCA2 desplaza RPA y carga monómeros RAD51 en ssDNA, formando un filamento de nucleoproteína. El filamento RAD51-ssDNA realiza la invasión de la hebra de la cromátida hermana dúplex homóloga, usándola como plantilla para una síntesis precisa del ADN antes de la resolución y la ligadura.
HR comienza con la detección de DSB por MRN, que recluta ATM y promueve la resección del extremo del ADN 5'→3' para generar protuberancias de ADN monocatenario (ADNss) 3'. RPA cubre ssDNA para prevenir la formación de estructuras secundarias. BRCA1 (reclutado a través de la cascada de ubiquitina/RAP80) forma un puente con PALB2, que recluta BRCA2. BRCA2 desplaza RPA y carga monómeros RAD51 en ssDNA, formando un filamento de nucleoproteína. El filamento RAD51-ssDNA realiza la invasión de la hebra de la cromátida hermana dúplex homóloga, usándola como plantilla para una síntesis precisa del ADN antes de la resolución y la ligadura.
Reparación por recombinación homóloga
La proteína de replicación A (RPA) recubre los salientes de ssDNA 3', previniendo la estructura secundaria y activando la quinasa ATR. HR está restringida a la fase S/G2 mediante la fosforilación de CtIP mediada por CDK1/2, lo que garantiza que la plantilla de cromátida hermana esté presente antes de que se inicie HR.
BRCA1 (reclutado a través de la cascada de ubiquitina RNF168 y RAP80) se une directamente a PALB2 a través de su dominio en espiral. PALB2 actúa como un puente molecular hacia BRCA2, colocalizando BRCA2 con el sustrato de ADNss. Este conjunto de tres componentes (BRCA1–PALB2–BRCA2) es la estructura central del complejo de reparación de la FC.
BRCA2 (con DSS1) desplaza RPA del ADNss y carga monómeros RAD51 en una reacción dependiente de ATP, formando un filamento de nucleoproteína de ADNss RAD51 helicoidal de mano derecha. Este filamento tiene la capacidad de buscar secuencias de ADN dúplex homólogas a distancias de megabases.
El filamento RAD51-ssDNA realiza la invasión de la hebra de la cromátida hermana intacta en la secuencia homóloga, formando un bucle de desplazamiento (bucle D). El extremo 3' del ssDNA dentro del bucle D sirve como cebador para la síntesis de ADN utilizando la cromátida hermana como plantilla sin errores.
DNA Pol δ/ε extiende la cadena invadida utilizando la plantilla de cromátida hermana. Después de la captura del segundo extremo (vía de reparación de roturas de doble hebra) o disolución (recocido de hebras dependiente de la síntesis, SDSA), las uniones Holiday se resuelven mediante GEN1/MUS81-EME1 o se disuelven mediante BLM-TOP3α-RMI1/2, restaurando la secuencia original con alta fidelidad.
Las variantes patógenas de la línea germinal en BRCA1, BRCA2 y varios otros genes de reparación pueden crear una predisposición hereditaria al cáncer, pero las estimaciones de riesgo difieren según el gen, la variante, la edad, el sexo y los antecedentes familiares. Los tumores también pueden adquirir cambios somáticos o silenciamiento epigenético que afecten la FC. El resultado de una cicatriz genómica describe patrones acumulados a lo largo de la historia del tumor; no es idéntica a una variante BRCA, no establece herencia y no puede probar que HR esté actualmente inactivo.
La inhibición de PARP puede aprovechar las vulnerabilidades asociadas con la pérdida de BRCA1/2 y otros defectos de recombinación homóloga mediante la inhibición catalítica, la captura de PARP y el daño asociado a la replicación. Las indicaciones regulatorias difieren según el tumor, el biomarcador, el estado somático o de la línea germinal, la terapia previa, el entorno de mantenimiento y la combinación. Una puntuación HRD o una alteración del ATM por sí solas no deben interpretarse como prueba de un beneficio equivalente en estos entornos.
¿Cuál es la diferencia entre HR y NHEJ para la reparación de DSB?
La recombinación homóloga (HR) normalmente utiliza una cromátida hermana como plantilla y está más disponible en S/G2. La unión de extremos no homólogos (NHEJ) liga los extremos del ADN sin una plantilla homóloga y opera de manera más amplia a lo largo del ciclo celular. La FC es generalmente de mayor fidelidad, mientras que la unión de extremos puede alterar la secuencia en la unión; ninguno de los dos caminos se describe con precisión como infalible en todos los contextos.
¿Qué es la captura de PARP y por qué se diferencia de la inhibición catalítica de PARP?
La inhibición catalítica de PARP simplemente reduce la actividad enzimática de PARP (consumo de NAD+). La captura de PARP, el mecanismo más citotóxico de los inhibidores de PARP actuales, implica que el inhibidor estabilice el complejo PARP1-ADN después de la detección de la mella, impidiendo la liberación de PARP y creando un "obstáculo" físico en el ADN que es letal cuando lo encuentra una bifurcación de replicación. Talazoparib es el atrapador de PARP más potente; niraparib y olaparib tienen captura intermedia; veliparib tiene un atrapamiento deficiente a pesar de la inhibición catalítica.
Compare los resultados de BRCA de la línea germinal, las alteraciones de BRCA o ATM del tumor y las pruebas de HRD de cicatrices genómicas, y aprenda lo que cada hallazgo puede y no puede establecer.
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