Marcatori molecolariprognostici
Milo FrattiniIstituto cantonale di patologia
Locarno
Legnano – 24.03.2009
Cancro colorettale - Epidemiologia
• Il cancro colorettale è la seconda causa di morte per malattie neoplastiche.
• Nei paesi industrializzati, ogni anno si verificano circa 950.000 nuovi casi e 500.000 decessi.
• Almeno il 50% della popolazione occidentale sviluppa un adenoma a partire dall’età di 70 anni e nel 10% dei casi degenera in cancro.
• Piu’ del 95% dei pazienti affetti da cancro colorettale hanno un’etàsuperiore ai 45 anni al momento della diagnosi.
• Studi epidemiologici hanno suggerito che almeno il 10% dei cancri sono diorigine ereditaria (es: Familial Adenomatous Polyposis (FAP) in 1 casoogni 7000 individui; Hereditary Non Polyposis Colorectal Cancer (HNPCC) nel 2-4% totale dei casi)
• La maggior parte dei casi è di origine sporadica.
Indicatori prognostici
La stadiazione patologica fornisce le migliori indicazioni prognostiche :
profondità di invasione
numero di linfonodi metastatici
Dukes TNM
Meyerhardt et al, NEJM 2005;352:476-487
Trattamenti chemioterapici: fluoropirimidine
Trattamento di base
Inibiscono la Timidilato Sintasi
Spesso in associazione con leucovorin, un farmaco che stabilizza il legame del fluorouracile alla timidilatosintasi determinando in tal senso un aumentato blocco della sintesi di DNA
Trattamenti chemioterapici: irinotecanIrinotecan (camptosar o CPT-11) è un derivato semisintetico dell’alcaloide naturale Camptotecina
Interagisce con la topoisomerasi I, un enzima implicato nella replicazionee nella trascrizione, e che causa rotture a singola elica del DNA
Irinotecan stabilizza le rotture nella catena del DNA, portando alla frammentazione del DNA e, conseguentemente, alla morte cellularetramite apoptosi
Trattamenti chemioterapici: oxaliplatin
E’ un derivato del platino di terza generazione
Forma addotti voluminosi di DNA, che inducono la morte cellulare tramite apoptosi
Studi pre-clinici e clinici hanno mostrato un effetto sinergico di oxaliplatino e 5-fluorouracile, probabilmente potenziando l’effetto delle fluoropirimidine tramite down-regolazione della timidilato sintasi
Trattamenti chemioterapici: targeted therapies
Cetuximab (Erbitux, C-225):Inibitore dell’Epidermal Growth Factor Receptor (EGFR), indicato nel trattamento di pazienti con tumore colorettale metastatico
Bevacizumab (Avastin):Inibitore del Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF), indicato nel trattamento di pazienti con tumore colorettale avanzato
Adenomatipo I
Adenomatipo II
Carcinomain situ
Metastasi
MMR genes(MLH1, MSH2, ...)
TGFβRII, BAX, BRAF IGF-IIR, E2F4, TCF-4
APC
β-catenina
Iperprolife-razione
Iperprolife-razione
APCβ-catenina
Modelli di progressione del tumore colorettaleAPC
Met (p16)
Adenomatipo I
APCMet (p16)
K-RAS
Adenomatipo II
APCMet (p16)
K-RASDCC
Carcinomain situ
APCMet (p16)
K-RASDCCp53
Metastasi
Esistono marcatori biologici in grado di predire:
la prognosi di pazienti con cancro?
quali pazienti debbano essere sottoposti a chemioterapia?
l’efficacia dei trattamenti chemioterapici?
Premessa
Le valutazioni definitiva dei vari marcatori molecolari in rapporto alla prognosi e alla predizione di efficacia dei vari trattamenti chemioterapici sono problematiche a causa di:
• Criteri di inclusione dei pazienti nelle casistiche
• Metodologie di analisi
• Analisi dei dati
Instabilità dei microsatelliti (MSI)
Prevede analisi di amplificazioni di corte sequenze ripetute di mononucleotidi, dinucleotidi o tetranucleotidi
Maggiormente utilizzato è il pannello di Bethesda, che comprende i loci BAT25, BAT26, D2S123, D5S346, D17S250
E’ osservata nel 5-15% dei tumori colorettali sporadici
Criteri di definizione: • MSI-H se instabilita’ >30% dei loci analizzati• MSI-L se instabilita’ <30% dei loci analizzati• MSS se assenza di instabilita’
Occorre confrontare il tessuto sano con quello tumorale
MSI - prognosi
Da meta-analisi della letteratura, 13 studi identificati
In 11 studi c’è significatività statistica di miglior prognosi per pazienti con MSI-H rispetto a MSI-L o MSS
Probabile causa: la minor frequenza di mutazioni in questi tumori in K-Ras e p53, generalmente considerati come fattori di prognosi avversa
Locker et al, J Clin Oncol 2006;24:5313-5327
MSI in MSI in mCRCmCRC
Su 70 casi, solo 1 ha MSI (1.4%)
BAT25 BAT26 D2S123 D5S346 D17S250
Conferma indiretta che lo stato di MSI conferisce prognosi migliore ai pazienti
(Di Nicolantonio & Martini & Molinari et al, J Clin Oncol 2008;26:5705-5712)
MSI e predizione di efficacia di 5-FU
Da meta-analisi della letteratura, 6 studi identificati
2 lavori mostrano che pazienti MSI-H trattati con 5-FU non migliorano la sopravvivenza, a differenza di MSI-L o MSS
2 studi trovano che pazienti trattati con 5-FU hanno sopravvivenza milgiore se MSI-L o MSS rispetto a MSI-H
Locker et al, J Clin Oncol 2006;24:5313-5327
Conclusioni - MSI
Forti ma non conclusive evidenze che MSI-H rappresenti un indicatore indipendente di prognosi favorevole
Evidenze ancora troppo preliminari che MSI-H rappresenti un fattore che determina resistenza al trattamento con 5-FU
Cromosoma 18q
Vari geni oncosoppressori sono localizzati in questa regione: DCC, SMAD2 e SMAD4
Valutazione effettuata tramite IHC o LOH
Perdita di espressione e/o perdita allelica (LOH) riscontrate in circa il 50-60% dei tumori colorettali sporadici
Cromosoma 18q - prognosi
Da meta-analisi della letteratura, 16 studi identificati
12 lavori mostrano che pazienti con LOH del Ch18q hanno prognosi avversa
Di questi, 2 studi trovano che pazienti con tumore a stadio II hanno prognosi sfavorevole
Locker et al, J Clin Oncol 2006;24:5313-5327
Cromosoma 18q e trattamento con 5-FU
Da meta-analisi della letteratura, 3 studi identificati
1 lavoro mostra che pazienti trattati con 5-FU hanno miglior sopravvivenza se mostrano LOH del Ch18q
1 lavoro mostra che pazienti trattati con 5-FU hanno peggior sopravvivenza se mostrano LOH del Ch18q
1 lavoro non mostra differenze
Conclusioni – Cromosoma 18q
Forti ma non conclusive evidenze che LOH del Ch18q rappresenti un indicatore indipendente di prognosi sfavorevole
LOH del Ch18q puo’ rappresentare un utile indicatore di selezione dei pazienti in stadio II da trattare con 5-FU in adiuvante
Evidenze troppo preliminari sulla relazione tra LOH del Ch18q ed efficacia del trattamento con 5-FU
Growthfactor
P
P
P
P
PPP
GRBSOS RAS
OUT
Changes ingene expression
CyclicAMP
Nucleus
Cytoplasm
P
BRAF
MEK
ERK1 ERK2
Adenylatecyclase
Growthfactor
G-protein
G-protein-coupledreceptor
TyrosineKinase
receptor
P P
BRAF
BRAF
Mutazioni nel gene BRAF sono state identificate nei melanoma (75%), PTC (45%), carcinomi ovarici (14%) e del colon-retto (10%)
Mutazioni nel gene BRAF sono piu’ frequentemente identificate nei CRC con MSI (20-30%) rispetto a quelli con MSS (5-10%)
Mutazioni nel gene BRAF non sono mai state identificate nei pazienti HNPCC
Mutazioni nel gene BRAF sono individuate soltanto nei pazienti con silenziamento epigenetico di MLH1
L’analisi mutazionale di BRAF puo’ essere utilizzata per l’esclusione di appartenenza a familiarità HNPCC
Algoritmo
Pazienti classificati in base ai criteri di Amsterdam/Bethesda
Genetic counselling Resezione chirurgica
Terapie oncologicheAnalisi MSI
Immunoistochimica delle proteine MMR
Analisi mutazionale di BRAF
Analisi mutazionale dei geni MMR
p53
Inattivazione della proteina puo’ essere valutata tramite IHC o a seguito di analisi mutazionale
La presenza di mutazioni di p53 è riscontrata in circa il 60% dei tumori colorettali sporadici
La presenza di mutazioni di p53 è associata a prognosi sfavorevole e ad aumentato rischio di sviluppare metastasi
La presenza di mutazioni di p53 è associata a resistenzaa chemioterapia o radioterapia in pazienti con tumore rettale
Locker et al, J Clin Oncol 2006;24:5313-5327
Timidilato Sintasi (TS)
Implicata nella sintesi della timina
Metodologie di analisi: IHC e RT-PCR
Alterata espressione di Timidilato Sintasi è stata riscontrata nel 15-77% dei casi
Popat et al, J Clin Oncol 2004;22:529-536
Timidilato Sintasi (TS)
Vari anticorpi utilizzati in letteratura
Differenti criteri di valutazione
Nel complesso, pazienti con elevata espressione di TS hanno prognosi sfavorevole
Inoltre...polimorfismi nella regione del promotore sembra possano condizionare la prognosi o la risposta a chemioterapia basata su 5-FU1
il numero di copie del gene sembra influenzare la risposta a chemioterapia basata su 5-FU2
1Locker et al, J Clin Oncol 2006;24:5313-5327 2Brody et al, Cancer Res 2006;66:9369-9373
Conclusioni – BRAF, p53 e Timidilato sintasi (TS)
Marcatori non ancora utilizzabili per valutare la prognosi del paziente.
Marcatori non ancora utilizzabili per valutare l’efficacia del trattamento con chemio- e radioterapia
Conclusioni
MSI-H: fattore indipendente di prognosi favorevole
Cromosoma 18q:fattore indipendente di prognosi avversa
Pazienti a stadio II (T2-T3):analisi di MSI e cromosoma 18q, per individuare quali pazienti possano essere sottoposti a chemioterapia adiuvante
p53, BRAF, TS:risultati troppo preliminari per utilizzo in clinica
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