Съвременен генетичен профайлинг и таргети в лечението на солидните тумори



Дата18.12.2018
Размер84 Kb.
#107961
СЪВРЕМЕНЕН ГЕНЕТИЧЕН ПРОФАЙЛИНГ И ТАРГЕТИ В ЛЕЧЕНИЕТО НА СОЛИДНИТЕ ТУМОРИ

ГАНЕВ В. - СОФИЯ


Цел

Цел на настоящата работа е да очертае основните съвременни възможности за генетичен профайлинг при таргетна терапия на солидни тумори.

Персонализираната медицина в областта на раковите заболявания се основава на генетичен профайлинг на отделните тумори и това е лечебната стратегия на бъдещето. В практиката стремително навлизат таргетни препарати за лекуване на рак. Все още обаче се нуждаем от повече разбиране върху молекулните основи на ролята на потенциалните мишени в туморогенезата и зависимостта на преживяването на тумора от тях. От установяването и клиничното валидиране на биомаркери за рак зависи успешния подбор на болни за персонализирано лечение.

Биомаркерът за рак се определя като „молекулна, клетъчна, тъканна или основана на процеса промяна, която осигурява информация за моментното, или още по-важно, бъдещото развитие на рака“ [1]. Биомаркерите за рак се използват в целия спектър на здравеопазването като се започне от научните изследвания върху рака и се стигне до мониторирането на болния в клиниката. Клиничните им приложения включват стратифициране на риска за заболяване, химиопревенцията, скрининга за болестта, диагнозата и прогнозата, планиране на лечението, мониториране и надзор след лечение. Биомаркерите за рак допринесоха значително за сегашните ни разбирания върху хетерогенната природа на различни форми на рак и доведоха да подобрени резултати на лечението.

Все още в рутинна употреба са сравнително малък брой маркери за рака. Двете главни предизвикателства при разработване на биомаркери за рака са идентифицирането на кандидати за маркери и валидирането на тези кандидати за специфична употреба. Процесът на идентифицирането зависи от наличните технологии, тяхната чувствителност и специфичност, за изследване на сложните молекулни основи на здравето и болестта, за да се идентифицират различията, които могат да присъстват трайно при тях. Процесът на валидиране също е труден и скъп, често изисква огромен брой проби болни с подробно клинично охарактеризиране и дългосрочно проследяване. Освен това, един биомаркер трябва да се валидира за всяко отделно приложение, при което ще се използва [2].

Бързият напредък в познаването на молекулната биология и генетика на рака и в технологичното развитие за секвениране на гени, профайлинг на глобалната експресия на гени или геномен анализ доведе до много високи очаквания за идентифицирането, валидирането и оценката на биомаркери за рака наред с приетите стандарти за диагнозата и лечението на рака.

Най-общо може да се приеме, че ракът е резултат на кумулативни ефекти на последователни генетични нарушения, водещи до прогресивна и необратима загуба на нормалния контрол на клетъчния растеж и диференциация. Понастоящем системата тумор-възел-метастаза (TNM) единствена предоставя доказан прогностичен маркер за идентифициране на болни с по-агресивни форми на заболяване. Предиктивната стойност на този прогностичен маркер, обаче е ограничена, тъй като дори изходът в една подгрупа на даден стадий не е хомогенен.

Днес ракът се счита за хетерогенно заболяване, дефинирано чрез различни активиращи мутации в рецепторните тирозин кинази (RTK) или активиране или загуба на функция в компоненти по-надолу в активираните от RTK вътреклетъчни пътища [3]. Ефективността на таргетните препарати е свързана със специфични молекулни нарушения в тумора. Наличността и прилагането на различни подходи за лечение доведоха до установяването на прогностични и предиктивни биомаркери, които подобряват изхода чрез класифициране на болните в по-хомогенни подгрупи и подбор на специфична за тях терапия. Един прогностичен биомаркер осигурява информация за цялостния изход на болния, независимо от терапията, докато един предиктивен маркер дава информация относно ефекта на дадена терапевтична интервенция. Въпреки че през последните години са предложени стотици маркери днешната действителност е, че много малък брой молекулни маркери са внедрени в рутинна клинична практика.

Централна роля в контрола на клетъчния растеж и диференциация има рецепторът за епидермисен растежен фактор (EGFR). Той е рецепторна тирозин киназа, принадлежаща към семейство HER. Когато се активира EGFR фосфорилира и активира други вътреклетъчни белтъци, които засягат пътища на клетъчно сигнализиране, клетъчна пролиферация и контрол върху апоптоза и ангиогенеза (Фигура 1) [3].

EGFR е въвлечен в процесите на туморогенеза, прогресиране на тумора и метастазиране . Свръхекспресия на EGFR се намира при до 70% от туморите при човек и асоциира с прогресиране на рака към по-напреднал стадий. Ето защо EGFR не само е прогностичен маркер при адювантен подход за лечение на първични тумори, но е логична молекулна цел за противоракови агенти, особено при достигане на метастазен стадий [2].

При предклинични проучвания е установено, че инхибирането на EGFR има противотуморна активност и наличните данни предполагат синергичност на това инхибиране както с химиотерапията, така и с радиотерапията. Сигнализирането чрез EGFR може да бъде мишена на моноклонални антитела (moAb) и инхибитори на тирозин киназа (TKI). Цетуксимаб (миши химерен IgG1) и панитумумаб (изцяло човешки IgG2) блокират активирането на EGFR тирозин киназата, което се индуцира от лиганд. По такъв начин се предотвратява активирането надолу на сигналните пътища на фосфатидилинозитол 3-киназа (PI3K)/AKT и RAS/MAPK, което води до инхибиране на клетъчната пролиферация и индукция на апоптоза. В наши дни анти-EGFR мишенната терапия претърпява задълбочена клинична оценка като единична терапия и в комбинация с химиотерапия за лечение на рекурентни или метастазни форми на рак от първа линия. Резултатите от тези проучвания показват управляем и приемлив профил на токсичност и обещаващо нови на активност [3].

Първоначално тези терапии се прилагаха върху неподбрани групи, но новите мета-анализи предполагат, че те могат да са ефективни само при групи без мутации в следващото стъпало от преноса на сигнали в клетката - KRAS. Въз основа на тези резултати препоръчваната употреба на тези лекарства е възприета от European Medicine Agency (EMEA) и от U.S. Food and Drug Administration (FDA).



KRAS принадлежи към гените от семейство RAS (KRAS, NRAS и HRAS), които кодират протеини, свързващи гуанозин-5’-трифосфат (GTP). KRAS е важен ефектор на свързания с лиганд EGFR главно, но не само, чрез оста BRAF и MAPK. KRAS може да активира и PI3K чрез пряко взаимодействие с неговата каталитична субединица (Фигура 1) [3].

Мутации в гена KRAS се намират при 30-40% от случаите на колоректален карцином (CRC) и тези мутации елиминират активността на GTP-азите. Около 85-90% от тези мутации са в кодони 12 и 13, докато останалите мутации са в кодон 61 (5%) и кодон 146 (5%). Най-честите мутации, които се установяват са заместване на глицин с аспартат в кодон 12 (p.G12D, 36.0%), глицин с валин в кодон 12 (pG12V, 21.8%) и глицин в аспартат в кодон 13 (p.G13D, 18.8%) [2].

Редица ретроспективни проучвания показват, че мутантният KRAS е индикатор за резистентност към EGFR moAb [3]. Това наблюдение доведе до първото практическо приложение на персонализираната медицина при метастазен CRC (mCRC). Днес болните с mCRC се подлагат на генетичен профайлинг за седем мутации в кодони 12 и 13 на KRAS преди да получат EGFR moAb. Обаче картината не е съвсем проста. Има все повече данни, че съществуват променливи и мутации (например мутации в кодон 61 и кодон 146 на KRAS), които повлияват чувствителността към анти-EFGR лечение, а тяхната точна роля не е напълно изяснена [3].

Мутациите в гена KRAS могат да се откриват чрез редица молекулни методи и в момента няма златен стандарт в методологията за откриването им. Тъй като точността на резултатите от изследването на KRAS е от решаващо значение за добрата грижа за болния е разработена схема за качествен контрол с цел: (а) да се оценява провеждането на изследването на KRAS в различни държави, участващи в схемата; (б) да се осигурят оздравяващи мерки, ако се налага, и (в) да се осигури унифицирано провеждане на изследването с времето при повторни цикли на изследване. Общо 59 лаборатории от осем различни европейски държави са участвали в схемата за външна оценка на качеството (EQA) в началото. Само 70% от лабораториите идентифицират мутационния статус по KRAS във всички 10 разпространени проби правилно. Грешките в профайлинга могат да се дължат на няколко причини. Много важен аспект е началният материал и типа на фиксатора, който е използван. Друг съществен въпрос е методът, който е използван за профайлинг. Освен това има много висока вариабилност между лабораториите при оценяване на процента на туморни клетки при оцветени с хематоксилин/еозин парафинови срези и общото качество на получаваните резултати в този смисъл е много лошо. Непълното или неточното изследване води до неточна диагноза и може да има важни последици за болния. Освен това не бива да се забравя, че 50-65% от болните с тумори с див тип KRAS са резистентни на терапия с EGFR moAb. Ето защо търсенето на предиктивни маркери продължава. Изследват се генетични нарушения в други ефектори на EGFR, които са след стъпалото на KRAS, както и алтернативни мутации в други кодони на KRAS (61 и 146) за роля при първична резистентност към анти-EGFR лечение. Някои съобщения показват, че ако се изследват едновременно експресията на PTEN и мутации в KRAS, BRAF и PIK3CA могат да се открият до 70% от болните с mCRC, които вероятно няма да отговорят на анти-EGFR терапия [4].



BRAF е член на генното семейство RAF (ARAF, BRAF и CRAF), което кодира серин-треонинови протеин кинази след активирания KRAS и инициира каскадата на митогенни кинази, водеща до клетъчна пролиферация (Фигура 1) [3]. Активиращи мутации на BRAF се срещат при до 15% от случаите на CRC и при над 95% от всички известни мутации е налице замяна на валин с глутамат в аминокиселинен остатък 600 (V600E), което води до увеличено регулиране на сигналния път на ERK независимо от мутациите в KRAS. Освен това мутация V600E може да има допълнителни функции, което предполага, че тя се среща при различни типове тумори и дава различни резултати. Освен това мутациите в BRAF асоциират със спорадичната нестабилност на микросателити (MSI), с метилаторния фенотип на CpG островите (CIMP) и локализацията в дясната част на колона, докато мутантният KRAS не асоциира с тях. Статусът по мутации в BRAF вероятно е валиден отрицателен прогностичен маркер за CRC при адювантно и метастазно лечение, както се вижда по резултатите от големи клинични проучвания. Наличието на висок CIMP изглежда елиминира, поне отчасти, нежеланите ефекти на мутациите в BRAF, докато добрата прогноза асоциирана с висока MSI се отменя от присъствието на мутация в BRAF. В противоположност, установява се, че мутациите в BRAF асоциират със значително по-ниско преживяване при MSS тумори, но няма ефект върху отличната прогнози при тумори с висок MSI. Ето защо се приема, че не самата мутация в BRAF придава лоша прогноза, а мутацията има различни ефекти в зависимост от типа на генетичния път, в който е получена. Освен това, резултатите предполагат, че мутация V600E в BRAF придава резистентност към EGFR moAb при болни с нечувствителен към химиотерапия mCRC с див тип KRAS и може да се използва като допълнителен предвиждащ фактор при тази ситуация.

Заключение

Чрез по-добро идентифициране на болните, които ще отговорят на дадено лечение, придружаващата диагностика (CDx) може да помогне на патолозите и лекарите да подобрят изхода от лечение, като в същото време спестят средства на болните и системата на здравеопазване. През 2012 година беше официално одобрен първият придружаващ диагностик, заедно с одобряването на препарат за лечение на mCRC. Понастоящем и у нас чрез PCR в реално време могат да се откриват седем соматични мутации в човешкия онкоген KRAS при използване на ДНК, екстрахирана от фиксирана във формалин, включена в парафин тъкан от CRC. При наличие на тези мутации при болните с метастазен колоректален карцином липсва отговор към лечение с определени инхибитори на EGFR. Те се срещат при около 40% от болните. Седемте мутации, които се откриват с набора представляват над 97% от всички съобщавани досега мутации при болни с колоректален карцином [5]. Ако се постигне правилно идентифициране на болните, които са подходящи и неподходящи за лечение с инхибитор на EGFR на базата на техния ген KRAS, годишните икономии на средства биха били огромни. Подобни официално одобрени тестове прилагаме и за генетичен профайлинг чрез идентифициране на мутации в гените EGFR, NRAS, BRAF, ALK. Това ни позволява да предлагаме персонализирано лечение на нашите болни със солидни тумори.

Следва да се отбележи, че не всички тестове са официално одобрени. Много важно е, да се знае, че типът на откритата мутация е ключов, когато се взема решение какъв диагностик да се ползва в лабораторията, освен всички регулаторни и ценови съображения. Например някои лаборатории ползват разработени на място тестове, които не са одобрени, например секвениране на ДНК, което може да открие широк и вариращ спектър от мутации, включително много редки, за които ефектът им върху терапията, назначена на болния не е известен.


БИБЛИОГРАФИЯ

[1] Hayes DF, Bast RC, Desch CE, Fritsche H, Kemeny NE, Jessup JM, Locker GY, Macdonald JS, Mennel RG, Norton L, Ravdin P, Taube S & RJ Winn (1996). Tumor marker utility grading system: a framework to evaluate clinical utility of tumor markers. Journal of the National Cancer Institute 88(20), 1456–1466.

[2] Deschoolmeester V, Lardon F, Pauwels P & M Peeters (2012) Biomarkers in Gastrointestinal Cancer: Focus on Colon, Pancreatic and Gastric Cancer. В: Biomarker, Khan T K (п/р), InTech, 49-76.

[3] Chong CR & PA Jänne (2013) The quest to overcome resistance to EGFR-targeted therapies in cancer. Nature Medicine 19, 1389–1400.

[4] Sartore-Bianchi A, Di Nicolantonio F, Nichelatti M, Molinari F, De Dosso S, Saletti P, Martini M, Cipani T, Marrapese G, Mazzucchelli L, Lamba S, Veronese S, Frattini M, Bardelli A & S Siena (2009) Multi-determinants analysis of molecular alterations for predicting clinical benefit to EGFR-targeted monoclonal antibodies in colorectal cancer. PloS One 4(10), e7287.

[5] Catalog of Somatic Mutations in Cancer, www.sanger.ac.uk/genetics/CGP/cosmic.




Каталог: images -> Documents
Documents -> Европейският земеделски фонд за развитие на селските райони
Documents -> Европейският земеделски фонд за развитие на селските райони
Documents -> Европейският земеделски фонд за развитие на селските райони
Documents -> Европейският земеделски фонд за развитие на селските райони
Documents -> Европейският земеделски фонд за развитие на селските райони
Documents -> Семинар (за най-малко 20 участници)
Documents -> Програма на „загорка" ад „ Създаваме по-добро бъдеще"
Documents -> Програма за Първи ден: 11. 00ч. 11. 15ч.: Регистрация на участниците и получаване на материали


Сподели с приятели:




©obuch.info 2024
отнасят до администрацията

    Начална страница