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

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

Generazione di instabilità dei microsatelliti

Chung, Annals of Int Med 2003;138:560-570

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

Jen et al, NEJM 1994; 331;213-221.

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

RIASSUMENDO...

Benson, Oncologist 2006;11:973-980

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

BRAF

p53

p53

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