Marcatori molecolari prognostici. Milo Frattini Istituto cantonale di patologia Locarno

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1 Marcatori molecolari prognostici Milo Frattini Istituto cantonale di patologia Locarno Legnano

2 Cancro colorettale - Epidemiologia Il cancro colorettale è la seconda causa di morte per malattie neoplastiche. Nei paesi industrializzati, ogni anno si verificano circa nuovi casi e 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 età superiore ai 45 anni al momento della diagnosi. Studi epidemiologici hanno suggerito che almeno il 10% dei cancri sono di origine ereditaria (es: Familial Adenomatous Polyposis (FAP) in 1 caso ogni 7000 individui; Hereditary Non Polyposis Colorectal Cancer (HNPCC) nel 2-4% totale dei casi) La maggior parte dei casi è di origine sporadica.

3 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:

4 Meyerhardt et al, NEJM 2005;352: Trattamenti chemioterapici

5 Trattamenti chemioterapici: fluoropirimidine Trattamento di base Inibiscono la Timidilato Sintasi Spesso in associazione con leucovorin, un farmaco che stabilizza il legame del fluorouracile alla timidilato sintasi determinando in tal senso un aumentato blocco della sintesi di DNA

6 Trattamenti chemioterapici: irinotecan Irinotecan (camptosar o CPT-11) è un derivato semisintetico dell alcaloide naturale Camptotecina Interagisce con la topoisomerasi I, un enzima implicato nella replicazione e 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 cellulare tramite apoptosi

7 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

8 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

9 APC β-catenina Modelli di progressione del tumore colorettale APC Met (p16) APC Met (p16) K-RAS APC Met (p16) K-RAS DCC APC Met (p16) K-RAS DCC p53 Iper proliferazione Adenoma tipo I Adenoma tipo II Carcinoma in situ Metastasi APC -catenina MMR genes (MLH1, MSH2,...) TGFβRII, BAX, BRAF IGF-IIR, E2F4, TCF-4 Iper proliferazione Adenoma tipo I Adenoma tipo II Carcinoma in situ Metastasi

10 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?

11 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

12 Generazione di instabilità dei microsatelliti Chung, Annals of Int Med 2003;138:

13 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

14 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:

15 MSI in mcrc 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: )

16 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:

17 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

18 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

19 Jen et al, NEJM 1994; 331; Cromosoma 18q - prognosi

20 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:

21 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

22 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

23 Benson, Oncologist 2006;11: RIASSUMENDO...

24 BRAF Growth factor OUT Growth factor P GRB SOS RAS Cyclic AMP Adenylate cyclase G-protein P Tyrosine Kinase receptor P BRAF P G-proteincoupled receptor P MEK P ERK1 ERK2 P P P P Nucleus Cytoplasm Changes in gene expression

25 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

26 Algoritmo Pazienti classificati in base ai criteri di Amsterdam/Bethesda Genetic counselling Resezione chirurgica Analisi MSI Terapie oncologiche Analisi mutazionale di BRAF Immunoistochimica delle proteine MMR Analisi mutazionale dei geni MMR

27 BRAF

28 p53

29 p53

30 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 resistenza a chemioterapia o radioterapia in pazienti con tumore rettale Locker et al, J Clin Oncol 2006;24:

31 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:

32 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-FU 1 il numero di copie del gene sembra influenzare la risposta a chemioterapia basata su 5-FU 2 1 Locker et al, J Clin Oncol 2006;24: Brody et al, Cancer Res 2006;66:

33 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

34 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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