Tento web využívá soubory cookies k poskytování služeb, shromažďování dat o návštěvnosti a personalizaci reklam. S používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Více informací

Molekulární onkologie kolorektálního karcinomu aneb V molekulární analýze je budoucnost

Zhoubné novotvary tlustého střeva a konečníku (CRC) patří ve světové populaci k nejčastějším nádorovým onemocněním, jsou nejčastější onkologickou diagnózou po karcinomu prostaty u mužů a po karcinomu prsu u žen a reprezentuje je víc než 8 tisíc případů ročně. Až ve 25 ̶ 30 % případů bývá v době stanovení primárního nádoru ve střevě již zjistitelné metastatické postižení jater (méně často jiných orgánů), u dalších 35 % se metastázy vyvinou v pozdějším období. Světová incidence byla pro rok 2012 odhadnuta na celkem 1 360 602 nově diagnostikovaných nádorů, v Evropě pak 447 136 nádorů.

Odhadovaný počet úmrtí na toto onemocnění byl v roce 2012 ve světě 693 933 a v Evropě 214 866 úmrtí.

Odhadovaná prevalence (pacienti žijící s nádorem) do 5 let od diagnózy ZN CRC byla pro rok 2012 celosvětově 3 543 582 (68,2 na 100 000 osob) a 1 203 943 v Evropě (192,3 na 100 000 osob).

Diagnostika i léčba kolorektálního karcinomu (CRC) zaznamenává v poslední době výrazný rozvoj. Rozvíjí se cílená biologická léčba, jejíž snahou je co nejpřesněji zacílit působení terapeutické látky. V této oblasti dochází k nárůstu počtu vyšetřovaných tkáňových markerů. V souvislosti s dostupnou biologickou léčbou u CRC mluvíme hlavně o anti-EGFR terapii, která je predikována na základě analýzy mutačních změn genů rodiny RAS. Prediktivní význam vyšetření genu BRAF je diskutabilní. Snahou je terapeutické ovlivnění dalších downstream genů, a lze tedy očekávat rozšíření spektra vyšetřovaných markerů. Další poznatky v molekulární biologii ukazují na význam hodnocení mikrosatelitové instability (MSI). Hodnocení MSI je významné při identifikaci pacientů s Lynchovým syndromem, což je hereditární forma CRC. Ukázalo, že hodnocení MSI v kombinaci s dalšími markery je prognosticky významné a může mít i prediktivní význam s ohledem na typ použité terapie. Asi 20 % všech CRC je familiárních, 5 ̶ 10 % se vyvíjí v rámci autozomálně dominantních syndromů nádorové predispozice, zejména familiární adenomatózní polypózy (FAP) a hereditárního nepolypózního kolorektálního karcinomu (HNPCC) neboli Lynchova syndromu. Léčebné možnosti kolorektálního karcinomu kromě standardních, dlouhodobě známých a zavedených postupů, jako jsou chirurgická léčba, chemoterapie a radioterapie, zahrnují i moderní postupy cílené (biologické) léčby. Využití těchto metod v rutinní léčebné praxi navazuje na rozvoj poznatků týkajících se molekulární podstaty nádorů, kam lze zahrnout také mikroprostředí a heterogenitu nádoru. Již víme, že nádor není tvořen homogenní řadou nádorových buněk, ale že se jedná o vysoce složitý a velice heterogenní novotvar s přímým vztahem k nenádorovému mikroprostředí. Růst nádoru je vždy spojen se změnami v jeho mikroprostředí a současně změnami širšího mikroprostředí konkrétní tkáně. Mikroprostředí představuje heterogenní komplex, zodpovědný za buněčnou proliferaci, diferenciaci, nekrózu a/nebo apoptózu a fenotyp nádorových buněk. Vliv nádorového mikroprostředí je také často spojován s rezistencí k používaným léčebným postupům (nejen farmakoterapie, ale i radioterapie).

Nenádorová složka vnitřního prostředí pak ovlivňuje heterogenitu nádoru, která je definována jako fenotypická odlišnost jednotlivých nádorových buněk parenchymu, nesoucí stabilní znaky stálé při přenosu na následující generaci dceřiných buněk. Tato fenotypická odlišnost jednotlivých nádorových buněk a jejich klonů vede k nutnosti aplikace rozdílných přístupů (má za následek rozdílné přístupy) v diagnostice a terapii nádorů. Nádor obecně podléhá vývojovým i diferenciačním změnám spojených s alterací genové exprese a genetickou nestabilitou, které jsou provázeny snížením schopnosti opravy DNA (DNA repair). Dále dochází k rekombinaci genotypů, epigenetickým změnám v regulaci exprese genů následkem metylací a acetylací. Nádor je tedy komplexní systém klonů s různou mírou exprese jednotlivých znaků, růstovou a metastatickou aktivitou a mutačním stavem. Následná odpověď na terapeutické strategie je potom mnohotvárná a rozdílná.

Molekulární diagnostika (CRC) zahrnuje několik oblastí. Hlavní oblastí zájmu je testování signální dráhy začínající receptorem EGFR/ERBB/HER, která je zásadní s ohledem na dostupnou cílenou léčbu anti-EGFR monoklonálními protilátkami (cetuximab – humanizovaná monoklonální protilátka, panitimumab – humánní monoklonální protilátka) s následnou inhibicí tyrozinkinázové domény receptorů EGFR/ERBB/HER (gefitinib, erlotinib, lapatinib). Účinnost terapie Cetuximabem a Panitumumabem proti EGFR receptoru u kolorektálního karcinomu se odvíjí od diagnostiky prediktivních biomarkerů, které jsou definované v rámci SPC. Zastoupení EGFR receptorů hodnocených IHC dnes nemá pro následnou léčbu prokazatelný význam a jako podstatná se jeví pouze role mutačních změn genů rodiny Ras (Kras ex 2,3,4 a Nras ex 2,3,4) - KRAS exon 2 (kodony 12,13), exon 3 (kodony 59, 61) a exon 4 (kodony 117, 146) – NRAS exon 2 (kodony 12,13), exon 3 (kodony 59, 61) a exon 4 (kodony 117, 146) a Braf, které jsou součástí signální dráhy EGFR/Kras/Braf/MAPK.

Gen Ras je součástí několika signálních drah, které zprostředkovávají buněčnou odpověď na růstové faktory. Gen se nachází v chromozomálním regionu 12p12.1. Produktem genu je protein s GTPázovou aktivitou. Mutace genu ras jsou zodpovědné za setrvání proteinu v aktivní formě s navázaným GTP, důsledkem je trvalá signalizace a nekontrolovaná buněčná proliferace.

Mutace genu B-raf se vyskytuje u 7 – 10 % pacientů. Gen B-raf je lokalizovaný v chromozomálním regionu 7q34. Je složen z 18 exonů a délka transkribované mRNA je 2478 bp. Gen kóduje protein příslušející k rodině raf/mil serin/threoninových kináz. Tento protein je velice důležitý v regulaci MAPK/ERK signální kaskády, která ovlivňuje jednak buněčné dělení, ale také diferenciaci a buněčnou sekreci. Mutace tohoto genu jsou asociovány s řadou nádorů včetně CRC. Rutinně se testuje mutace V600E, kde je více než 80 % mutací způsobeno transverzí T1799A, která vede k aminokyselinové záměně V600E. Mutace V600E propůjčuje buňkám transformační aktivitu, protože simuluje fosforylaci na T599 a/nebo S602 v aktivační doméně proteinu BRAF. Známé jsou však také mutace V600K, A. Díky této mutaci zůstává protein BRAF nepřetržitě v aktivním stavu, bez ohledu na signalizaci RAS.

Mutační analýzu lze provést z izolovaného a PCR amplifikovaného úseku DNA za použití přímého sekvenování nebo pomocí komerčně dostupných kitů s CE IVD.

Mutace genu EGFR je u CRC velmi vzácná, některé CRC však mohou vykazovat amplifikaci genu EGFR, kterou lze detekovat pomocí amplifikačních sond (gen/centromera) metodou FISH,  doprovázenou overexpresí proteinu, kterou lze detekovat imunohistochemicky IHC, za použití protilátky proti příslušnému epitopu. Významnost amplifikace genu EGFR není prokázána a jeví se jako neefektivní prediktivní marker.

Další oblastí testování je stav MRR genů, primárně tedy testování mikrosatelitové instability (MSI), které má význam prediktivní i prognostický a také představuje první krok v diagnostice Lynchova syndromu. Mikrosatelitovou instabilitu (MSI) lze detekovat asi u 15 % všech CRC, u nádorů asociovaných s HNPCC až v 90 %. U pacientů s prokázanou MSI v tumoru je indikována analýza germinálních mutací MMR genů.

Dále lze detekovat zvýšenou expresi VEGF za současného zvýšení dalších růstových a proangiogenních faktorů, jejichž význam je klíčový pro nasazení antiangiogenní terapie pomocí monoklonální protilátky proti receptoru VEGFR  (monoklonální protilátka bevacizumab), která ovšem nemá definovaný prediktivní marker.

Fosfatidyl-inositol-3-kináza (PI3K) a její aktivace následně vede k fosforylaci 3´-OH skupiny na fosfatidylinositolu a vede ke vzniku fosfatidylinositol trifosfátu (PIP3). Mutace genu PIK3CA je nejčastější genetická alterace v signální dráze PIK3K u CRC. Význam mutací PIK3CA na resistenci k léčbě anti-EGFR je předmětem zkoumání. Recentní studie ukázaly, že mutace PIK3CA v exonu 20 jsou negativní prediktor, naopak odpověď na léčbu je zachována u mutací v exonu 9. Mutace PIK3CA se může vyskytovat i v souvislosti s mutací KRAS či BRAF.

Negativní zpětnou vazbu dráhy PI3K zajišťuje lipidová fosfatáza PTEN (phosphatase and tensin homolog). Tato fosfatáza defosforyluje PIP3. PTEN je inaktivován u 20–40 % CRC. Výsledky byly potvrzeny studiemi, které prokazují u pacientů se ztrátou funkce PTEN (a wt KRAS) léčenými anti-EGFR terapií špatnou odpověď na tuto léčbu a celkově kratší přežití (laurent, frattini).

V současné době probíhá několik studií zaměřených na terapeutické ovlivnění signální dráhy PIK3/AKT/mTOR zahrnujících inhibitory PIK3, duální inhibitory PIK3-mTOR, inhibitory AKT a inhibitory mTOR.

Dnes  se používá v rámci molekulární diagnostiky celá řada metod, převažuje však testování pomocí CE IVD kitů pro qRT-PCR. Časté je také testování amplikonů hybridizovaných na oligonukleotidy umístěné na stripu (StripAssay), pyrosekvenace a HRM. Nedílnou součástí je i sekvence nové generace.

Závěrem lze říci, že molekulární diagnostika u CRC zaznamenává v současné době výrazný rozvoj. Tento rozvoj systémové léčby u CRC se datuje od druhé poloviny devadesátých let minulého století.  Obohatila nejen repertoár cytostatik, ale také se významným způsobem posunuly vědecké poznatky na poli molekulární biologie, které umožnily nástup cílené léčby za pomoci monoklonálních protilátek. Hlubší rozpoznání principů procesu metastazování, buněčné komunikace a signálních drah, pochopení nádorového prostředí a jeho heterogenity vede k vývoji látek s možností zásahu klíčových struktur nádorové buňky. Kromě rozvoje rutinní diagnostiky zaměřené zejména na testování prediktivních markerů odpovědi na léčbu anti-EGFR monoklonálními protilátkami či inhibitory TK domény a diagnostiku MSI probíhají studie zaměřené na komplexní hodnocení CRC na více úrovních. Cílem probíhajících výzkumů je klasifikace CRC na podkladě molekulárního subtypu nad rámec v současné době rutinně hodnocených parametrů (morfologických, imunohistochemických i molekulárních) a prohloubení cílenosti, a tím účinnosti léčby konkrétních pacientů. Situace je však poměrně komplikovaná a jednoznačné testy tohoto typu, které by umožnily predikovat léčbu ve všech ohledech a měly i prognostickou výpovědní hodnotu i přes značný rozvoj této problematiky, nemáme v současné době k dispozici.

Onkologové si při terapii CRC neustále kladou otázku, jaká jsou optimální kombinace a řazení jednotlivých modalit léčby. Jedná se o načasování chirurgického výkonu, volbu nejvhodnější kombinace chemoterapie s biologickou léčbou, tj. s antiEGFR nebo antiVEGF protilátkou s ohledem na kvalitní molekulární diagnostiku, respektive analýzu tzv. molekulárního profilování pacienta.



Tento článek je součástí vydání
Synlabianer 2016/04
Zobrazit jako .PDF
molekularni-onkologie-kolorektalniho-karcinomu-aneb-v-molekularni-analyze-je-budoucnost.jpg

Související články



autizmus-u-deti-moznosti-diagnostiky-a-liecby.jpg

Autizmus u detí – možnosti diagnostiky a liečby

18.10.2016 | MUDr. Oto ÜrgeCelý článek...Detský autizmus je veľmi zaujímavý až fascinujúci syndróm. Ide o neuropsychické ochorenie spojené s nedostatočnými sociálnymi interakciami, nedostatočnou verbálnou a neverbálnou komunikáciou, abnormálnym až bizarným návykovým správaním, ktoré je stereotypné a rituálne, ako aj s ťažkosťami s učením. Ochorenie patrí medzi tzv. pervazívne vývinové poruchy (pervazívny-prenikavý). Postupne dochádza ku kvalitatívnemu zhoršeniu vzájomných spoločenských interakcií a spôsobu komunikácie. Abnormality v správaní jedinca sa prejavujú vo všetkých situáciách, pričom ich stupeň môže byť rôzny. U väčšiny prípadov nie je vývin od útleho veku normálny, a prejavuje sa v priebehu prvých 5 rokov života. Porucha je 3-4 krát častejšia u chlapcov ako u dievčat.

Nejčtenější



Sexuálně přenosné infekce 2. část: bakteriální původci, jiní než Chlamydia trachomatis18.07.2016 | Mgr. Klára Vilimovská Dědečková, Ph.D., Laboratoř molekulární diagnostiky, Oddělení Molekulární detekce patogenů

Reprodukční imunologie15.02.2017 | Ing. Anabela Čížková | MUDr. Barbara Trnková

Sexuálně přenosné infekce 3. část: lidské papilomaviry (HPV)18.10.2016 | Mgr. Klára Vilimovská Dědečková, Ph.D., Laboratoř molekulární diagnostiky, Oddělení Molekulární detekce patogenů