Transcript Виж - CredoWeb

Модели за биологична субкласификация
на
овариален карцином
Доц. д-р М. Георгиева
УМБАЛ Св. Марина, Варна
Типове овариални тумори
3 основни типа според произхода на клетките от които започват:
eпителни, тумори на половата връв-стромални, герминативно-клетъчни
овариални тумори.
Епителните овариални карциноми (около 90%)се класифицират в субтипове
според типа епителна диференциация в тумора. Хистологичните субтипове са:
серозен, муцинозен, ендометриоиден и светлоклетъчен.
Серозният хистотип е най-често срещан – 75-80%.
Туморната хистология се различава и на молекулярно ниво.
ЕОК произхождат от клетки, които придобиват и натрупват промени в ДНК
последователностите. Тези промени водят до неконтролирана пролиферация на
клетките (туморогенеза), миграция (метастази) и резистентност към терапия.
Развитието на секвенционните технологии спомага за откриване на тези генетични промени и
идентифициране на биомаркери за ранна детекция, субтипизиране, стадиране, прогноза и
селекция на ефективна терапия.
I класификация
Епителните тумори се групират в различни патогенетични типове
Овариални тумори Тип I са с ниска степен на малигненост и включват –
нискостепенен серозен карцином (low-grade serous carcinoma – LGSC) – под 5%,
муцинозен карцином (MC) – 3%, ендометриоиден карцином (EC)- 10% и
светлоклетъчен карцином (clear cell carcinoma (CCC) - 10%.
Овариални тумори тип II включват високостепенни серозни карциноми (highgrade serous carcinoma (HGSC) - 70%, недиференцирани карциноми и
малигнени смесени мезодермални тумори (карциносаркоми). Те са много
агресивни и метастазират рано.
Схема на вътреклетъчните сигнални пътища участващи при
развитието на ОК
Идентифицираните амплификации, мутации, хиперметилиране и
хромозомни делеции при ОК показват наличието на онкогени и
туморсупресорни гени, директно свързани с клетъчните сигнални
пътища, отговорни за растеж, оцеляване, инвазия и метастазиране
на туморните клетки.
Молекулярна класификация на ОК
Постиженията на молекулярната генетика и ИХХ спомогнаха за създаването на
по-точна и възпроизводима класификация на ОК в 5 основни субтипа:
Високостепенен серозен карцином (HGSC), Светлоклетъчен карцином (CCC),
Ендометриоиден карцином (EC), Муцинозен карцином (MC) и Нискостепенен
серозен карцином (LGSC).
Тези субтипове се характеризират с различни генетични промени, прекурсорни
лезии и отговор към терапия и се считат за 5 отделни заболявания.
Молекулярно профилиране
За молекулярно профилиране се използват технологиите с висока
възпроизводимост с които се изследва експресия на специфични схеми
(или сигнатури), от мРНК, протеин, микроРНК, брой копия ДНК и др.
При неконтролирани (unsupervised) анализи молекулярните профили
се използват за сортиране на туморите в различни категории чрез
статистически алгоритми.
.
При контролираните (supervised) анализи се дефинират определени
характеристики ( като отговор към ХТ) в тестова група; определя се коя
подгрупа компоненти на молекулярния профил са с различна експресия и
се дефинира сигнатура за изследвания фенотип.
За да се оцени възпроизводимостта и клиничното значение, сигнатурата с
валидира в повече различни групи пациенти.
.
Молекулярно профилиране на ОК
Чрез молекулярно профилиране на мРНК се постигна по-точно определяне
на молекулярни субтипове, свързани с клиничните характеристики;
така се получи отдиференцирането на МС и ССС от серозния субтип,
независимо от туморния стадий и степента на малигненост.
Хистологични субтипове и свързаните с тях
мутации/молекулярни аберации
Всеки хистотип е свързан с отделно клинично поведение – отговор към терапия, схема на
метастазиране, преживяемост.
Идентифицирането на различните молекулярни пътища, характерни за субтиповете
даде възможности за създаване на таргетни терапии, насочени към туморната микросреда,
както и към специфичните субтипове ОК.
Насочването към:
- VEGF сигналния път чрез Bevacizumab е определно ефективно, с позитивни
рандомизирани проучвания при всички стадии на ОК;
- дефектни сигнални пътища за ДНК репарация (хомоложна рекомбинантна ДНК
репарация)с PARP инхибитори също се оказва успешно при голям брой пациенти с HGSC;
Молекулярните таргетни агенти предлагат по-голяма селективност и по-ниска токсичност
от конвенционалната ХТ
Всеки хистологичен ОК субтип е свързан с характерни
молекулярни промени
I. Високостепенни серозни карциноми (HGSC)
– обхващат около 60% от ЕОК
Характеризират се с геномна нестабилност, промени в броя копия ДНК и
няколко отделни и повтарящи се мутации - р53, BRCA1 и BRCA2, АКТ 2
амплификации (PI3K-сигнален път) както и с начална хемочувствителност
и последваща увеличаваща се резистентност при всеки рецидив.
II. Нискостепенни серозни карциноми (LGSC)
LGSC са редки (< 5%) и обикновено бавно растящи тумори.
Имат BRAF или KRAS мутации (38% и 19%, респ.), т. е конститутивно
активиран МАР киназен сигнален път;
Не показват хромозомна нестабилност и при тях липсват сложните
генетични аномалии намерени при HGSC;
Не са свързани с наследствени BRCA мутации.
Муцинозни карциноми (МС)
Честотата на муцинозните карциноми е около 3% от малигнените
епителни тумори;
Профила на генна експресия на МК се различава от тези на останалите
карциноми: серозен, ендометриоиден и светлоклетъчен; този рядък
тип има почти 100% KRAS мутации, висока честота на HER2 и
свръхекспресия на муцинови гени MUC 2, MUC 3 и MUC 17.
Ендометриоидни карциноми (ЕС)
-
ЕС са 10% от всички овариални тумори;
-
Повечето са нискостепенни аденокарциноми;
- Открити са мутации в ARID1A гена, който действа като
туморсупресорен ген;
- Соматични мутации в β-catenin (CTNNB1) и PTEN гените са найобикновените аномалии идентифицирани при Овариалните ЕС;
-
CTNNB1 мутациите са свързани с добра прогноза;
- PTEN инактивацията води до активиране на PI3K-AKT сигналния път,
като инхибира апоптозата;
-
Честотата на мутирал PTEN е около 20% при ЕС туморите.
Светлоклетъчни овариални карциноми (ССС)
- ССС съставляват около 10% от овариалните карциноми и са са
свързани с лоша прогноза при напреднал стадий;
- Почти половината от ССС (46%-57%) имат мутации в ARID1A гена и
липса на BAF250 протеин;
- Обикновено са позитивни за HNF1-β (>90%) - транскрипционен
фактор с важна роля в патогенезата и поведението на ССС.
Транскипционно и геномно профилиране
Молекулярна класификация на HGSC, базирана на генно
експресионни профили
Тези тумори са от първите анализирани от Tothill et al 2008 и TCGA програмата.
При пилотното изследване на HGSC бяха използвани микроарейс анализи и
новите секвенционни технологии; като резултат се публикува най-обширния
генетичен анализ на HGSC. Изследването включва мРНК експресия, миРНК
експресия, брой копия ДНК и промоторно метилиране на 489 проби, както и
цялостно геномно секвениране на 316 от тези проби.
Геномните изследвания идентифицираха четири субтипа HGSC (вътрешни ,
“intrinsic subtypes” ): пролиферативен, имунологичен, мезенхимен и
диференциран чрез експресия на маркерни гени. Създадена беше и
прогностична 193 генна сигнатура, но тези субтипове не корелираха с промени в
общата преживяемост.
Тази класификация все още не се прилага в клиниката.
Прогностични сигнатури за ОК получени от изследвания
базирани на TCGA данни
Прогностични сигнатури за ОК получени от изследвания
базирани на TCGA данни
Verhaak et al 2013 създадоха субтип и генно-експресионни сигнатури за
преживяемост от TCGA данни, които при комбиниране предоставят
прогностичен модел, наречен Classification of OVArian cancer – CLOVAR
(100-генна сигнатура). Тази сигнатура различава групи с подчертано
различна средна преживяемост (23 срещу 46 месеца) и резистентност
към терапия с платина (63% срещу 23%)
А Бинарни резултати показващи
дали туморната проба е
активирала генната сигнатура.
Всяка колона показва 1 проба;
всяка редица показва 1 генна
сигнатура; червено – активиран;
черно – неактивиран
В Резултати от активиране на
първичните/необработени генни
серии. Всяка колона показва 1
проба; всяка редица – 1 генна
сигнатура
Други прогностични субтипове HGSC, базирани на генна
експресия
Ангеогенезен и неангиогенезен субтип
Карта (heatmap) на 100-генната сигнатура
жълто – ангиогенни експресия,
синьо – неангиогенна експресия
Stefan Bentink et al 2012
идентифицират нова мРНК и микроРНКангиогенезна сигнатура и съответно
нов субтип серозен овариален
карцином, с потенциално клинично и
транслационно значение за
идентифициране на пациенти, които
ще имат полза от антиангиогенни
терапии;ангиогенната класификация
сега се тества в клинични проучвания.
Валидиране на ангиогенната
класификация на ОК
Валидираща група състояща се от:
HGSC авансирали – 1090 пациента и
всички тумори – 1606 пациента
Преживяемост-значително по-лоша при ангиогенния
тип в сравнение с неангиогенния тип
Други прогностични субтипове базирани на генна експресия
1538 ОК са
класифицирани в пет
биологично отделни
групи, наречени Epi-A,
Epi-B, Mes, Stem-A и
Stem-B .
Пациенти с Epi-A, Epi-B
и Stem-B тумори имат
значително по-висока
преживяемост,
отколкото тези с тумори
в Mes и Stem-A
Tuan Zea Tan et al, EMBO Mol Med (2013); 5
Прогностични сигнатури за ОК от различни изследвания
Досега са изследвани различни схеми на генна експресия между нормалнии
туморни клетки като начин за отдиференциране на хистологичните субтипове.
Голям брой генни сигнатури са публикувани, но различните данни и методи
затрудняват пълноценното им използване в клиниката.
Levi Waldron et al JNCI, 2014 публикуваха систематичен мета-анализ на 14
прогностични модели, базирани на генна експресия за HGSOC чрез сравнителна
оценка и валидиране на публикуваните резултати за геномен риск в периода
2007-2013; за тази цел са използвани публични бази данни за генна експресия.
Резултатите от този анализ дават дефинитивна подкрепа за прогностичните
модели, но се потвърждава необходимостта от подобряването им за да имат
клинична стойност.
Методология за систематичния метаанализ на ОК прогностични модели – сравнителна оценка
на геномен риск чрез използване на публични бази данни за генна експресия
Основни резултати от провежданите анализи за
субкласификация и проучвания за нови терапевтични стратегии
-
Повече от 98% от ЕОК могат да бъдат вече класифицирани в 5
основни субтипа: HGSC, CCC, EC, MC и LGSC.
- Тези субтипове се характеризират с различни генетични
промени, прекурсорни лезии и отговор към терапия и се считат за 5
отделни заболявания.
- Създават се нови таргетни терапии, насочени към специфичните
субтипове ОК.
- Установяването на уникалните субтипове ОК вече навлезе и в
клиничните проучвания. Създават се молекулярно-насочени,
пациент-селективни клинични проучвания, резултатите от които ще
доведат до промени в клиничната практика.
- При ЕОК, BRCA мутациите се оказаха диагностични, прогностични
и предиктивни маркери.
BRCA1/2 мутации има в около 15% от пациентки с HGSC и тези
тумори са с по-добра прогноза от спорадичните HGSC, независимо от
терапията, т.е. тези мутации са позитивен прогностичен маркер.
BRCA мутациите са валидирани и като предиктивен маркер за
ДНК увреждащи агенти, вкл. и новия клас PARP инхибитори.
- MAPK инхибитори се тестват при LGSC, PIK3CA инхибитори при
ССС, Tamoxifen при EC и Herceptin при MC с вариабилни резултати.
- KRAS или BRAF мутации при LGSC са прогностични маркери добра прогноза - намален риск от рецидив.
II класификация (но не последна)
Обобщение на досега известните генетични аберации и нови
групирания на различните хистологични субтипове според основните
геномни мутации.
Може да се предвиди, че тази класификационна схема на 5 основни
хистотипа, базирана на морфологични, клинични и молекулярни данни скоро
ще бъде приета като стандарт на мястото на предишните критерии на СЗО