Konference: 2006 XXX. Brněnské onkologické dny a XX. Konference pro sestry a laboranty
Kategorie: Nádorová biologie/imunologie/genetika a buněčná terapie
Téma: Analýza nádorového genomu a proteomu
Číslo abstraktu: 189p
Autoři: prof. RNDr. Ondřej Slabý, Ph.D.; MUDr. Ingrid Garajová; prof. MUDr. Rostislav Vyzula, CSc.
S technologií DNA čipů se dnes v
onkologickém výzkumu setkáváme stále častěji, o čemž svědčí také
narůstající počet prací na toto téma publikovaných. Pouze ve
výzkumu kolorektálního karcinomu bylo za posledních pět let využito
DNA čipů ve více než 60 studiích, přičemž v posledních dvou letech
je vidět výrazný posun z oblasti experimentální do oblasti
klinické.
Tyto práce popisovaly schopnost čipů odlišit nádorovou tkáň od zdravé střevní sliznice [2], rozdělit nádory podle histopatologického stádia (adenom [1], adenokarcinom [2]), determinovat znaky metastáz kolorektálního karcinomu [3], předpovídat odpověď na testované chemoterapeutikum (5-FU, CPT-11) [4], ale také identifikovat prognostické skupiny pacientů ve vztahu k relapsu onemocnění, vzdálenostní progresi [5] a parametru celkového přežití [6].
Prognosticky odlišné skupiny u pacientů s kolorektálním karcinomem se v současnosti vymezují na základě histologické klasifikace, gradingu, klinického rozsahu a ojedinělých molekulárních markerů. Tyto faktory jsou pro chirurgicky vyléčené pacienty rozhodující z hlediska indikace adjuvantní chemoterapie. Jejich predikční síla ovšem není dostatečná a 25-30% pacientů v klinickém stádiu (dále jen stádiu) Dukes B umírá do pěti let na relaps nádorového onemocnění. Racionální přistup k indikaci adjuvantní léčby nabízí molekulární charakterizace této vysoce rizikové podskupiny pomocí technologie DNA čipů.
Nadějné výsledky přinesla studie zaměřená na hledání nových prognostických markerů relapsu onemocnění využitím oligonukleotidových mikročipů Affymetrix U133a [5]. Na souboru 74 pacientů ve stádiu Dukes B byla identifikována sada 23 genů, která na nezávislém validačním souboru 36 pacientů predikovala relaps s přesností 78%. Long-rank test prokázal na tomto souboru statisticky významný rozdíl v délce bezpříznakového přežití u pacientů s predikcí dobré prognózy a pacientů se špatnou prognózou na hladině pravděpodobnosti p = 0,0001.
DNA mikročipy byly použity také k vytvoření molekulárního stagingu kolorektálních karcinomů, který měl výrazně vyšší prognostický potenciál než standardní Dukesova klasifikace [6], která je užitečná především u pacientů ve stádiu A a D, ale u stádia B a C má z hlediska dlouhodobé prognózy nízkou informativní hodnotu. Pro 78 vzorků kolorektálních karcinomů byly získány expresní profily pomocí 32,000 cDNA mikročipů (TIGR), z nichž se pomocí klastrové analýzy podařilo identifikovat sadu 43 genů, která umožňovala nezávisle na klinické klasifikaci rozdělit pacienty na dvě prognostické skupiny ve vztahu k celkovému přežití. Při cross-validaci byla tato sada genů, obsahující mimo jiné také geny pro osteopontin a a neuregulin, schopná předpovědět 36 měsíční přežití s přesností 90% (p<0,001). Mezi skupinami pacientů ve stádiích Dukes B a Dukes C nebyl signifikantní rozdíl v celkovém přežití. Na základě molekulární klasifikace byla navíc ze skupiny pacientů ve stádiu Dukes B vyčleněna podskupina, která měla horší prognózu než část pacientů ve stádiu Dukes C. Prognostická síla této skupiny genů byla validována na nezávislé skupině 95 pacientů z jiné než testovací populace s využitím oligonukleotidových mikročipů Affymetrix U133a. Konverze mezi jednotlivými technologiemi znamenala redukci genové sady z 43 na 26 genů a její schopnost predikce 36 měsíčního přežití byla 78% [6]. Pro dobrou reprodukovatelnost a vysoký prognostický potenciál tohoto souboru genů svědčí nejen zachování vysoké predikční síly při validaci na velkém souboru jiné populace při použití jiné čipové technologie, ale také výskyt genů již dříve asociovaných s progresí onemocnění v tomto souboru.
Dle dosavadních poznatků lze tedy předpokládat přínos DNA čipů pro predikci relapsu a prognózu celkové délky přežití u pacientů s kolorektálním karcinomem.
Za tímto účelem je v naší laboratoři v současné době prováděna metaanalýza všech studií využívajících metodiky DNA čipů ve výzkumu kolorektálních karcinomů. Cílem této analýzy je kromě vypracování literárního přehledu také nalezení průniku genových sad u jednotlivých typů studií především se zaměřením na kancerogenezi, invazivitu a detekci prognostických profilů. Podle očekávání je většina doposud nalezených genů se známou funkcí spojena s buněčnou adhezí, udržováním extracelulární matrix, s procesem angiogeneze nebo regulací buněčného cyklu. Výsledná sada genů bude sloužit k výběru vhodné kombinace DNA makročipů (řádově stovky genů asociovaných s konkrétním biologickým procesem nebo signální drahou), které budou použity k molekulární charakterizaci prognosticky odlišných skupin pacientů. Po ověření exprese vybraných genů metodou Real-Time PCR případně imunohistochemií by výsledky těchto analýz měly být použity k vytvoření nové prognostické sady genů (stanovení metodou Real-Time PCR nebo imunohistochemicky) nebo k navržení vlastního prognostického DNA makročipu pro rutinní klinické použití v predikci relapsu a prognóze celkového přežití umožňující racionální indikaci adjuvantní chemoterapie u nemocných s lokoregionálně pokročilým kolorektálním karcinomem.
Literatura
Práce podpořena grantem IGA MZ ČR NR/9076 – 4.
Tyto práce popisovaly schopnost čipů odlišit nádorovou tkáň od zdravé střevní sliznice [2], rozdělit nádory podle histopatologického stádia (adenom [1], adenokarcinom [2]), determinovat znaky metastáz kolorektálního karcinomu [3], předpovídat odpověď na testované chemoterapeutikum (5-FU, CPT-11) [4], ale také identifikovat prognostické skupiny pacientů ve vztahu k relapsu onemocnění, vzdálenostní progresi [5] a parametru celkového přežití [6].
Prognosticky odlišné skupiny u pacientů s kolorektálním karcinomem se v současnosti vymezují na základě histologické klasifikace, gradingu, klinického rozsahu a ojedinělých molekulárních markerů. Tyto faktory jsou pro chirurgicky vyléčené pacienty rozhodující z hlediska indikace adjuvantní chemoterapie. Jejich predikční síla ovšem není dostatečná a 25-30% pacientů v klinickém stádiu (dále jen stádiu) Dukes B umírá do pěti let na relaps nádorového onemocnění. Racionální přistup k indikaci adjuvantní léčby nabízí molekulární charakterizace této vysoce rizikové podskupiny pomocí technologie DNA čipů.
Nadějné výsledky přinesla studie zaměřená na hledání nových prognostických markerů relapsu onemocnění využitím oligonukleotidových mikročipů Affymetrix U133a [5]. Na souboru 74 pacientů ve stádiu Dukes B byla identifikována sada 23 genů, která na nezávislém validačním souboru 36 pacientů predikovala relaps s přesností 78%. Long-rank test prokázal na tomto souboru statisticky významný rozdíl v délce bezpříznakového přežití u pacientů s predikcí dobré prognózy a pacientů se špatnou prognózou na hladině pravděpodobnosti p = 0,0001.
DNA mikročipy byly použity také k vytvoření molekulárního stagingu kolorektálních karcinomů, který měl výrazně vyšší prognostický potenciál než standardní Dukesova klasifikace [6], která je užitečná především u pacientů ve stádiu A a D, ale u stádia B a C má z hlediska dlouhodobé prognózy nízkou informativní hodnotu. Pro 78 vzorků kolorektálních karcinomů byly získány expresní profily pomocí 32,000 cDNA mikročipů (TIGR), z nichž se pomocí klastrové analýzy podařilo identifikovat sadu 43 genů, která umožňovala nezávisle na klinické klasifikaci rozdělit pacienty na dvě prognostické skupiny ve vztahu k celkovému přežití. Při cross-validaci byla tato sada genů, obsahující mimo jiné také geny pro osteopontin a a neuregulin, schopná předpovědět 36 měsíční přežití s přesností 90% (p<0,001). Mezi skupinami pacientů ve stádiích Dukes B a Dukes C nebyl signifikantní rozdíl v celkovém přežití. Na základě molekulární klasifikace byla navíc ze skupiny pacientů ve stádiu Dukes B vyčleněna podskupina, která měla horší prognózu než část pacientů ve stádiu Dukes C. Prognostická síla této skupiny genů byla validována na nezávislé skupině 95 pacientů z jiné než testovací populace s využitím oligonukleotidových mikročipů Affymetrix U133a. Konverze mezi jednotlivými technologiemi znamenala redukci genové sady z 43 na 26 genů a její schopnost predikce 36 měsíčního přežití byla 78% [6]. Pro dobrou reprodukovatelnost a vysoký prognostický potenciál tohoto souboru genů svědčí nejen zachování vysoké predikční síly při validaci na velkém souboru jiné populace při použití jiné čipové technologie, ale také výskyt genů již dříve asociovaných s progresí onemocnění v tomto souboru.
Dle dosavadních poznatků lze tedy předpokládat přínos DNA čipů pro predikci relapsu a prognózu celkové délky přežití u pacientů s kolorektálním karcinomem.
Za tímto účelem je v naší laboratoři v současné době prováděna metaanalýza všech studií využívajících metodiky DNA čipů ve výzkumu kolorektálních karcinomů. Cílem této analýzy je kromě vypracování literárního přehledu také nalezení průniku genových sad u jednotlivých typů studií především se zaměřením na kancerogenezi, invazivitu a detekci prognostických profilů. Podle očekávání je většina doposud nalezených genů se známou funkcí spojena s buněčnou adhezí, udržováním extracelulární matrix, s procesem angiogeneze nebo regulací buněčného cyklu. Výsledná sada genů bude sloužit k výběru vhodné kombinace DNA makročipů (řádově stovky genů asociovaných s konkrétním biologickým procesem nebo signální drahou), které budou použity k molekulární charakterizaci prognosticky odlišných skupin pacientů. Po ověření exprese vybraných genů metodou Real-Time PCR případně imunohistochemií by výsledky těchto analýz měly být použity k vytvoření nové prognostické sady genů (stanovení metodou Real-Time PCR nebo imunohistochemicky) nebo k navržení vlastního prognostického DNA makročipu pro rutinní klinické použití v predikci relapsu a prognóze celkového přežití umožňující racionální indikaci adjuvantní chemoterapie u nemocných s lokoregionálně pokročilým kolorektálním karcinomem.
Literatura
- Lin, Y. M., Y. Furukawa, et al. (2002). „Molecular diagnosis of
colorectal tumors by expression profiles of 50 genes expressed
differentially in adenomas and carcinomas.“ Oncogene 21(26):
4120-8.
- Birkenkamp-Demtroder, K., L. L. Christensen, et al. (2002).
„Gene expression in colorectal cancer.“ Cancer Res 62(15): 4352-
63.
- Ramaswamy, S., K. N. Ross, et al. (2003). „A molecular
signature of metastasis in primary solid tumors.“ Nat Genet
33(1):49-54.
- Mariadason, J. M., D. Arango, et al. (2003). „Gene expression
profiling-based prediction of response of colon carcinoma cells to
5-fluorouracil and camptothecin.“ Cancer Res 63(24):
8791-812.
- Wang, Y., T. Jatkoe, et al. (2004). „Gene expression profiles
and molecular markers to predict recurrence of Dukes’ B colon
cancer.“ J Clin Oncol 22(9): 1564-71.
- Eschrich, S., I. Yang, et al. (2005). „Molecular staging for survival prediction of colorectal cancer patients.“ J Clin Oncol 23(15): 3526-35.
Práce podpořena grantem IGA MZ ČR NR/9076 – 4.
Datum přednesení příspěvku: 11. 5. 2006
