Biomarcadores moleculares y genómica en el cáncer colorrectal (CCR)

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1 Biomarcadores moleculares y genómica en el cáncer colorrectal (CCR) Francisco Javier Ramos, Josep Tabernero Caturla RUTINARIO RECOMENDABLE INVESTIGACIÓN Estado mutacional del gen K-ras (enfermedad avanzada) Inestabilidad de microsatélites (MSI) (enfermedad primaria y avanzada) Gen delecionado en el cáncer de colon (DCC) (enfermedad primaria) Dihidropirimidina deshidrogenasa (DPD) (enfermedad avanzada) (1) Células tumorales circulantes y en la médula ósea (CTC) (enfermedad primaria y avanzada) UGT1A1 (enfermedad avanzada) Nivel de evidencia IIb: - Perfiles de expresión génica - Timidilato sintetasa (TS) - Receptor de factores de crecimiento (EGFR) - B-RAF Nivel de evidencia III: - Proteína de reparación por escisión del grupo de complementación cruzada 1 (Excision Repair Cross- Complementation Group 1, ERCC-1) Nivel de evidencia IV: - Marcadores de angiogénesis - Marcadores de metástasis e invasión - Índice de proliferación - Gen supresor tumoral p53 (1) Frecuencia esperada: 1% en personas de raza blanca. Especialmente recomendado en casos de sospecha clínica de toxicidad a 5-FU, antes de repetir la dosis. INTRODUCCIÓN El factor pronóstico más importante tras la resección del CCR es el estadio patológico ( p TNM). El sistema de estadificación TNM del año 2002 sólo tiene en cuenta factores relacionados con la extensión tumoral determinada por métodos clínicos y tras el estudio de la pieza quirúrgica. En los últimos años se ha identificado un importante número de marcadores moleculares, algunos de los cuales pueden influir a la hora de decidir la mejor terapia adyuvante o predecir, con mayor precisión, la evolución de la enfermedad. En 1999, el Colegio Americano de Patólogos (College of American Pathologists, CAP) celebró una reunión de consenso donde se establecieron las bases para el estudio de factores biológicos, genéticos, moleculares y derivados de tejidos, como los marcadores pronósticos en el CCR (1). Se establecieron diferentes categorías en función de la evidencia demostrada como factores pronósticos: 1

2 Marcadores moleculares y Genómica en Oncología Categoría I: definitivamente demostrados como factores pronósticos según múltiples ensayos clínicos publicados y, generalmente, utilizados en la práctica clínica diaria. Categoría IIA: extensamente estudiados, desde un punto de vista biológico y/o clínico, con valor pronóstico y/o predictivo de respuesta. Estos factores son suficientemente importantes para ser incluidos en los informes de Anatomía Patológica, pero su importancia clínica aún no ha sido validada en ensayos clínicos aleatorizados. Categoría IIB: factores prometedores; no poseen suficiente información para ser incluidos en la categoría I o IIA. Categoría III: factores aún no estudiados lo suficiente como para poder determinar su valor pronóstico. Categoría IV: factores bien estudiados y sin significado pronóstico. RUTINARIOS Estado mutacional del gen K-ras como factor pronóstico (categoría III) (1-3) El valor de las mutaciones de K-ras, como factor pronóstico o predictivo, se ha analizado en los pacientes con CCR tanto en la situación adyuvante como en la enfermedad avanzada. La incidencia de mutaciones del gen K-ras en el CCR se sitúa en torno al 40%. Estudios recientes no indican valor pronóstico de mutaciones de K-ras en los estadios II y III de CCR. Su valor como factor pronóstico en la enfermedad avanzada es controvertido. El valor de las mutaciones de K-ras, como factor predictivo de respuesta a la quimioterapia en el tratamiento adyuvante, es muy limitado, lo cual no es así en la enfermedad avanzada con anticuerpos anti-egfr (factor de crecimiento epidérmico), en los que ha demostrado ser un factor predictivo clave. Con los datos actuales no se puede recomendar la determinación del estado mutacional del gen K-ras en los estadios locales o locorregionales. Estado mutacional del gen K-ras como factor predictivo (categoría I) (4-11) Recientemente se ha confirmado el importante papel predictivo de respuesta del gen K-ras en el tratamiento del CCR metastásico (CCRm). Numerosos estudios han demostrado el valor predictivo de respuesta del estado mutacional de K-ras en el tratamiento con anticuerpos monoclonales dirigidos contra el EGFR de pacientes con CCRm. La técnica utilizada para el análisis de las mutaciones en K-ras (exones 12 y 13) se basa en la extracción del ADN y la posterior realización de la técnica de reacción en cadena de la polimerasa a tiempo real (RT-PCR). Un amplio número de estudios muestran de forma clara la ausencia de beneficio del tratamiento con anticuerpos monoclonales dirigidos contra el EGFR en pacientes cuyos tumores presentan mutaciones en K-ras. En la actualidad, la determinación del estado mutacional de K-ras se ha convertido en una medida estándar a la hora de seleccionar los pacientes para ser tratados con anticuerpos monoclonales dirigidos contra el EGFR. Sin embargo, el papel de K-ras como factor pronóstico de los pacientes con CCRm es controvertido. RECOMENDABLES Inestabilidad de los microsatélites (MSI) (categoría IIB) (12-16) La presencia de mecanismos defectivos en la reparación de cruzamientos de ADN produce alteraciones somáticas en el tamaño de las secuencias simples repetitivas de nucleótidos (microsatélites). Este fenómeno, conocido como MSI, viene determinado fundamentalmente por el silenciamiento de los genes reparadores MLH1, MSH2, MSH6 y PMS2. Todos los pacientes con síndrome de Lynch y un 2

3 INFORMACIÓN POR TUMORES BIOMARCADORES MOLECULARES Y GENÓMICA EN EL CÁNCER COLORRECTAL (CCR) 15% de los CCR esporádicos tienen MSI. El National Cancer Institute (NCI) ha propuesto un panel de cinco microsatélites para la definición del MSI: son tumores con alta frecuencia de MSI (MSI-H) si dos o más marcadores tienen inestabilidad; tienen baja frecuencia de inestabilidad si sólo tienen un marcador inestable (MSI-L) y son tumores con marcadores estables los MSS. En la práctica clínica la inestabilidad se mide, fundamentalmente, por la determinación inmunohistoquímica (IHC) de las proteínas hmlh1, hmsh2, hmsh6 y hpms2. Numerosos estudios han determinado el valor pronóstico de los tumores con MSI-H. Tanto en estadios II y III como en enfermedad avanzada, la presencia de MSI confiere un mejor pronóstico. Algún estudio sugiere un valor predictivo negativo para los pacientes con tumores MSI-H al recibir tratamiento adyuvante con fluoropirimidinas, aunque los datos son limitados. El valor pronóstico y predictivo del MSI debe ser establecido en estudios prospectivos tales como el ECOG Gen delecionado en el cáncer de colon (DCC) (enfermedad primaria) Gen delecionado en el cáncer de colon (DCC) (categoría IIB) (17, 18) Este gen se halla localizado en el brazo largo del cromosoma 18 (18q) y codifica una proteína DCC relacionada con el proceso de adhesión. La evaluación de ese gen y proteína se ha realizado bien por técnicas genéticas moleculares en las que se ha evaluado la pérdida de heterogeneicidad (LOH) de 18q o por técnicas de IHC, midiendo el nivel de DCC. La medición de pérdida de DCC por IHC ha sido evaluada en menos estudios, con valores no tan concluyentes. Con respecto a LOH de 18q, ésta ha demostrado ser un factor pronóstico desfavorable en diversos estudios, en algunos de ellos con valor independiente, sobre todo en estadio II. Sin embargo, LOH de 18q no ha sido determinado de forma clara como factor predictivo de respuesta al tratamiento adyuvante. Los datos de que disponemos sugieren que la determinación de LOH de 18q se debería incorporar en la nueva generación de estudios adyuvantes, tal como se está haciendo en el estudio del grupo ECOG 5202 (conjuntamente con la inestabilidad de microsatélites). El hecho de que esta técnica no esté bien estandarizada hace que se deba hacer en laboratorios centralizados. Mención aparte merece la posibilidad de determinar polimorfismos en los genes localizados en 18q, aunque los datos en este sentido son muy incipientes. Deshidrogenasa (DPD) (enfermedad avanzada) Dihidropirimidina deshidrogenasa (DPD) (categoría III) (19, 20) Se ha sugerido la posibilidad de que los niveles elevados de DPD se asocien a una falta de actividad antitumoral en los pacientes con CCRm tratados con 5-FU. Recientemente se ha planteado la posibilidad de que niveles intratumorales elevados del RNAm de la enzima DPD (en muestras tumorales en parafina utilizando métodos de microdisección con láser y análisis cuantitativo mediante PCR) se asocien a resistencia al tratamiento con capecitabina. Estos datos están basados en estudios retrospectivos y deberán ser evaluados en estudios clínicos prospectivos antes de que puedan ser trasladados a la práctica clínica diaria. Estudios retrospectivos han demostrado que el bajo nivel de actividad de DPD se asocia con mayor riesgo de toxicidad con 5-FU, por lo que se recomiendo su evaluación en pacientes con efectos secundarios graves con fluoropirimidinas. Células tumorales circulantes y en la médula ósea (CTC) (enfermedad primaria y avanzada) (21) Células tumorales circulantes y en médula ósea (enfermedad precoz) (categoría III) Estudios limitados han sugerido que tanto la presencia de células tumorales circulantes como en la médula ósea tienen un valor pronóstico desfavorable en el CCR precoz. El hecho de que son pocos 3

4 Marcadores moleculares y Genómica en Oncología los estudios y con un número pequeño de pacientes, utilizando técnicas diferentes, hace que de momento sea una determinación experimental. Células tumorales circulantes (CTC) (enfermedad avanzada) (categoría IIB) Se ha sugerido que la identificación y cuantificación de CTC en sangre periférica puede ser un factor pronóstico en el CCRm. Un estudio prospectivo reciente confirma que la detección y cuantificación de CTC en sangre periférica, en los pacientes con CCRm, permite predecir la SLP y la SG. Pacientes con 3 o más CTC en sangre periférica, antes de iniciar tratamiento, tienen una peor SG que aquellos pacientes con un menor recuento de CTC (<3 CTC). Además, aquellos pacientes, que durante el tratamiento presentan un descenso en el número de CTC (<3 CTC), alcanzan una mejor SG que aquellos con un recuento de CTC 3 CTC a pesar del tratamiento. Estos datos sugieren que el recuento de CTC puede ser un factor pronóstico en los pacientes con CCRm y puede ser útil en la monitorización de la respuesta al tratamiento. Polimorfismo de UGT1A1 (categoría III) (22-24) Irinotecan, administrado como prodroga, requiere conversión metabólica a SN-38 por carboxilesterasas para volverse activo. La inactivación del SN-38 se produce por conjugación con la isoforma 1A1 de la enzima UDP-glucuronosil transferasa (UGT1A1), y el metabolito activo se elimina finalmente por vía biliar y urinaria. Se ha descrito que la existencia de un polimorfismo en la región promotora del gen que codifica la enzima UGT1A1 condiciona su actividad. El polimorfismo, previamente relacionado con la severidad del síndrome de Gilbert, consiste en una variación del número de repeticiones del dinucleótido TA de la zona de unión del factor de trascripción IID. En la población caucásica, el número de repeticiones TA oscila entre 6 y 7. La presencia de siete repeticiones [TA]7 da lugar a la variante alélica UGT1A1*28 que, comparada con la forma nativa de seis repeticiones [TA]6, se asocia a una disminución de la actividad de la enzima UGT1A1. Esto se ha relacionado con una menor tasa de glucuronización del SN-38, que causa exposición prolongada con el consiguiente incremento de los efectos secundarios del tratamiento, principalmente diarrea y neutropenia. La frecuencia de pacientes portadores de la variante UGT1A1*28 en homocigosis (homocigotos 7/7) es aproximadamente del 10%. Estos pacientes tienen asociado un mayor riesgo de toxicidad inducida por el tratamiento con irinotecan, y a su identificación debería considerarse una reducción de la dosis inicial del fármaco. Se evalúa a través de amplificación de ADN genómico por reacción en cadena de la polimerasa (PCR) e identificación de variantes polimórficas por secuenciación. INVESTIGACIÓN Nivel de evidencia IIB Perfiles de expresión génica. Timidilato sintetasa (TS). Receptor de factores de crecimiento (EGFR). B-raf. Perfiles de expresión génica (categoría IIB) En la actualidad se hallan en desarrollo múltiples plataformas de análisis genómico con el fin de determinar el pronóstico de los pacientes con CCR precoz, especialmente en estadio II. Algunas de estas plataformas sólo utilizan material fresco, mientras que otras se basan en piezas conservadas en parafina. Estos estudios están todavía en una fase muy precoz, y deben ser validados en estudios prospectivos y comparados con los determinantes clásicos de riesgo de recidiva (recomendaciones de ASCO). 4

5 INFORMACIÓN POR TUMORES BIOMARCADORES MOLECULARES Y GENÓMICA EN EL CÁNCER COLORRECTAL (CCR) Timidilato sintetasa (TS) (categoría IIB) (25, 26) El valor de TS, como factor pronóstico y predictivo al tratamiento con fluoropirimidinas, se ha analizado profundamente en el CCR. Se han utilizado diferentes técnicas para medir el nivel de TS, tales como IHC, la reacción en cadena de la polimerasa/transcripción reversa (RT-PCR) o los análisis enzimáticos. Dentro de los estudios que han analizado el valor de TS por IHC se han utilizado diferentes anticuerpos. También se ha analizado el valor pronóstico y predictivo de los polimorfismos del promotor de TS y de las regiones no translacionadas. Estudios retrospectivos muestran resultados contradictorios y no se puede proponer como marcador, en la actualidad, en el tratamiento adyuvante, aunque puede ser de utilidad en la enfermedad avanzada. Receptor de factores de crecimiento (categoría IIB) El receptor más analizado ha sido el receptor del factor de crecimiento epidérmico (EGFR), aunque también se ha analizado el posible rol del receptor del factor de crecimiento epidérmico humano tipo 2 (HER-2) y del receptor del factor de crecimiento insulina relacionado tipo 1 (IGF-1R). Estudios retrospectivos muestran resultados contradictorios y no se puede proponer ninguno de ellos como marcador en la actualidad en el tratamiento adyuvante. Estado mutacional del gen B-raf como factor pronóstico y predictivo (categoría IIB) (27-31) El valor de las mutaciones de B-raf, como factor pronóstico o predictivo, se ha analizado en los pacientes con CCR tanto en la situación adyuvante como en la enfermedad avanzada. La incidencia de mutaciones del gen B-raf en el CCR se sitúa en torno al 10%, siendo más frecuente en tumores con MSI. Estudios recientes indican valor pronóstico negativo de mutaciones de B-raf en los estadios II y III de CCR con MSI-L o MSS. Su valor como factor pronóstico negativo en la enfermedad avanzada también ha sido comprobado en diversos estudios. Como factor predictivo de respuesta a la quimioterapia en el tratamiento de enfermedad avanzada, el valor del estado mutacional del gen B-raf tiene un rol similar a las mutaciones de K-ras, demostrando ausencia de beneficio del tratamiento con anticuerpos monoclonales dirigidos contra el EGFR en pacientes cuyos tumores presentan mutación de B-raf V600E. Sin embargo, los estudios que valoran el papel pronóstico de mutaciones en B-raf son retrospectivos y restrictivos a enfermedad refractaria. Nivel de evidencia III Proteína de reparación por escisión del grupo de complementación cruzada 1 (excision repair cross-complementation group 1, ERCC 1). Proteína de reparación por escisión del grupo de complementación cruzada 1 (excision repair cross-complementation group 1 ERCC-1 ) (Categoría III) (32) Estudios recientes sugieren que la determinación de los niveles intratumorales del ARNm de ERCC-1 puede ser un factor pronóstico en los pacientes con CCRm resistentes a 5-FU en el tratamiento con quimioterapia basada en oxaliplatino y 5-FU. Además, datos obtenidos en estudios de fase III sugieren que el nivel de expresión de ERCC-1 puede ser un factor predictivo de respuesta tumoral a la quimioterapia basada en oxaliplatino y 5-FU (FOLFOX). De esta forma, niveles bajos de ERCC-1 se asocian a una mayor actividad antitumoral con FOLFOX, mientras que los pacientes con tumores con alta expresión de ERCC-1 obtienen menos beneficio con la misma quimioterapia. La medición de los niveles intratumorales de ERCC-1 puede ser un factor pronóstico y predictivo de respuesta en los pacientes tratados con oxaliplatino y 5-FU. Serán necesarios estudios prospectivos aleatorizados que validen estos resultados previos. 5

6 Marcadores moleculares y Genómica en Oncología Nivel de evidencia IV Marcadores de angiogénesis. Marcadores de metástasis invasión. Índice de proliferación. Gen supresor tumoral p53. UGT1A1. Marcadores de angiogénesis (categoría IV) Se ha determinado mediante el análisis de densidad microvascular (MVD) en el tumor o mediante la medición de moléculas promotoras de angiogénesis. La MVD se determina mediante el análisis de marcadores de células endoteliales con anticuerpos específicos, dirigidos a CD34, CD31, o el factor anti-viii. Existe una correlación inversa entre la expresión por IHC de la MVD y la supervivencia cuando la MVD se determinó utilizando anticuerpos dirigidos contra CD31 o CD34, pero no contra el factor VIII. Es necesario el estudio de la MVD como factor pronóstico en ensayos clínicos prospectivos. Además, se carece de guías de consenso acerca de la mejor forma de cuantificar, evaluar e interpretar la MVD. En la actualidad, debido a la falta de estudios prospectivos, no se puede proponer a la MVD como marcador pronóstico. Con respecto a las moléculas promotoras de angiogénesis, la expresión del factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) se ha medido con el análisis de ARNm o mediante IHC con anticuerpos anti- VEGF. No se dispone de estudios que aclaren el papel de VEGF o de otras moléculas relacionadas con la angiogénesis como factores pronóstico en el CCR. Marcadores de metástasis e invasión (categoría IV) (33, 34) Se han determinado el valor de moléculas efectoras críticas en el proceso de invasión y metástasis, tales como los factores de crecimiento relacionados con el plasminógeno, así como las metaloproteinasas de la matriz (MMP). Los factores de crecimiento, relacionados con el plasminógeno (upa, upar, tpa, PLG, PAI-1 y PAI-2), se han determinado con ensayos inmunosorbentes ligados a la enzima (ELISA), o por IHC tanto en el tumor así como en factores solubles en el suero de algunos de ellos. Los estudios retrospectivos muestran resultados no contradictorios, pero todos procedentes de la literatura antigua; no se puede proponer como marcador en la actualidad. De las 15 diferentes MMPs, 3 se han estudiado en el CCR para establecer su valor pronóstico. La expresión de MMPs se ha determinado por diferentes técnicas, como IHC y ARNm, tanto en el tumor como en los niveles séricos. Los estudios retrospectivos muestran resultados contradictorios, y no se puede proponer como marcador en la actualidad. Índice de proliferación (categoría IV) (35-38) El índice de proliferación puede medirse mediante diferentes técnicas: índice mitótico, análisis del porcentaje de células en fase S mediante citometría de flujo, determinación por inmunohistoquímica (IHC) de los marcadores de proliferación celular, como el antígeno nuclear Ki-67 o el antígeno de proliferación celular nuclear (PCNA). Las dos formas más frecuentes de determinar el índice de proliferación son mediante citometría de flujo (porcentaje de células en fase S) y por IHC. 6

7 INFORMACIÓN POR TUMORES BIOMARCADORES MOLECULARES Y GENÓMICA EN EL CÁNCER COLORRECTAL (CCR) Es controvertida la relación entre el porcentaje de células en fase S, medido mediante citometría de flujo, y el pronóstico de los pacientes con CCR localizado. Algunos estudios sugieren que un mayor porcentaje de células en fase S es un factor pronóstico independiente, mientras que otros estudios no encuentran esta asociación. Debido a estos resultados contradictorios, no se aconseja el uso del porcentaje de células en fase S como factor pronóstico independiente en los pacientes con CCR precoz (estadios II y III). El PCNA es una alternativa atractiva al análisis del porcentaje de células en fase S medido mediante citometría de flujo. En un estudio, que analizaba el índice de PCNA en las células tumorales localizadas en el margen tumoral, se encontró una relación lineal entre dicho índice, la supervivencia libre de enfermedad (SLE) y la supervivencia global (SG). Sin embargo, otros estudios han fracaso en demostrar que PCNA es un factor pronóstico independiente. El PCNA también puede determinarse mediante IHQ. Existe una gran variabilidad en los resultados obtenidos cuando se utiliza el anticuerpo monoclonal anti-pcna PC10 en la medición del PCNA. También es posible, mediante IHQ, determinar el índice de proliferación celular con el antígeno nuclear Ki-67 (y su epítopo MIB-1). Son necesarios estudios prospectivos que evalúen el papel del PCNA y del antígeno nuclear Ki-67 como marcadores moleculares pronósticos tras la resección de CCR en estadios II y III. Gen supresor tumoral P53 (categoría IV) (39) Se han utilizado dos técnicas completamente diferentes para medir el valor de este posible marcador, con resultados muy divergentes: el análisis de ADN para detectar diferentes mutaciones en el gen p53, y la acumulación anormal de la proteína p53 mediante técnicas de IHC. Este último tipo de análisis se ha hecho asumiendo que las alteraciones en el gen p53 producirían proteína p53 anómala que se reacumularía en la célula, aunque esta afirmación puede no ser correcta, ya que algunos cambios genéticos de p53 no se traducen en la sobreexpresión de p53, y al revés, la expresión positiva de p53 puede ocurrir en ausencia de mutaciones de p53. Se calcula que la correlación entre las dos técnicas en el CCR es del 70%. Los resultados de varios metaanálisis sugieren que la determinación de la anormalidad de p53 por IHC o la secuenciación de ADN tiene un impacto adverso, aunque muy modesto. Sin embargo, el hecho de que se trate de estudios retrospectivos, utilizando técnicas diferentes y no estandarizadas, hace que no se pueda proponer como marcador en la actualidad para el tratamiento adyuvante. BIBLIOGRAFÍA 1. Roth AD, Tejpar S, Delorenzi M, et al. Prognostic role of KRAS and BRAF in stage II and III resected colon cancer: results of the translational study on the PETACC-3, EORTC 40993, SAKK trial. J Clin Oncol 2010; 28: Ogino S, Meyerhardt JA, Irahara N, et al. KRAS mutation in stage III colon cancer and clinical outcome following intergroup trial CALGB Clin Cancer Res 2009; 15: Karapetis CS, Khambata-Ford S, Jonker DJ, et al. K-ras mutations and benefit from cetuximab in advanced colorectal cancer. N Engl J Med 2008; 359: Lievre A, Bachet JB, Le Corre D, et al. KRAS mutation status is predictive of response to cetuximab therapy in colorectal cancer. Cancer Res 2006; 66: De Roock W, Piessevaux H, de Schutter J, et al. KRAS wild-type state predicts survival and is associated to early radiological response in metastatic colorectal cancer treated with cetuximab. Ann Oncol 2008; 19: Amado RG, Wolf M, Peeters M, et al. Wild-type KRAS is required for panitumumab efficacy in patients with metastatic colorectal cancer. J Clin Oncol 2008; 26: Karapetis CS, Khambata-Ford S, Jonker DJ, et al. K-ras mutations and benefit from cetuximab in advanced colorectal cancer. N Engl J Med 2008; 359: Van Cutsem E, Kohne CH, Hitre E, et al. Cetuximab and chemotherapy as initial treatment for metastatic colorectal cancer. N Engl J Med 2009; 360:

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