PRECIOUS INFORMATION FOR PROGNOSIS, THERAPY AND TUMOR MANAGEMENT

The transformation of normal cells to cancer cells is caused by the abnormal expression of several genes with important cellular functions. The rapid development of molecular sciences in recent years contributed to revealing the identity of many of these genes. Also demonstrated the role of these genes in the mechanism of development, behavior and response of cancer cells to treatment. A modern and accurate way to accessing the activity of these genes is through gene expression and molecular profiling of the tumor.

Παραγωγή μοριακού προφίλ όγκου ή βιοψίας

Για την απόκτηση του μοριακού προφίλ ενός όγκου αρχικά απαιτείται η απομόνωση όλων των ενεργών γονιδίων των καρκινικών κυττάρων, (υπολογίζονται γύρω στα 30.000 γονίδια), με την μορφή mRNAs από το συγκεκριμένο ιστό. Ακολούθως πραγματοποιείται μετατροπή των mRNAs σε συμπληρωματικό DNA (cDNA) δημιουργώντας έτσι μια δεξαμενή όλων των ενεργών γονιδίων. Σε αυτό το στάδιο, θεωρητικά μπορεί να μελετηθεί η ενεργότητα/έκφραση και των περίπου 30.000 απομονωθέντων ενεργών γονιδίων των κυττάρων. Ωστόσο, πληροφορίες που άπτονται του προσδιορισμού της έκφρασης συγκεκριμένων γονιδίων που αφορούν την έκφραση κυτταρικών υποδοχέων, ογκοκατασταλτικών γονιδίων, αντιαποπτωτικών γονιδίων και γονιδίων που συνδέονται με τον μεταβολισμό των καρκινικών κυττάρων, είναι επαρκείς και ιδιαιτέρως ωφέλιμες για τον κλινικό ιατρό.

Ο προσδιορισμός της έκφρασης των γονιδίων πραγματοποιείται με την μέθοδο PCR σε πραγματικό χρόνο (Εικόνα 1). Όσο περισσότερο ενεργό είναι ένα γονίδιο, τόσο περισσότερα αντίγραφα mRNA θα υπάρχουν στην δεξαμενή των απομονωθέντων γονιδίων που αναφέρθηκε. Αντίθετα, όσο λιγότερο ενεργό είναι ένα γονίδιο τόσο λιγότερα είναι τα αντίγραφα mRNA. Χρησιμοποιώντας λοιπόν μοναδικούς για κάθε γονίδιο εκκινητές, μπορεί να προσδιοριστεί με ακρίβεια ο αριθμός των αντιγράφων mRNA για κάθε αναλυθέν γονίδιο. Με αυτόν τον τρόπο μπορούν να αναγνωριστούν εύκολα τα γονίδια που υπερλειτουργούν ή υπολειτουργούν σε έναν όγκο σε σύγκριση με τον αντίστοιχο φυσιολογικό ιστό, αποκαλύπτοντας πέραν του μηχανισμού ανάπτυξής του και στόχους για στοχευμένη θεραπεία. Ταυτόχρονα μπορεί να προσδιοριστεί η έκφραση κοινών μεταλλάξεων σε γονίδια-κλειδιά που καθορίζουν την απόδοση στοχευμένων θεραπειών.

Τo μοριακό προφίλ όγκου μαστού

Για την παραγωγή ενός μοριακού προφίλ όγκου μαστού εξετάζεται η έκφραση γονιδίων που περιλαμβάνουν κυρίως τους κυτταρικούς υποδοχείς κινάσης τυροσίνης (RPTKs, receptor tyrosine kinases), (HER2, EGFR, ERBB3, MET), τους υποδοχείς οιστρογόνων (ESR1a, PgR), τον υποδοχέα χημειοκίνης CXCR4 που συνδέεται με την ικανότητα μετάστασης, τον μεταγραφικό παράγοντα HOXB13, τον υποδοχέα ιντερλευκίνης IL17BR, την έκφραση και ταυτόχρονα ανίχνευση κοινών μεταλλάξεων σε ογκοκατασταλτικά γονίδια, (p53, PTEN) και την έκφραση του αντιαποπτωτικού γονιδίου BCL2. Με την μελέτη της έκφρασης των παραπάνω γονιδίων γνωρίζουμε την πρόγνωση που θα έχει ο συγκεκριμένος όγκος μαστού και σε συνδυασμό με τον μιτωτικό δείκτη ανάπτυξης (BUB1B, CENPA, NEK2, RACGAP1, RRM2) την επικινδυνότητά του. Επιπλέον, η έκφραση συγκεκριμένων γονιδίων (π.χ. ERCC1, BRCA1, RRM2, TYMS, IFIT3, BUB3, BAG1, MAPK14) συνδέεται με την ανταπόκριση των καρκινικών κυττάρων σε κοινά χημειοθεραπευτικά φάρμακα. Φυσικά, η ανάλυση του μοριακού προφίλ μπορεί να επεκταθεί και σε πολλά άλλα γονίδια ανάλογα της κάθε περίπτωσης (μετάσταση, ανταπόκριση σε συγκεκριμένες θεραπείες, κλπ) (Εικόνα 1).

Πλεονεκτήματα της γονιδιακής έκφρασης συγκριτικά με ανοσοϊστοχημικές μεθόδους

Είναι επιστημονικά αποδεκτό ότι τα αποτελέσματα της γονιδιακής έκφρασης σε έναν ιστό συμβαδίζουν και είναι σε συμφωνία με τα αντίστοιχα αποτελέσματα της ανοσοϊστοχημικής μελέτης του ίδιου ιστού. Ωστόσο, ένα σημαντικό πλεονέκτημα της γονιδιακής έκφρασης σε σχέση με τις ανοσοϊστοχημικές μεθόδους είναι η μικρή ποσότητα δείγματος που απαιτείται. Ακόμα και από μια βιοψία λεπτής βελόνας (FNA) μπορεί να ελεγχθεί η έκφραση δεκάδων γονιδίων, με τον ίδιο τρόπο που ελέγχονται από την ανάλυση ενός ιστοτεμαχίου, κάτι που είναι σχεδόν αδύνατο με την ανοσοϊστοχημεία. Επιπλέον, η έκφραση των αναλυθέντων γονιδίων μετριέται με ακρίβεια ποσοτικά και συγκριτικά με άλλα γονίδια αναφοράς των οποίων η έκφραση δεν μεταβάλλεται σε παθολογικές καταστάσεις, σε αντίθεση με την ανοσοϊστοχημεία στην οποία παρακολουθείται η εμφάνιση και η ένταση ενός χρώματος που υποδηλώνει έκφραση της αντίστοιχης πρωτείνης. Επίσης, με την γονιδιακή έκφραση δεν υφίσταται ο περιορισμός από την διαθεσιμότητα και λειτουργικότητα των αντισωμάτων για κάθε εξεταζόμενη πρωτεΐνη που παρατηρείται στις ανοσοϊστοχημικές μεθόδους.

Εικόνα 1

Εικόνα 2

EIKONΕΣ

(Α) Aπεικονίζονται οι καμπύλες σύνθεσης DNA που δείχνουν την σύνθεση σε πραγματικό χρόνο την έκφραση των επιλεγμένων γονιδίων σε σχέση με το γονίδιο κοντρόλ GAPDH. Όσο πιο αριστερά σχηματίζονται οι καμπύλες τόσο μεγαλύτερη είναι η έκφραση των αντίστοιχων γονιδίων. Διαπιστώνεται σημαντική έκφραση των γονιδίων που κωδικοποιούν τους υποδοχείς οιστρογόνων ESR1, προγεστερόνης PGR και του oγκογονιδίου HER-2/NEU. Σημαντική είναι επίσης η έκφραση του αντιαποπτωτικού γονιδίου bcl2 που συνδέεται με καλή ανταπόκριση στη θεραπεία με ενδοκρινικούς παράγοντες. Παρατηρείται επίσης συγκριτικά χαμηλή έκφραση του υποδοχέα ΜΕΤ που συνδέεται με τη διηθητική ικανότητα των καρκινικών κυττάρων, όπως και του ογκογονιδίου p53. Η χαμηλή αναλογία έκφρασης των γονιδίων HOXB13/IL17BR συμβαδίζει με απουσία επιθετικότητας του όγκου, ενώ η αυξημένη έκφραση των γονιδίων που αποτελούν τον μιτωτικό δείκτη ανάπτυξης (BUB1B, CENPA, NEK2, RACGAP1, RRM2) έχει συσχετισθεί με ανταπόκριση σε χημειοθεραπεία.

(Β) Απεικόνιση της ποσοτικής διαφοράς έκφρασης των γονιδίων στην (Α).

Συμπεράσματα

Η παραγωγή του μοριακού προφίλ των καρκινικών κυττάρων συντελεί ουσιαστικά στην εξατομικευμένη ιατρική. Ακόμα και πανομοιότυποι παθολογικοί κυτταρικοί τύποι μαστού διαφέρουν σημαντικά στο μοριακό τους προφίλ. Επομένως, οι πληροφορίες που παρέχουν τα μοριακά προφίλ συμβάλλουν σημαντικά στην σωστή διαχείριση των όγκων από τον θεράποντα ιατρό. Η συμβολή αυτών των αναλύσεων είναι θεμελιώδης στην πρόβλεψη της εξέλιξης του όγκου και στην εφαρμογή των στοχευμένων θεραπειών, όπως και στην εφαρμογή χημειοθεραπείας όπου μέσω του ελέγχου έκφρασης συγκεκριμένων γονιδίων παρέχεται η δυνατότητα πρόβλεψης της ανταπόκρισης των ασθενών σε διάφορα χημειοθεραπευτικά φάρμακα. Το τελευταίο αποτελεί ένα σημαντικό πλεονέκτημα, διότι το μεγαλύτερο ποσοστό των ασθενών που λαμβάνουν χημειοθεραπεία δεν ανταποκρίνονται σε μεγάλο βαθμό, με ότι αυτό συνεπάγεται για τον ασθενή.

Προτεινόμενη βιβλιογραφία

Δρ. Σωτήρης N. Νικολόπουλος PhD, MS - Ειδικευθείς στην Bιολογία του Καρκίνου
Πρόεδρος και Διευθύνων Σύμβουλος - KENTΡΟ ΜΟΡΙΑΚΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ & ΕΡΕΥΝΩΝ
Mετεκπαιδευθείς στα Ογκολογικά Νοσοκομεία