Συσχέτιση των πολυμορφισμών του γονιδίου της θυμιδιλικής συνθάσης και των μεταλλάξεων των γονιδίων KRAS και BRAF, με τα κλινικά χαρακτηριστικά ασθενών με ορθοκολικό καρκίνο που λαβαίνουν χημειοθεραπεία με φλουοροπυριμιδίνες

Abstract

The polymorphisms of the thymidylate synthase (TYMS) gene and the KRAS/BRAF mutations have been investigated for their prognostic value in colorectal cancer (CRC) in order to identify patients who will benefit from the administered chemotherapy and to tailor treatment decisions. This study investigated the potential prognostic value of TYMS polymorphisms and KRAS or BRAF mutations (mKRAS and mBRAF respectively) in colorectal cancer patients receiving fluoropyrimidine chemotherapy adjuvant or for metastatic disease. For this purpose the genotype of TYMS, KRAS and BRAF was studied in 130 primary colorectal carcinomas of patients receiving adjuvant chemotherapy and in 88 patients receiving chemotherapy for metastatic disease. In respect to TYMS genotype, all known polymorphisms of 3’ and 5’ UTR (untranslated region) were analyzed, including G>C SNP (single nucleotide polymorphisms) and LOH (loss of heterozygosity). Polymorphisms of TYMS gene in each of the 3’ UTR and 5’ UTR were classified into three groups according to the probability for high, medium and low TYMS expression (and similar levels of risk), taking into account evidence from previous studies. For patients receiving adjuvant chemotherapy for colorectal cancer, univariate analysis showed that only ins/LOH polymorphism had a statistically significant effect on survival. Based on this finding, 3’ UTR polymorphisms were allocated into two groups depending on the presence or not of ins/LOH. In patients treated with adjuvant chemotherapy based on fluoropyrimidines, the group of 5’ UTR polymorphisms with a predicted medium expression profile (2RG/3RG, 2RG/LOH, 3RC/LOH) and the absence of the 3’ UTR polymorphism ins/LOH, associated independently with decreased risk of both recurrence and death. The mBRAF was associated independently with increased risk of death, whereas mKRAS not. For patients with mCRC (metastatic CRC) treated with fluoropyrimidine-based chemotherapy, 3’ UTR polymorphisms that include del allele alone (del/del) emerged as independent positive prognostic markers of survival, whereas 5’ UTR polymorphisms not. mKRAS associated independently with a high risk of disease progression. Combination of chemotherapy that included irinotecan was associated with a lower risk of disease progression and death.In conclusion, TYMS polymorphisms were associated with survival of patients with CRC receiving fluoropyrimidine-based chemotherapy in the adjuvant or metastatic setting. For this reason, future prospective studies looking for prognostic and predictive factors should include these polymorphisms in the biomarker group selected for multivariate analysis, in order to develop a predictive and prognostic model that will guide the personalized treatment for patients with colorectal cancer.

Οι πολυμορφισμοί του γονιδίου της Θυμιδυλικής Συνθάσης (TYMS, thymidylate synthase) και οι μεταλλάξεις των γονιδίων KRAS/BRAF έχουν διερευνηθεί για την προγνωστική τους αξία στον ορθοκολικό καρκίνο (CRC, colorectal cancer) με στόχο την αναγνώριση των ασθενών που θα ωφεληθούν από την χορηγούμενη χημειοθεραπεία και τη διευκόλυνση των θεραπευτικών αποφάσεων. Η παρούσα διδακτορική διατριβή διερεύνησε πιθανή προγνωστική αξία των πολυμορφισμών του TYMS και των KRAS ή BRAF μεταλλάξεων (mKRAS, mBRAF αντίστοιχα) σε ασθενείς με ορθοκολικό καρκίνο που έλαβαν χημειοθεραπεία με φλουοροπυριμιδίνες είτε επικουρική είτε για μεταστατική νόσο. Για το σκοπό αυτό ο γονότυπος των TYMS, KRAS και BRAF μελετήθηκαν σε 130 πρωτοπαθή ορθοκολικά καρκινώματα ασθενών που έλαβαν επικουρική χημειοθεραπεία και αντίστοιχα σε 88 ασθενείς που έλαβαν χημειοθεραπεία για μεταστατική νόσο. Σε ό,τι αφορά τον γονότυπο του TYMS αναλύθηκαν όλοι οι γνωστοί πολυμορφισμοί των 3’ και 5’ Μη Μεταφραζόμενων Περιοχών (UTR, untranslated region), συμπεριλαμβανομένων του G>C μονονουκλεοτιδικού πολυμορφισμού (SNP, single nucleotide polymorphisms, μονονουκλεοτιδικός πολυμορφισμός) και της απώλειας ετεροζυγωτίας (LOH, loss of heterozygosity). Οι πολυμορφισμοί του γονιδίου της TYMS σε κάθε μία απο τις 3’ UTR και 5’ UTR ταξινομήθηκαν σε τρεις ομάδες σύμφωνα με την πιθανότητα για υψηλή, μέτρια και χαμηλή TYMS έκφραση (και παρόμοια επίπεδα κινδύνου), λαμβάνοντας υπόψη δεδομένα από προηγούμενες μελέτες. Για τους ασθενείς που έλαβαν επικουρική χημειοθεραπεία για CRC, η μονομεταβλητή ανάλυση έδειξε ότι μόνο ο ins/LOH πολυμορφισμός είχε στατιστικά σημαντική επίδραση στην επιβίωση. Με βάση αυτό το εύρημα, οι πολυμορφισμοί της 3’ UTR τοποθετήθηκαν σε δύο ομάδες ανάλογα με την παρουσία ή όχι του ins/LOH. Σε ό,τι αφορά τους ασθενείς που έλαβαν επικουρική χημειοθεραπεία με βάση τις φλουοροπυριμιδίνες, η ομάδα των 5’ UTR πολυμορφισμών με ένα προβλεπόμενο προφίλ μέτριας έκφρασης (2RG/3RG, 2RG/LOH, 3RC/LOH) και η απουσία του πολυμορφισμού ins/LOH της 3’ UTR συσχετίστηκαν ανεξάρτητα με μειωμένο κίνδυνο υποτροπής και θανάτου. Η mBRAF συσχετίστηκε ανεξάρτητα με αυξημένο κίνδυνο θανάτου, όχι όμως και η mKRAS. Για τους ασθενείς με μεταστατικό CRC (mCRC, metastatic CRC) που έλαβαν χημειοθεραπεία με βάση τις φλουοροπυριμιδίνες, οι 3’ UTR πολυμορφισμοί που περιέχουν αποκλειστικά το αλλήλιο del (del/del) αναδείχθηκαν σε ανεξάρτητους θετικούς προγνωστικούς δείκτες επιβίωσης, ενώ οι πολυμορφισμοί της 5’ UTR όχι. Η mKRAS συσχετίστηκε ανεξάρτητα με υψηλό κίνδυνο προόδου της νόσου, ενώ mBRAF δεν αναδείχθηκε ως προγνωστικός παράγοντας επιβίωσης. Σχήματα χημειοθεραπείας που περιλαμβάνουν ιρινοτεκάνη συσχετίστηκαν με χαμηλότερο κίνδυνο προόδου της νόσου και θανάτου. Εν κατακλείδι, οι πολυμορφισμοί του TYMS συσχετίζονται με την επιβίωση των ασθενών με ορθοκολικό καρκίνο που λαβαίνουν χημειοθεραπεία με βάση τις φλουοροπυριμιδίνες είτε επικουρικά είτε για μεταστατική νόσο. Για αυτόν τον λόγο, μελλοντικές προοπτικές μελέτες που αναζητούν προγνωστικούς και προβλεπτικούς παράγοντες θα πρέπει να περιλαμβάνουν αυτούς τους πολυμορφισμούς στην ομάδα επιλεγμενων βιοδεικτών για πολυμεταβλητή ανάλυση, με σκοπό την ανάπτυξη ενός προβλεπτικού και προγνωστικού μοντέλου που θα καθοδηγεί την εξατομικευμένη θεραπεία των ασθενών με CRC.