Μελέτη ορθοκολικού καρκίνου με μικροδορυφορική αστάθεια

Abstract

Colorectal cancer (CRC) is the third most common cancer worldwide. Although effective screening methods have decreased incidence and mortality rates, it still constitutes one of the leading causes of cancer-related deaths. PI3k/Akt/mTOR pathway is highly activated in colorectal cancer (CRC), providing the rationale for further research and possible targeting. However, its significance in relation to the DNA mismatch repair status (MMR status) has not been previously investigated. MTOR and its downstream substrate 4EBP1, constitute key mediators of PI3k signaling with a major role. Herein, we pursue our investigation in 108 MMR proficient (pMMR) and deficient (dMMR) colorectal tumors by further evaluating immunohistochemically the phosphorylated forms of mTOR (pmTOR) and 4EBP1 (p4EBP1) proteins on paraffin-embedded tissue specimens. Their correlations with MMR status, clinicopathological data, driver gene mutations (KRAS, NRAS, BRAF) as well as their impact on patients’ overall survival have also been examined. Our results indicated a possible crosstalk between MAPK and PI3k/Akt axes, as KRAS mutations were significantly associated with pmTOR expression (p=0.004). Accordingly, pmTOR expression was not associated with p4EBP1’s (p=0.206), suggesting an mTOR independent way of phosphorylation. From multivariate survival analysis, only p4EBP1 emerged as an independent negative prognostic factor for overall survival (HR: 3.322, 95% CI: 1.110-9.945, p=0.032). Furthermore, novel evidence was provided regarding MMR status and p4EBP1 expression, as dMMR carcinomas express low levels of this protein (p=0.002), which may partially explain their more favorable outcome. In conclusion, we propose co-targeting of MAPK and PI3k/Akt pathways as a treatment strategy especially in RAS/RAF mutant CRC. We also highlight the prognostic value of p4EBP1 in CRC patients while, for the first time in literature, we try to address the question, if MMR status could be used as a selection criterion for anti-mTOR therapy.

Ο ορθοκολικός καρκίνος αποτελεί την τρίτη σε συχνότητα κακοήθεια παγκοσμίως. Παρόλο που αποτελεσματικές μέθοδοι προσυμπτωματικού ελέγχου έχουν μειώσει σημαντικά τα ποσοστά επίπτωσης και θνητότητας, εξακολουθεί να συγκαταλέγεται στις κυριότερες αιτίες θανάτου που σχετίζονται με τον καρκίνο. Στην παθογένεση της νόσου εμπλέκονται πολύπλοκοι μοριακοί μηχανισμοί. Η οδός μεταγωγής σήματος PI3k/Akt/mTOR αποτελεί έναν από αυτούς και εμφανίζει υψηλή ενεργότητα στον συγκεκριμένο τύπο κακοήθειας, προσφέροντας ένα εξαίρετο πεδίο επιστημονικής έρευνας και πιθανής στόχευσης. Παρόλα αυτά η συσχέτισή του με την κατάσταση της μικροδορυφορικής αστάθειας σε ορθοκολικά καρκινώματα δεν έχει ακόμη διερευνηθεί. Η κινάση mTOR και ο καταληκτικός της στόχος, η πρωτεΐνη 4EBP1, αποτελούν μόρια-κλειδιά της συγκεκριμένης οδού με καίριο ρόλο. Στην παρούσα εργασία επικεντρώνουμε τη μελέτη μας σε 108 δείγματα ορθοκολικών καρκινωμάτων με ακέραιο ή ελλιπές σύστημα επιδιόρθωσης αταίριαστων ζευγών βάσεων ή αλλιώς μικροδορυφορικά σταθερούς ή ασταθείς όγκους αντίστοιχα (proficient ΜΜR/ pMMR και deficient MMR/ dMMR αντιστοίχως) με παράλληλη ανοσοϊστοχημική εκτίμηση της έκφρασης των φωσφορυλιωμένων πρωτεϊνών mTOR (pmTOR) και 4EBP1 (p4EBP1). Επιπρόσθετα, εξετάζουμε εκτενώς τις πιθανές συσχετίσεις που προκύπτουν μεταξύ τους καθώς και με διάφορα κλινικά και παθολογοανατομικά δεδομένα, με το μοριακό προφίλ των όγκων αλλά και την επίπτωσή τους στη συνολική επιβίωση των ασθενών. Τα αποτελέσματα που προέκυψαν ανέδειξαν την πιθανή συνεχή αλληλεπίδραση μεταξύ των σηματοδοτικών οδών MAPK και PI3k/Akt, καθώς οι ανιχνευόμενες μεταλλάξεις στο γονίδιο KRAS φάνηκαν να συσχετίζονται σημαντικά με την έκφραση της πρωτεΐνης pmTOR (p=0.004). Επίσης η έκφραση της p4EBP1 δεν φάνηκε να συσχετίζεται με την pmTOR (p=0.206), υποδεικνύοντας ότι στον ορθοκολικό καρκίνο ενδεχομένως να υποκρύπτονται και άλλοι τρόποι ρύθμισης της συγκεκριμένης πρωτεΐνης, οι οποίοι είναι ανεξάρτητοι από την mTOR. Από την πολυπαραγοντική ανάλυση επιβίωσης, μόνο η έκφραση της p4EBP1 αναδείχθηκε ως ανεξάρτητος αρνητικός προγνωστικός παράγοντας για τη συνολική επιβίωση (HR: 3.322, 95% CI: 1.110-9.945, p=0.032). Παράλληλα, μια ενδιαφέρουσα συσχέτιση αποδείχθηκε μεταξύ της κατάστασης της μικροδορυφορικής αστάθειας και της έκφρασης της p4EBP1, με την έννοια ότι τα dMMR καρκινώματα εμφάνιζαν συνηθέστερα χαμηλή έκφραση της πρωτεΐνης αυτής (p=0.002). Καταλήγοντας, προτείνουμε την συνδυαστική στόχευση των MAPK και PI3k/Akt μονοπατιών ως θεραπευτική στρατηγική σε ασθενείς με ανιχνευόμενες μεταλλαγές στα γονίδια RAS ή και BRAF. Επισημαίνουμε επίσης την πιθανή προγνωστική αξία της p4EBP1 στον συγκεκριμένο τύπο καρκίνου, ενώ παράλληλα, για πρώτη φορά στη διεθνή βιβλιογραφία, προσπαθούμε να δώσουμε απάντηση στο αναδυόμενο ερώτημα αν η παρουσία ή η απουσία μικροδορυφορικής αστάθειας μπορεί να κατευθύνει τη θεραπευτική στόχευση της mTOR σε ασθενείς με καρκίνο παχέος εντέρου.