Identificación de marcadores pronóstico en carcinoma escamoso de cabeza y cuello localmente avanzado : papel de rab25 y serpina-1.

Abstract

El carcinoma Escamoso de Cabeza y Cuello (CECC) es el sexto cáncer con mayor incidencia en países desarrollados. Dos terceras partes de los pacientes con Carcinoma Escamoso de Cabeza y Cuello (CECC) se diagnostican en estadios avanzados y no siempre responden al tratamiento habitual de quimioterapia combinada con cirugía o radioterapia. El objetivo principal de este proyecto de tesis es desarrollar marcadores pronóstico y predictivos en pacientes con CECC localmente avanzado tratados con quimioradioterapia (QRT) concomitante o quimioterapia de inducción seguida de QRT/radioterapia o cirugía. Con este objetivo, hemos analizado por PCR cuantitativa o inmunohistoquímica, el nivel de expresión de una serie de genes candidatos, identificados en un estudio previo de microrrays, y la asociación de estos con la recidiva tumoral y la supervivencia de los pacientes. Estos análisis se realizaron en biopsias tumorales pre-tratamiento de cuatro cohortes de pacientes con CECC localmente avanzado. Los resultados muestran que el nivel de expresión de SERPINA-1 y RAB25 se asocia con la recidiva local, supervivencia libre de enfermedad y la supervivencia global de los pacientes. Además, mediante un estudio de microarrays, hemos identificado una firma de 16 genes cuya expresion se asocia con el pronóstico de los pacientes. Posteriormente la firma genética ha sido validada utilizando los datos obtenidos en dos estudios independientes previamente publicados. Por último, una vez caracterizado un panel de líneas celulares, hemos analizado funcionalmente el efecto de la manipulación de genes con capacidad pronóstica en células de CECC. En este sentido, la sobreexpresión exógena de Rab25 aumenta la proliferación, disminuye la capacidad de migración e invasión y potencia la citotoxicidad inducida por cisplatino en líneas de CECC. Los resultados confirman que el nivel de expresión de Rab25 es un factor de buen pronóstico en pacientes con CECC localmente avanzado. Aquellos pacientes cuyos tumores tienen una expresión elevada de Rab25 presentan un pronóstico más favorable que los pacientes con tumores que expresan niveles bajos. En cambio, el nivel de expresión de SERPINA-1 es un factor de mal pronóstico, aumenta el riesgo de sufrir recidivas tumorales y disminuye la supervivencia de los pacientes. La determinación de ambos marcadores podría ayudar, en un futuro, a identificar antes de iniciar el tratamiento, aquellos pacientes que presentan una mayor probabilidad de responder al tratamiento genotóxico y distinguirlos de los pacientes que no se benefician del tratamiento actual. La firma genética desarrollada podría predecir de una manera más precisa la supervivencia de los pacientes a partir de la determinación del nivel de expresión de un número mínimo de genes.

Head and Neck Carcinoma (HNSCC) is the sixth most common cancer in develop worldwide. Two thirds of head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) patients are diagnosed at an advanced stage and they do not always respond to the standard treatment protocols based on radiotherapy and/or chemotherapy. The main objective of this project is to develop prognostic and predictive markers of response to treatment in patients with locally advanced HNSCC treated with concomitant chemoradiotherapy (CRT) or induction chemotherapy followed by CRT/radiotherapy or surgery. Based in this objective, we have analyzed by quantitative PCR or immunohistochemistry, the expression level of a gene subset, identified in a previous microarray study, and their association with tumor recurrence and patient survival. These analyses were done in pre-treatment tumor biopsies of four cohorts of locally advanced HNSCC patients.

Results showed that RAB25 and SERPINE-1 expression is associated with local recurrence, progression free survival and overall survival of patients. Even more, we identified a 16 gene signature associated with clinical outcome of patients. This gene signature has been validated in two independent microarray studies, previously published. Finally, we characterized a set of cell lines and we analyzed the effect of the manipulation of prognostic genes in HNSCC cell lines. We observed that the exogenous Rab25 overexpression increases cell proliferation, reduces migration and invasion, and promotes cisplatin cytotoxicity in CECC cell lines.

These results confirm that RAB25 expression is a good prognostic marker in locally advanced HNSCC patients. Those patients with tumors bearing high expression levels of RAB25 have better prognostic than those patients with low expressing RAB25 tumors. In contrast, the expression level of SERPINE-1 is a bad prognostic marker, because increases the risk of tumor recurrence and diminish patient survival. The determination of both markers could be useful, in the future, to identify before treatment, those patients who have a higher probability to respond to genotoxic treatment and distinguish them from patients who won’t obtain benefit from current treatment. The developed genetic signature could predict with high accuracy patient survival, determining gene expression of minimum number of genes included in our genetic signatures.