Biomarcadores en cancer colorrectal: Metaloproteinasa 7 en pacientes intervenidos y mutaciones tras progresión a terapias anti-EGFR en enfermedad metastásica

Abstract

El cáncer colorrectal es uno de los principales problemas de salud en nuestro medio. Los pacientes presentan una evolución muy heterogénea y no es posible predecir de manera fidedigna la evolución clínica o el pronóstico de un paciente individual con los biomarcadores disponibles en la actualidad. La presente tesis doctoral evaluó dos estrategias diferentes para determinar el valor de nuevos biomarcadores en cáncer colorrectal. La primera es la evaluación pronóstica de la determinación en sangre periférica de Metaloproteinasa de Matriz 7 (MMP-7). La segunda es una extensa descripción de eventos genéticos relacionados con la aparición de resistencia adquirida al tratamiento con el anticuerpo anti-EGFR cetuximab. MMP-7 es un enzima que degrada proteínas extracelulares, y su expresión se ha relacionado con peor pronóstico en varias enfermedades oncológicas. Este sub-proyecto plateó como hipótesis que la concentración sanguínea de MMP-7 podría ser un biomarcador pronóstico en los pacientes diagnosticados de cáncer colorrectal que serán sometidos a cirugía curativa. Se determinó la concentración de MMP-7 mediante técnica de ELISA en 175 pacientes previa a la intervención quirúrgica. Los resultados mostraron que MMP-7 era un factor pronóstico independiente tanto para supervivencia libre de enfermedad (HR= 1.119, IC95% 1.055-2.0, p<0.001) como para supervivencia global (HR=1.113, IC95% 1.025-1.209, p=0.011). Utilizando el valor de la mediana para clasificar los pacientes en dos grupos, se determinó que los pacientes con MMP-7 elevada presentaban a cuatro años menor supervivencia libre de enfermedad (50.6% versus 78.4%, p<0.001) y supervivencia global (56.9% versus 92.6%, p<0.001). Asimismo, la elevación o no de MMP-7 ofrecía una información pronóstica complementaria a la afectación ganglionar por la enfermedad. Con estos resultados se concluyó que la determinación de MMP-7 en sangre periférica podría ser un biomarcador pronóstico y que puede realizarse mediante técnicas accesibles en la práctica clínica habitual. El tratamiento con anticuerpos anti-EGFR es una estrategia terapéutica instaurada en el tratamiento del cáncer colorrectal metastásico. En la actualidad se dispone de dos anticuerpos contra EGFR: cetuximab y panitumumab. El segundo sub-proyecto estudió los posibles mecanismos genéticos de resistencia adquirida al tratamiento con cetuximab. La hipótesis del estudio fue que la comparación entre las mutaciones presentes en las células tumorales antes y después de la terapia basada en cetuximab podría revelar los mecanismos relevantes para la adquisición de resistencia al tratamiento. Se incluyeron pacientes con progresión al tratamiento con cetuximab tras una respuesta o una larga estabilidad. Mediante una biopsia de la lesión tumoral más accesible se determinó las mutaciones en los genes KRAS, NRAS, PIK3CA, BRAF y EGFR; y los resultados se compararon con las mutaciones de la muestra obtenida previo el inicio del tratamiento. De los 37 pacientes incluidos se pudo demostrar mutaciones tras el tratamiento con cetuximab en 22 de ellos. El 36% de los pacientes presentaban dos o más mutaciones simultáneas. La mayoría de eventos genéticos aparecían únicamente tras el tratamiento con cetuximab, siendo indetectables previo al tratamiento. Las mutaciones más frecuentes tras resistencia adquirida a cetuximab afectaban los genes KRAS y NRAS. El 14% de pacientes mostraban mutaciones de EGFR: el 8% de la mutación ya conocida S492R; pero además se detectó 2 nuevas mutaciones: K467T y R451C. Ninguna de las mutaciones de EGFR fue detectada previamente al inicio del tratamiento. En tres pacientes se analizó varias biopsias diferentes durante la evolución de la enfermedad, permitiendo concluir que los eventos moleculares son un fenómeno dinámico que varía tras cada tratamiento administrado. Se detectó además mutaciones en sangre periférica, logrando una correcta correlación con las mutaciones en tejido en el 62%. De esta manera, la detección de mutaciones en sangre podría tener aplicabilidad en la monitorización de los pacientes y diagnosticar la resistencia al tratamiento antes de su manifestación clínica o radiológica.

INTRODUCTION: Colorectal cancer is a main health problem. New biomarkers to define prognosis or predict drug effectivity are warranted. The aim of this thesis is define new biomarkers using two different approaches: Evaluation of serum Matrilysine (MMP-7) as a prognostic marker in localized colorectal cancer and determination of the molecular events related with acquired resistance to the anti-EGFR antibody cetuximab in advanced disease.

MATHERIAL AND METHODS: We evaluated MMP-7 blood concentration by ELISA in 175 patients before surgery with curative intention. On the other hand, 37 patients with acquired resistance to cetuximab were biopsied in order to analyze KRAS, NRAS, BRAF, PIK3CA and EGFR mutations. We compared these alterations with the mutational profile previous the cetuximab treatment RESULTS: MMP-7 blood concentration is an independent prognostic marker for overall survival and disease- free survival. Combining MMP-7 and nodal status we defined three different prognostic groups. Mutational analysis in tumors after acquired resistance to cetuximab shows that 66% of patients had almost one of the mutations analyzed and 63% of these mutations were not present before the treatment. KRAS and NRAS genes were the most frequently affected. 14% of patients presented mutations at EGFR gene: S492R, K467T and R451C. Biopsies form three patients treated with biological therapies after cetuximab failure were also available, detecting dynamic changes in the mutational profile. Mutations were also detected in 62% of serum circulating DNA.

CONCLUSSION: MMP-7 is a potential prognostic biomarker for colorectal cancer and its determination is technically applicable in clinical practice. KRAS and NRAS are the genes most frequently mutated after resistance to cetuximab. We also define two new mutations affecting EGFR (K467T and R451C). Tumor mutational profile is dynamic, and changes after the acquired resistance to each therapy. Blood DNA-sequencing could effective to monitor resistance to cetuximab even before clinical and radiological progression.