Caracterización molecular del cáncer gástrico HER2 positivo; mecanismos de resistencia al tratamiento con anticuerpos monoclonales dirigidos

Abstract

El cáncer gástrico (CG) y de la unión gastro-esofágica (CUGE) representa un problema a nivel mundial; si bien es la 5ª causa más frecuente de cáncer, se sitúa la 3ª como causa de muerte por cáncer. El pronóstico de los pacientes con CG metastásico es muy pobre, con una supervivencia a los 5 años inferior al 5%, y la quimioterapia ofrece un beneficio clínico con una duración limitada. Aproximadamente entre un 15-20% de los pacientes presentan sobrexpresión del receptor de crecimiento epidérmico de tipo 2 (HER2). Trastuzumab, un anticuerpo monoclonal humanizado selectivo para HER2, ha sido el primer fármaco dirigido que ha demostrado mejorar el pronóstico de estos pacientes. El estudio TOGA randomizaba a los pacientes HER2 positivo a recibir una primera línea de quimioterapia con o sin trastuzumab. La mediana en la supervivencia global de los pacientes tratados con trastuzumab mejoraba significativamente, de 11.1 a 13.8 meses (Hazard ratio = 0.74, p < 0.01). De todas formas, sólo el 50% de los pacientes del grupo experimental se beneficiaba, en términos de respuesta, y que en la mayoría de los pacientes la enfermedad acababa progresando. La resistencia al tratamiento con trastuzumab se podría explicar por alteraciones moleculares a nivel de las proteínas efectoras de las vías de señalización intracelular que activa HER2: la vía de las MAP-quinasas y la vía de PI3K-AKT-mTOR.

Esta tesis doctoral analiza posibles alteraciones moleculares en proteínas efectoras de las vías de señalización intracelular de HER2 como posible causa de resistencia primaria a trastuzumab, en una cohorte de 100 pacientes afectos de CG y CUGE HER2 positivo. El análisis molecular se ha realizado sobre las biopsias tumorales de estos pacientes. Se ha analizado el estado de las ciclinas E y D1 (amplificación, sobrexpresión), de PIK3CA (amplificación, secuenciación), de PTEN (expresión), de HER3 (sobrexpresión), y de p95HER2 (sobrexpresión, cuantificación). Además, se han correlacionado los hallazgos moleculares con los datos clínicos de los pacientes. El 25% de los pacientes presenta amplificación de la ciclina E, y este hecho se asocia a un peor pronóstico. La amplificación de la ciclina E es causa de su sobrexpresión. El 15% de los pacientes presenta amplificación de la ciclina D1. Un 4% de los pacientes presentan amplificación a nivel del gen de PIK3CA, mientras que un 3.1% presentan mutaciones a nivel de los dominios helical y catalítico del gen. Un 4% de los pacientes presentan pérdida de la expresión de PTEN, y un 11% presentan baja expresión. Una tercera parte (39%) de los pacientes presentan sobrexpresión de HER3. Un 27% de los pacientes presentan sobrexpresión de p95HER2, y se describe su correlación con una mejor tasa de supervivencia libre de progresión.

La investigación translacional integra la investigación básica de laboratorio con la clínica hospitalaria. El conocimiento de los mecanismos moleculares de desarrollo y progresión del cáncer es indispensable para una práctica clínica oncológica como la que entendemos a día de hoy, abordando la enfermedad desde el conocimiento de su biología molecular. El descubrimiento del papel de HER2 y del potencial terapéutico de trastuzumab marcaron el punto de inflexión en el CG, a partir del cual debemos continuar para poder mejorar el pronóstico de nuestros pacientes. Esta tesis sigue la misma línea, e identifica la amplificación de la ciclina E como factor pronóstico negativo de supervivencia, y la sobrexpresión de p95HER2 como factor predictivo positivo de respuesta a terapia basada en trastuzumab, en pacientes afectos de CG y CUGE HER2 positivo.

Gastric cancer (GC) and gastro-esophageal junction cancer (GEJC) is a worldwide problem; although it is the 5th most common cause of cancer, it remains the 3rd cause of death from cancer. The prognosis of patients with metastatic GC is very poor, with 5 year survival rates of less than 5%. Chemotherapy is efficient but with a limited duration. Approximately 15-20% of patients present overexpression of the epidermal growth factor receptor type 2 (HER2). Trastuzumab, a humanized monoclonal antibody that binds HER2, was the first targeted therapy to demonstrate an improvement of the prognosis of these patients.

The TOGA trial randomized HER2 positive patients to receive a first-line chemotherapy with or without trastuzumab. The median overall survival of the patients treated with trastuzumab improved significantly, from 11.1 to 13.8 months (Hazard ratio = 0.74, p <0.01). However, only 50% of patients in the experimental group benefit in terms of response and, at the end, the most of them progressed.

Resistance to trastuzumab could be explained by molecular alterations at the level of the effector proteins of HER2 intracellular signaling pathways: MAP-kinase and PI3K-AKT-mTOR pathways.

This thesis analyzes possible molecular alterations within the effector proteins of the HER2 pathway as the possible cause of primary resistance to trastuzumab, in a cohort of 100 patients with HER2 positive GC and GEJC.

The molecular analysis was performed on tumor biopsies from these patients. The status of cycline D1 and E (amplification, overexpression), PIK3CA (amplification, sequencing), PTEN (expression), HER3 (overexpression), and p95HER2 (overexpression, quantification) has been analyzed. Moreover, the results have been correlated with the clinical outcome of the patients.

Twenty-five percent of patients present cycline E amplification, and these results are associated with a worse prognosis. Cycline E amplification is the cause of cycline E overexpression. Fifteen percent of patients present cycline D1 amplification. Four percent of patients have PIK3CA amplifications, while 3.1% present mutations in the helical and catalytic domains. Four percent of patients have loss of PTEN, and 11% have low expression. A third (39%) of patients has HER3 overexpression. Twenty-seven percent of patients have p95HER2 overexpression, which is correlated with a better progression-free survival.

Translational research integrates basic laboratory research with the clinic. The knowledge of the molecular mechanisms of cancer development and progression is essential for a correct oncologic practice, addressing the disease from their molecular biology. The discovery of the role of HER2 and the therapeutic potential of trastuzumab set the turning point in the GC, from which we should continue in order to improve the prognosis of these patients.

This thesis address this point, and identifies the amplification of cycline E as a negative prognostic factor for survival, and the overexpression of p95HER2 as a positive predictor of response to trastuzumab-based therapy in HER2 positive GC and GEJC patients.