Tipificación de biomarcadores epigenéticos en pacientes con cáncer de mama localmente avanzado como factores pronósticos de la evolución de la enfermedad y predictivos de respuesta al tratamiento con quimioterapia neoadyuvante

Abstract

Introducción: El cáncer de mama es el cáncer más frecuente en el sexo femenino; y a pesar del incremento de la supervivencia de las pacientes en los últimos años; continúa habiendo un porcentaje no desdeñable de mortalidad por esta causa. Por este motivo, existe una necesidad de continuar investigando con el fin de mejorar esta supervivencia Además de las alteraciones genéticas, las alteraciones epigenéticas tienen un papel importante en el desarrollo del cáncer. Se postula que determinadas alteraciones epigenéticas podrían diferir entre los distintos subtipos de cáncer de mama y que podrían actuar como factores pronósticos y/o predictivos de respuesta al tratamiento quimioterápico. Asimismo la potencial reversibilidad de las alteraciones epigenéticas, a diferencia de las genéticas, justifica el creciente interés en el conocimiento de las mismas, para poder determinar biomarcadores y posibles nuevas dianas terapéuticas para un diagnóstico y tratamiento de precisión. Metodología: Se analizaron de forma retrospectiva 138 pacientes atendidas en el Servicio de Oncología Médica del Institut Català d’Oncologia de Badalona, entre los años 2003 y 2012, y tratadas con quimioterapia neoadyuvante basada en antraciclinas y taxanos. Se determinaron las características clínicas y patológicas (mediante confección de tissue microarrays y técnicas inmunohistoquímicas y FISH) y se clasificaron a las pacientes según los subtipos de cáncer de mama. Se registró la respuesta completa patológica, la supervivencia libre de progresión y supervivencia global y se correlacionaron los parámetros clínico-patológicos con la respuesta y la supervivencia, así como los biomarcadores epigenéticos identificados. En el análisis epigenético, se seleccionó una cohorte “discovery” utilizando datos públicos del "The Cancer Genome Atlas": a partir de la cohorte BRCA se seleccionaron 28 casos para los que se disponían datos de metilación (microarrays de metilación de ADN) y mediante herramientas de bioinformática se determinaron 3 genes candidatos. Estos biomarcadores se validaron en nuestra “cohorte ICO de validación” mediante técnicas de pirosecuenciación, correlacionando los resultados obtenidos con las características clínico-patológicas, la respuesta y la supervivencia de las pacientes. Resultados: La obtención de respuesta completa patológica se asoció a una mayor supervivencia libre de progresión; mientras que la persistencia de gran volumen tumoral en la mama (ypT4), la persistencia de enfermedad ganglionar, así como la presencia de enfermedad residual grado III, se relacionaron con una peor supervivencia. La negatividad de los receptores hormonales, el grado histológico alto y el índice de proliferación elevado fueron los factores clínicos con mayor correlación con la obtención de respuesta completa patológica. Se seleccionaron 3 biomarcadores: ID1, que se mostró diferentemente metilado entre los diversos subtipos de cáncer de mama, asociándose la hipometilación con subtipos de mayor agresividad (triple negativo). La hipometilación de HOXB2, se detectó mayormente en subtipos luminales, asociándose a una menor tasa de respuesta y a una peor supervivencia. La combinación de ambos marcadores, ID1 metilado y HOXB2 no metilado, un subgrupo de pacientes luminales de peor pronóstico. La hipometilación de ATOH8 se correlacionó con tumores de mayor agresividad (triple negativo), pero se relacionó con una mayor tasa de respuestas completas patológicas y una tendencia a una mayor supervivencia libre de enfermedad. Conclusiones: Pese a la no disponibilidad de acceso a una clasificación molecular del cáncer de mama basada en firmas genéticas, la evaluación de las características clínico-patológicas previo al tratamiento neoadyuvante y en la enfermedad residual, continúa siendo una herramienta imprescindible para la correcta toma de decisiones terapéuticas. Se ha podido demostrar la utilidad de las plataformas epigenéticas con finalidad de seleccionar biomarcadores en cáncer. Aunque se requiere una validación en una cohorte más amplia y prospectiva, ID1, HOXB2 y ATOH8 se postulan como biomarcadores epigenéticos de predicción de respuesta a quimioterapia y pronóstico en cáncer de mama.

Introduction: Breast cancer is the most common cancer in females; and despite the increase in the patients’ survival in the last years, there is a non-negligible percentage of mortality due to this cause. For this reason, there is a need to continue researching in order to improve patients’ survival. In addition to genetic alterations, epigenetic alterations play an important role in the development of cancer. It is postulated that certain epigenetic alterations could differ between the different subtypes of breast cancer and that they could act as prognostic and/or predictive factors of response to chemotherapy. Likewise, the potential reversibility of epigenetic alterations, unlike genetic ones, justifies the growing interest in their knowledge, to be able to determine biomarkers and possible new therapeutic targets for a precision diagnosis and treatment. Methodology: We retrospectively analysed 138 patients from 2003 to 2012 treated with neoadjuvant chemotherapy based on anthracyclines and taxanes, in the Medical Oncology Department of the Institut Català d'Oncologia in Badalona. We determined the clinical and pathological characteristics (by the elaboration of tissue microarrays, immunohistochemical techniques and FISH), and patients were classified according to breast cancer subtypes. The pathological complete response, progression-free survival and overall survival were recorded and the clinical-pathological parameters were correlated with the response and survival, as well as the epigenetic biomarkers. In the epigenetic analysis, a "discovery" cohort was selected through public data from "The Cancer Genome Atlas": from the BRCA cohort, 28 cases were chosen, for those with available methylation data (by DNA methylation microarrays) and three candidate genes were selected, using bioinformatics tools. These biomarkers were validated in our "ICO cohort of validation" by pyrosequencing techniques, correlating the results obtained with the clinical-pathological characteristics, the response and the patients’ survival. Results: Obtaining pathological complete response was associated with a longer progression-free survival whereas the persistence of large tumor volume in the breast (ypT4), the persistence of lymph node disease, as well as the presence of grade III residual disease, were associated with worse survival. The negativity of the hormonal receptors, the high histological grade and the high proliferation index were the clinical factors with the highest correlation with obtaining a pathological complete response. Three biomarkers were selected: ID1 that was differently methylated among the breast cancer subtypes, associating the hypomethylation with more aggressive subtypes (triple negative). Hypomethylation of HOXB2, was mostly detected in luminal subtypes, associated with a lower response rate and worse survival. The combination of both biomarkers, methylated ID1 and unmethylated HOXB2, defined a subgroup of luminal patients with worse prognosis. The hypomethylation of ATOH8 was correlated with more aggressive tumors subtypes (triple negative), but it was related to a higher rate of pathological complete responses and a tendency to greater disease-free survival. Conclusions: Despite the lack of availability of access to a molecular classification of breast cancer based on genetic signatures, the evaluation of clinical-pathological characteristics prior to neoadjuvant treatment and in the residual disease remains an essential tool for the correct choice of therapeutic decisions. It has been possible to demonstrate the usefulness of epigenetic platforms to select biomarkers in cancer. Although a validation in a larger and prospective cohort is required, ID1, HOXB2 and ATOH8 are postulated as epigenetic biomarkers for predicting response to chemotherapy and prognosis in breast cancer.