Персонализирана медицина: Метастазирал колоректален карцином (мКРК): биомаркери и съпътстваща диагностика

Колоректалият карцином е третият по честота рак сред мъжете (10% от всички) и втори по честота сред жените (9,2%) от всички сред жените. Почти 55% от всички случаи се срещат в по-развитите райони. При около 25% от всички пациенти се установават и метастази едновременно с поставянето на диагнозата и почти 50% от всички пациенти метастазират. Повечето от пациентите с метастатично заболяване не са подходящи за оперативна намеса, това налага разработването на схеми на терапия, които биха довели до възможността за оперативна намеса при тези пациенти.

 

Все още цитотоксичната терапия е основният подход за лечение при тези пациенти, но през последните години се наблюдава бум в развитието на таргетни молекули. Голяма част от тези молекули изискват съпътсваща диагностика, за да се прецизира групата пациенти, която би се повлияла най-добре от таргетна терапия. Молекулярното характеризиране и установяване на различни биомаркери дава информация за персоналния подход за лечение към всеки един пациент. Има редица методи и технологии, позволяващи молекулното типизиране на биомаркерите, като всеки метод има своите предимства и недостатъци.

 

Според Националния раков институт на САЩ под биомаркер се разбира молекула, която може да бъде открита в кръвта, други телесни течности или в тъканите и чиито структурни характеристики дават информация за нормалелен или абнормален клетъчен процес или за развитието на конкретно заболяване При избора на съпътстваща диагностика е важно да се знае чувствителността на използвания метод, както и времето за получаване на резултата. Силно препоръчително е да се използват методи и реактиви, които са одобрени и валидирани за диагностични цели, както и самите анализи да се правят от високоспециализирани специалисти в акредитирани лаборатории и лечебни заведения. 

 

Като установени предиктивни биомаркери при пациенти с метастазирал колоректален карцином се използват мутационният статус на KRAS и NRAS гените, като съответно пациентите без мутации в тези гени биха се повлияли благоприятно от таргетна терапия с моноклонални антитела срещу рецептора за епидермалния растежен фактор (EGFR). KRAS генът е част от RAS фамилията кодиращи вътреклетъчни протеини, отговорни за предаването на клетъчните сигнали от екстрацелуларни клетъчни рецептори, като EGFR, към клетката. В нормално състояние RAS протеините са свързани с GDP и са неактивни. При преход от GDP към GTP, RAS- GTP комплексът активира downstream сигнални пътища (MAPK, STAT, PI3K), които регулират процеси като клетъчна смърт и апоптоза.

 

Активиращите RAS мутации не позволяват хидролизата на GTP до GDP, като по този начин „заключват“ RAS протеините в активно състояние, което води до некотролируемо активиране на downstream сигналните пътища. При 40% от пациентите с колоректален карцином се наблюдават мутации в KRAS гена. Най-често мутациите са в екзон 2, кодони 12 (70- 80%) и 13 (15-20%). Останалите мутации се срещат най- често в кодони 59 и 61 на екзон 3, както и кодони 117 и 146 на екзон 4. Мутациите в NRAS гена се срещат с честота от 3 до 5%, като най- честите са в кодон 61 (екзон 3) и кодони 12 и 13 (екзон 2). Обикновено мутациите в двата гена са взаимноизключващи се.

 

В 8-10% от пациентите с колоректален карцином се среща мутацията V600E в гена BRAF. Тези мутации по правило са взимноизключващи се с мутациите в KRAS и NRAS гените. В последните няколко години се натрупаха достатъчно данни, показващи че пациенти, имащи тази мутация, не се повлияват при терапия с моноклонални антитела, подобно на групата с мутирал RAS ген. Това налага тестирането на пациенти с мКРК и за наличието на тази мутация. 

 

 

Докато в САЩ FDA контролира избора на съпътсваща диагностика, в Европа няма строго определени изисквания за RAS/BRAF тестиране. Към днешна дата има редица методи, с висока чувствителност и специфичност, които са подходящи за RAS тестиране. Спред препоръки на ESMO и ASCO е препоръчително избаният метод за тестиране да е валидиран, както и лабораториите, извършващи такъв вид диагностика, да са минали външен качествен контрол. Най-широко използваните методи за RAS/BRAF генотипране са: директното секвениране по Сангер, Пиосеквениране, секвениране от ново поколение, както и алел специфичен PCR в реално време.

 

Всеки един от методите има своите предимства и недостатъци. Така например чувствителността на секвенирането по Сангер е 10-20% и дава информация за целия излседван ген, докато например алел специфичния PCR е с много по-високоа чувствителност (1-5%), но за сметка на това може да установи само определни мутации. Подобна е и ситуацията за извършване на анализа. В рамките на 1 - 2 дена може да се получат резултатите от PCR  в реално време, докато секвенирането от ново поколение може да отнеме от няколко дни до седмици, но за сметка на това информациято, която се генерира, е в пъти по обемна. На този етап всички одобрени тестове са за диагностика на туморен материал, фиксиран в парафин. Все по-често започва да се говори за т. нар. течни биопсии, които биха позволили генотипиране и от периферна кръв. 

 

Установяването на мутационния статус на RAS гените и BRAF V600  при пациенти с метастазирал колоректален карцином е важно с оглед прецизиране на таргетната терапия при тях. Така например, ако се докаже наличието на активираща мутация, RAS гените са непрекъснато активирани и евентуално блокиране на EGFR с моноклонални антитела не би имало ефект. По този начин мутационният статус се явява предиктивен фактор за потенциален отговор към таргетна терапия, насочена към EGFR сигналния път. Именно тези резултати залягат в препоръките на NCCN за генотипиране на RAS (KRAS и NRAS) и BRAF гените  при пациенти с метастазилрал колоректален карцином.

 

Текстът е част от поредицата на БАПЕМЕД в Puls.bg - Персонализирана медицина

 

 

За автора:

 

 

Стоян Бичев завършва висшето си образование в Биологическия факултет на Софийски университет „Св. Климент Охридски“, специалност „Молекулярна биология“. През 2003 г. получава образователно-квалификационна степен „магистър“ по биохимия, защитавайки дипломна работа на тема „Анализ на полиморфни генетични маркери при вида Pygoscelis papua, обитаващ остров Ливингстън”.

 

В периода 2007-2008 г. Стоян Бичев е биолог в Център по молекулна медицина, МУ-София, а от 2008 г. до днес е част от екипа на Национална генетична лаборатория – София, заемайки длъжността „биолог“. Професионалният и изследователският му опит са свързани с изолиране и пречистване на ДНК, PCR-базирани методи, ДНК секвениране, MLPA, МSMLPA, TaqMan SNPs генотипиране.

 

Стоян Бичев има научни интереси и практически опит в области като онкогенетика, персонализирана медицина, неврология, генетика на мултифакторни заболявания. Посещава различни курсове и преминава през обучения, фокусирани главно върху молекулярната патология при ракови заболявания, диагностика на различни генетично обусловени заболявания, геномика на редки болести, биоинформатика и лекарствена резистентност в онкологията. Някои от научните проекти, в коиото Стоян Бичев се включва, са: „Цялостен скрининг на генома за вариации в броя копия при изоставане в умственото развитие”, „Съвременна диагностика, профилактика и лечение на наследствени невромускулни заболявания в България”, „Наследствени малкомозъчни атаксии - молекулна епидемиология в българската популация и търсене на нови форми”. Той участва в множество научни прояви и има десетки публикации (над 25) в областта на молекулярната биология, генетиката и геномиката на различни заболявания (онкологични, неврологични, редки и други).