Estadificación dinámica del riesgo en cáncer diferenciado de tiroides: ¿es posible implementar nuevos modelos con biomarcadores metabólicos?. Estudio de prx3 en leucocitos

Resumen del póster presentado a la VI Reunión Ibérica de Cirugía Endocrina: "Cáncer Medular de Tiroides y Endocrinopatías Familiares", celebrada en Sevilla (España) del 26 al 28 de abril de 2017.El cáncer de tiroides es la neoplasia más común del sistema endocrino y representa actualmente 1-3% de todos los procesos tumorales. Su incidencia se ha duplicado en las últimas tres décadas. Este incremento puede asociarse en parte a la mejora en las técnicas de diagnostico, pero puede también deberse al incremento en la prevalencia de factores de riesgo como es el caso de las enfermedades metabólicas. El objetivo del proyecto fue evaluar el impacto de las disfunciones metabólicas en la agresividad tumoral e identificar marcadores de riesgo tumoral con valor pronóstico detectables en sangre periférica. Se seleccionó una corte de 32 pacientes sometidos a tiroidectomía por sospecha de proceso neoplásico. Se aislaron leucocitos de muestras de sangre periférica (PBMCs) en los que se evaluaron los niveles de las proteínas PGC-1a, como marcador de actividad mitocondrial, PFKB3, como marcador de flujo glicolítico, y Prx3 como marcador de estrés oxidativo, observándose que los niveles de estos tres marcadores estaban significativamente mas elevados en pacientes con adenocarcinoma que en pacientes con hiperplasia benigna, y esta elevación se correspondía con mayores niveles de proliferación tumoral medidos con el marcador Ki67. Para realizar una primera evaluación del valor predictivo de Prx3 en PBMCs como marcador de agresividad se subdividieron los pacientes en dos grupos según los niveles de Prx3 (alto/bajo) y se evaluó en cada uno de los grupos la agresividad tumoral mediante: la evaluación histológica del nivel de desestructuración tisular (tinción H&E), determinación de los niveles de proliferación (núcleos positivos para Ki67), y grado de alteración vascular (presencia de hemorragias, niveles de VEGFR2, alteración en la morfología vascular en muestras marcadas con SMA). Se observó que los pacientes con Prx3 alto mostraban mayores niveles de todos los marcadores de agresividad tumoral estudiados. Seguidamente se analizó si la elevación de Prx3 en PBMC correlacionaba con una mayor alteración metabólica en los tejidos tumorales, para ellos se determinó el grado de actividad de la quinasa AKT, midiendo en el tejido tumoral los niveles y localización de su forma activa (fosforilada) y la estructura de la red mitocondrial, mediante tinción con anticuerpos dirigidos contra la proteína mitocondrial TOM22. Observamos que los pacientes con niveles elevados de Prx3 mostraban también una mayor alteración en los marcadores metabólicos coherente con una mayor activación del metabolismo glicolítico y una supresión del metabolismo oxidativo. Concluimos por tanto, que la determinación de los niveles de Prx3 en PBMC puede tener valor pronóstico para la estadificación de los pacientes con cáncer de tiroides.Peer Reviewe

Evaluation of Mitochondrial Function in Blood Samples Shows Distinct Patterns in Subjects with Thyroid Carcinoma from Those with Hyperplasia

Metabolic adaptations are a hallmark of cancer and may be exploited to develop novel diagnostic and therapeutic tools. Only about 50% of the patients who undergo thyroidectomy due to suspicion of thyroid cancer actually have the disease, highlighting the diagnostic limitations of current tools. We explored the possibility of using non-invasive blood tests to accurately diagnose thyroid cancer. We analyzed blood and thyroid tissue samples from two independent cohorts of patients undergoing thyroidectomy at the Hospital Universitario 12 de Octubre (Madrid, Spain). As expected, histological comparisons of thyroid cancer and hyperplasia revealed higher proliferation and apoptotic rates and enhanced vascular alterations in the former. Notably, they also revealed increased levels of membrane-bound phosphorylated AKT, suggestive of enhanced glycolysis, and alterations in mitochondrial sub-cellular distribution. Both characteristics are common metabolic adaptations in primary tumors. These data together with reduced mtDNA copy number and elevated levels of the mitochondrial antioxidant PRX3 in cancer tissue samples suggest the presence of mitochondrial oxidative stress. In plasma, cancer patients showed higher levels of cfDNA and mtDNA. Of note, mtDNA plasma levels inversely correlated with those in the tissue, suggesting that higher death rates were linked to lower mtDNA copy number. In PBMCs, cancer patients showed higher levels of PGC-1α, a positive regulator of mitochondrial function, but this increase was not associated with a corresponding induction of its target genes, suggesting a reduced activity in cancer patients. We also observed a significant difference in the PRDX3/PFKFB3 correlation at the gene expression level, between carcinoma and hyperplasia patients, also indicative of increased systemic metabolic stress in cancer patients. The correlation of mtDNA levels in tissue and PBMCs further stressed the interconnection between systemic and tumor metabolism. Evaluation of the mitochondrial gene ND1 in plasma, PBMCs and tissue samples, suggested that it could be a good biomarker for systemic oxidative metabolism, with ND1/mtDNA ratio positively correlating in PBMCs and tissue samples. In contrast, ND4 evaluation would be informative of tumor development, with ND4/mtDNA ratio specifically altered in the tumor context. Taken together, our data suggest that metabolic dysregulation in thyroid cancer can be monitored accurately in blood samples and might be exploited for the accurate discrimination of cancer from hyperplasia