Downstream and Intermediate Interactions of Synovial Sarcoma-Associated Fusion Oncoproteins and Their Implication for Targeted Therapy

Synovial sarcoma (SS), an aggressive type of soft tissue tumor, occurs mostly in adolescents and young adults. The origin and molecular mechanism of the development of SS remain only partially known. Over 90% of SS cases are characterized by the t(X;18)(p11.2;q11.2) translocation, which results mainly in the formation of SS18-SSX1 or SS18-SSX2 fusion genes. In recent years, several reports describing direct and indirect interactions of SS18-SSX1/SSX2 oncoproteins have been published. These reports suggest that the fusion proteins particularly affect the cell growth, cell proliferation, TP53 pathway, and chromatin remodeling mechanisms, contributing to SS oncogenesis. Additional research efforts are required to fully explore the protein-protein interactions of SS18-SSX oncoproteins and the pathways that are regulated by these partnerships for the development of effective targeted therapy

Alterations in metabolism and metabolic enzyme function and carcinogenesis

Dr Otto H. Warburg wykład 1966 Nobliści w Lindau, Niemcy „Rak, ponad wszystkie inne choroby ma niezliczoną ilość wtórnych przyczyn. Jednak nawet w przypadku raka istnieje tylko jedna główna przyczyna. Podsumowując w kilku słowach, główną przyczyną raka jest zastąpienie oddychania tlenowego w normalnych komórkach organizmu przez fermentację cukru…” Wzrost i rozwój organizmu jest nieodłącznie związany z dostępnością składników odżywczych. W związku z tym wyewoluowały specyficzne mechanizmy pozwalające na koordynację tych procesów w zależności od dostępności pożywienia, co umożliwia organizmom przetrwanie w czasie głodu. Zmniejszenie zasobów energetycznych powoduje wydłużenie życia, natomiast nadmiar kalorii jest powiązany z otyłością i chorobami nowotworowymi. Na poziomie komórkowym prawidłowe, dzielące się komórki aktywują szlaki metaboliczne, umożliwiające akumulację masy i energii wykorzystywanych do syntezy DNA w celu reprodukcji. Natomiast komórki nowotworowe przeprogramowują w sposób, wydaje się, kontrolowany swój metabolizm, aby dzielić się i rozprzestrzeniać w sposób niekontrolowany. Pewne geny kodujące enzymy metaboliczne zostają wyłączone w komórkach nowotworowych, a inne ulegają zwiększonej ekspresji, powodując zmiany metaboliczne. Badania prowadzone w ostatnich latach pokazały, że niektóre enzymy procesu glikolizy, mające swoją główną funkcję w cytoplazmie, mają zdolność do przemieszczania się do jądra komórkowego, gdzie pełnią zupełnie inne niemetaboliczne funkcje, np. biorą udział w kontroli ekspresji genów. Dlatego poznanie wpływu metabolizmu na kontrolę ekspresji genów może być niezwykle istotne w zrozumieniu przyczyn nowotworzenia.Dr Otto Warburg (Nobel in 1931) in his lecture on Lindau Nobel Laureates Meeting in 1966, Germany, stated: “Cancer, above all other diseases, has countless secondary causes… But, even for cancer, there is only one prime cause. To summarise in a few words, the prime cause of cancer is the replacement of the respiration of oxygen in normal body cells by a fermentation of sugar…” Growth and development of organisms are strictly dependent from availability of nutrients. Evolved specific mechanisms controlling those processes can help organisms to survive starvation. Calorific restriction leads to longer life span, but the opposite, too many calories are associated with obesity and tumourigenesis. On a cellular level, normal dividing cells activate particular metabolic pathways to accumulate cell mass and energy for DNA synthesis required for reproduction. By contrast tumour cells reprogramme their metabolism, possibly in controlled way, for uncontrolled division and growth. Some genes encoding metabolic enzymes are inactivated while others exhibit increased expression, causing metabolic changes in tumour cells. Recent studies showed that certain glycolytic enzymes mainly active in cytoplasm may move from cytoplasm to the nucleus where they can play different, nonglycolytic functions e.g., control the gene expression. Therefore, to understand the influence of metabolism on gene expression can be crucial to discovering the causes of carcinogenesis.

Myocardial Expression of PPAR γ

Activation of PPARs may be involved in the development of heart failure (HF). We evaluated the relationship between expression of PPARγ in the myocardium during coronary artery bypass grafting (CABG) and exercise tolerance initially and during follow-up. 6-minute walking test was performed before CABG, after 1, 12, 24 months. Patients were divided into two groups (HF and non-HF) based on left ventricular ejection fraction and plasma proBNP level. After CABG, 67% of patients developed HF. The mean distance 1 month after CABG in HF was 397±85 m versus 420±93 m in non-HF. PPARγ mRNA expression was similar in both HF and non-HF groups. 6MWT distance 1 month after CABG was inversely correlated with PPARγ level only in HF group. Higher PPARγ expression was related to smaller LVEF change between 1 month and 1 year (R=0.18, p<0.05), especially in patients with HF. Higher initial levels of IL-6 in HF patients were correlated with longer distance in 6MWT one month after surgery and lower PPARγ expression. PPARγ expression is not related to LVEF before CABG and higher PPARγ expression in the myocardium of patients who are developing HF following CABG may have some protecting effect

Validation of selected medical centers involved in molecular diagnostics of cancer in the field of EGFR1 mutations determination

Rak płuca to jeden najczęściej występujących nowotworów złośliwych w Polsce i na świecie. Według danych statystycznych rocznie jest przyczyną zgonów 1,3 miliona osób na całym świecie. W niedrobnokomórkowym raku płuc (NDRP) u niektórych chorych (10&#8211;15% Ameryka Północna i Europa Zachodnia; 30&#8211;35% Japonia i Wschodnia część Azji) występują mutacje somatyczne w genie receptora nabłonkowego czynnika wzrostu (EGFR) powodujące stałą aktywność tego receptora. Występowanie takich mutacji ściśle wiąże się ze skutecznością działania niektórych inhibitorów kinazy tyrozynowej (TKI). Określenie statusu genu EGFR jest kluczowe w doborze najbardziej odpowiedniego schematu leczenia chorych z NDRP. Celem tej pracy jest wykazanie, czy ośrodki zaangażowane w diagnostykę molekularną chorób nowotworowych posiadają odpowiedni potencjał, aby skutecznie przeprowadzić analizę statusu genu EGFR1 w zakresie zmian w eksonach 19. i 21. Dodatkowym celem jest wypracowanie odpowiednich standardów postępowania. Wynikiem przeprowadzonego procesu walidacji są następujące zalecenia dla laboratoriów diagnostycznych: 1. Materiał do izolacji DNA powinien zawierać nie mniej niż 50% utkania nowotworowego; 2. Ujednolicenie procedury izolacji DNA ze skrawków parafinowych wymaga stosowania gotowego zestawu do izolacji DNA; 3. W przypadku braku jednoznacznego wyniku, powinno się wykorzystać dwie metody oznaczania mutacji, zaleca się, aby jednego z wykonywanych oznaczeń dokonać przy wykorzystaniu metody sekwencjonowania bezpośredniego; 4. Zaleca się rozszerzenie panelu analizowanych eksonów do 18., 19., 20. i 21.; 5. Od momentu wypisania skierowania na badanie diagnostyczne do momentu przekazania wyniku badania nie powinno upłynąć więcej niż 10 dni roboczych. Onkol. Prak. Klin. 2011; 7, 3: 138&#8211;145Lung cancer is one of the most common cancers in Poland and abroad. According to statistics, it causes the death of 1.3 million people per year worldwide. In a nonsmall cell lung cancer (NSCLC), some patients have somatic mutations in the gene for epidermal growth factor receptor (EGFR), resulting in a constant activity of this receptor (10&#8211;15% patients of North American and Western European origin, and 30&#8211;35% of patients from Japan and Eastern Asia). The occurrence of such mutations is closely associated with efficacy of tyrosine kinase inhibitors (TKI). Thus, determination of EGFR status is crucial in selecting the most appropriate treatment of patients with NSCLC. The aim of this paper is to show whether the laboratories involved in molecular diagnostics for cancer have the potential to effectively determinate the mutation status (in exons 19 and 21) of the EGFR1 gene. An additional objective is to develop appropriate standards for mutation testing in non-small cell lung cancer. As the result of valiadtion process conducted in the study, the following recommendations for diagnostic laboratories were approved: at least 50% of cancer cells should be present in a tissue for DNA isolation; 2. The method of DNA isolation should be standardized, the most appropriate is usage of DNA isolation kits; 3. In case of equivocal results two independent molecular methods should be employed, one of them should be direct sequencing; 4. It is recommended to extend the panel of analyzed exons to 18, 19, 20 and 21; 5 The turnaround time (TAT) should not take more than 10 working days Onkol. Prak. Klin. 2011; 7, 3: 138&#8211;14

PPAR Gamma Expression Levels during Development of Heart Failure in Patients with Coronary Artery Disease after Coronary Artery Bypass-Grafting

Genetic research has elucidated molecular mechanisms of heart failure (HF). Peroxisome proliferator-activated receptors (PPARs) seem to be important in etiology of HF. The aim of study was to find the correlation between PPARγ expression during development of HF in patients and coronary artery disease (CAD) after coronary artery bypass-grafting (CABG). Methods and Results. We followed up 157 patients (mean age 63) with CAD without clinical, laboratory, or echo parameters of HF who underwent CABG. Clinical and laboratory status were assessed before CABG and at 1, 12, and 24 months. During CABG slices of aorta (Ao) and LV were collected for genetic research. HF was defined as LVEF <40% or NT-proBNP >400 pg/mL or 6MWT <400 m. Patients were divided into 2 groups: with and without HF. PPARγ expression in Ao and LV was not increased in both groups at 2-year follow-up. Sensitivity of PPARγ expression in Ao above 1.1075 in detection of HF was 20.5% (AUC 0.531, 95% CI 0.442–0.619). Positive predictive value (Ppv) was 85.7%. Sensitivity and specificity of PPARγ expression in the LV in detection of HF were 58% and 92.9%, respectively (AUC 0.540, 95% CI 0.452–0.626). Ppv was 73.2%. Conclusion. PPARγ expression in Ao and LV was comparable and should not be used as predictive factor for development of HF in patients with CAD after CABG

Recommendations for diagnostics and therapy of gastrointestinal stromal tumors (GIST) in 2008

Nowotwory podścieliskowe przewodu pokarmowego (gastrointestinal stromal tumors – GIST) są najczęstszymi nowotworami pochodzenia mezenchymalnego w obrębie przewodu pokarmowego. Nowotwory te, dzięki postępom w diagnostyce patologiczno-molekularnej, powszechnie rozpoznawane są dopiero od kilku lat. W pracy przedstawiono zalecenia dotyczące diagnostyki i terapii tych nowotworów, opracowane na podstawie danych naukowych oraz doświadczenia ekspertów, które są powszechnie akceptowane i warte rekomendacji. Nadekspresja błonowego receptora KIT, będąca następstwem mutacji protoonkogenu KIT, jest wysoce specyficzna dla GIST, i możliwa do wykrycia metodami immunohistochemicznymi (CD117) w preparatach histopatologicznych z guza, stanowiąc najważniejsze kryterium w jego diagnostyce mikroskopowej i wskazaniach do leczenia drobnocząsteczkowymi inhibitorami kinaz tyrozynowych. W każdym przypadku zalecane jest przesłanie materiału do badań molekularnych (w celu analizy mutacji KIT i PDGFRA). Radykalne leczenie operacyjne jest nadal najskuteczniejszą metodą leczenia pierwotnych GIST, jednakże nowotwór ten cechuje duży potencjał nawrotowości. W przypadkach zmian nieoperacyjnych/rozsianych leczeniem z wyboru jest zastosowanie inhibitora kinaz tyrozynowych – imatinibu, leku, który stanowi pierwsze efektywne leczenie systemowe w zaawansowanym GIST CD117(+). Zalecana dawka początkowa powinna wynosić 400 mg raz dziennie (800 mg dziennie w przypadku mutacji w eksonie 9 KIT). Monitorowanie leczenia musi opierać się na powtarzanym badaniu tomografii komputerowej jamy brzusznej, z uwzględnieniem zmian wielkości i gęstości. W przypadku progresji zaleca się zwiększenie dawki imatinibu do 800 mg na dobę, a w przypadku braku skuteczności zastosowanie sunitynibu w dawce początkowej 50 mg dziennie. Obecnie trwają badania kliniczne nad ustaleniem roli leczenia chirurgicznego w skojarzeniu z imatinibem oraz skuteczności innych leków celowanych molekularnie w przypadku występowania oporności w czasie leczenia imatinibem. Dostępne dane odnośnie leczenia uzupełniającego wskazują na poprawę przeżyć wolnych od nawrotu, ale wpływ tej strategii na przeżycia całkowite i optymalna długość czasu leczenia są nadal przedmiotem badań. Przedstawione zasady postępowania diagnostyczno-terapeutycznego powinny być praktycznie wprowadzane przez lekarzy zajmujących się chorymi na GIST w Polsce. Zaleca się rejestrowanie przypadków chorych na GIST w ramach narodowego Rejestru Klinicznego ([email protected]) oraz standardowe leczenie chorych w wielodyscyplinarnych zespołach, mających doświadczenie w terapii GIST i włączanie nowych przypadków GIST do prospektywnych badań klinicznych.Gastrointestinal stromal tumors (GIST) are the most common mesenchymal tumors of gastrointestinal tract. Advances in the understanding of the molecular mechanisms of GIST pathogenesis have resulted for last years in the emerging of GIST as a distinct sarcoma entity. The paper describes guidelines for diagnostics and therapy of these tumors based on scientific basis and experts’ experience, which are commonly accepted and worth to recommend. Overexpression of KIT receptor, as a consequence of mutation of protooncogene KIT, is highly specific for GIST and enable for detection by immunohistochemistry staining (CD117) in tumor specimens. It is the most important criterion in microscopic diagnostics and indications for treatment with small-molecule tyrosine kinas inhibitors. Sending material for molecular analysis is strongly recommended (for KIT and PDGFRA genotyping). Radical surgery is still the mainstay treatment for primary, localized, resectable GISTs, although high percentages of the patients after potentially curative operations develop recurrent or metastatic disease. In inoperable/metastatic lesions the treatment of choice is tyrosine kinase inhibitor – imatinib mesylate – the first effective systemic therapy in advanced CD117(+) GIST. Recommended initial dose should be 400 mg daily (800 mg for exon 9 KIT mutants). Monitoring of the therapy should be based on serial computed tomography imaging of abdominal cavity with the assessment of changes of tumor size and density. In case of disease progression the increase of imatinib dose to 800 mg daily is recommended and if further progression exists – sunitinib in the initial dose 50 mg daily should be introduced. Clinical trials evaluating the role of surgery in combination of imatinib and the efficacy of other molecular targeted drugs in resistant cases are ongoing. Existing data indicate beneficial role of adjuvant imatinib therapy in terms of relapse-free survival, but the impact of this policy on overall survival, optimal duration of adjuvant therapy and criteria for its implementation are currently investigated. Presented recommendations for diagnostics and therapy of GIST should be practically implemented by physicians involved in management of GIST patients in Poland. The including GIST cases in national Clinical Registry ([email protected]) and standard treatment of patients in multidisciplinary team with expertise in GIST therapy, as well as enrollment of new cases to prospective clinical trials, are recommended

Molecular Characterization and Patient Outcome of Melanoma Nodal Metastases and an Unknown Primary Site

Background Melanoma of unknown primary site (MUP) is not a completely understood entity with nodal metastases as the most common first clinical manifestation. The aim of this multicentric study was to assess frequency and type of oncogenic BRAF/NRAS/KIT mutations in MUP with clinically detected nodal metastases in relation to clinicopathologic features and outcome. Materials and Methods We analyzed series of 103 MUP patients (period: 1992-2010) after therapeutic lymphadenectomy (LND): 40 axillary, 47 groin, 16 cervical, none treated with BRAF inhibitors. We performed molecular characterization of BRAF/NRAS/KIT mutational status in nodal metastases using direct sequencing of respective coding sequences. Median follow-up time was 53 months. Results BRAF mutations were detected in 55 cases (53 %) (51 V600E, 93 %; 4 others, 7 %), and mutually exclusive NRAS mutations were found in 14 cases (14 %) (7 p.Q61R, 4 p.Q61K, 2 p.Q61H, 1 p.Q13R). We have not detected any mutations in KIT. The 5-year overall survival (OS) was 34 %; median was 24 months. We have not found significant correlation between mutational status (BRAF/NRAS) and OS; however, for BRAF or NRAS mutated melanomas we observed significantly shorter disease-free survival (DFS) when compared with wild-type melanoma patients (p = .04; 5-year DFS, 18 vs 19 vs 31 %, respectively). The most important factor influencing OS was number of metastatic lymph nodes >1 (p = .03). Conclusions Our large study on molecular characterization of MUP with nodal metastases showed that MUPs had molecular features similar to sporadic non-chronic-sun-damaged melanomas. BRAF/NRAS mutational status had negative impact on DFS in this group of patients. These observations might have potential implication for molecular-targeted therapy in MUPs

Zasady postępowania diagnostyczno-terapeutycznego u chorych na nowotwory podścieliskowe przewodu pokarmowego (GIST) w 2010 roku

Gastrointestinal stromal tumors (GIST) are the most common mesenchymal tumors of gastrointestinal tract. Advances in the understanding of the molecular mechanisms of GIST pathogenesis have resulted for last years in the emerging of GIST as a distinct sarcoma entity. The paper describes guidelines for diagnostics and therapy of these tumors based on scientific basis and experts&#8217; experience, which are commonly accepted and worth to recommend. Overexpression of KIT receptor, as a consequence of mutation of protooncogene KIT, is highly specific for GIST and enable for detection by immunohistochemistry staining (CD117) in tumor specimens. It is the most important criterion in microscopic diagnostics and indications for treatment with small-molecule tyrosine kinas inhibitors. Sending material for molecular analysis is strongly recommended (for KIT and PDGFRA genotyping). Radical surgery is still the mainstay treatment for primary, localized, resectable GISTs, although high percentages of the patients after potentially curative operations develop recurrent or metastatic disease. In inoperable/ /metastatic lesions the treatment of choice is tyrosine kinase inhibitor &#8212; imatynib mesylate &#8212; the first effective systemic therapy in advanced CD117(+) GIST. Recommended initial dose should be 400 mg daily (800 mg for exon 9 KIT mutants). Monitoring of the therapy should be based on serial computed tomography imaging of abdominal cavity with the assessment of changes of tumor size and density. In case of disease progression the increase of imatynib dose to 800 mg daily is recommended and if further progression exists &#8212; sunitinib in the initial dose 50 mg daily should be introduced. Clinical trials evaluating the role of surgery in combination of imatynib and the efficacy of other molecular targeted drugs in resistant cases are ongoing. Existing data indicate beneficial role of adjuvant imatynib therapy in terms of relapse-free survival, especially in group of patients with significant risk of relapse. Presented recommendations for diagnostics and therapy of GIST should be practically implemented by physicians involved in management of GIST patients in Poland. The including GIST cases in national Clinical Registry (http://gist.coi.waw.pl) and standard treatment of patients in multidisciplinary team with expertise in GIST therapy, as well as enrollment of new cases to prospective clinical trials, are recommended. Onkol. Prak. Klin. 2010; 6, 4: 181&#8211;194Nowotwory podścieliskowe przewodu pokarmowego (GIST) są najczęstszymi nowotworami pochodzenia mezenchymalnego w obrębie przewodu pokarmowego. Dzięki postępom w diagnostyce patologiczno-molekularnej powszechnie rozpoznaje się je dopiero od kilku lat. W pracy przedstawiono zalecenia dotyczące diagnostyki i terapii tych nowotworów opracowane na podstawie danych naukowych oraz doświadczenia ekspertów, które są powszechnie akceptowane i warte rekomendacji. Nadekspresja błonowego receptora KIT, będąca następstwem mutacji protoonkogenu KIT, jest wysoce specyficzna dla GIST i możliwa do wykrycia metodami immunohistochemicznymi (CD117) w preparatach histopatologicznych z guza, stanowiąc najważniejsze kryterium w jego diagnostyce mikroskopowej i wskazaniach do leczenia drobnocząsteczkowymi inhibitorami kinaz tyrozynowych. W każdym przypadku zaleca się przesłanie materiału do badań molekularnych (w celu analizy mutacji genów KIT i PDGFRA). Radykalne leczenie operacyjne jest nadal najskuteczniejszą metodą leczenia pierwotnych GIST, jednak nowotwór ten cechuje się dużym odsetkiem nawrotów. W przypadkach zmian nieoperacyjnych/rozsianych leczeniem z wyboru jest zastosowanie inhibitora kinaz tyrozynowych &#8212; imatynibu, leku, który stanowi pierwsze efektywne leczenie systemowe w zaawansowanym GIST CD117(+). Zalecana dawka początkowa powinna wynosić 400 mg raz dziennie (800 mg dziennie w przypadku mutacji w eksonie 9 KIT). Monitorowanie leczenia musi opierać się na powtarzanym badaniu tomografii komputerowej jamy brzusznej z uwzględnieniem zmian wielkości i gęstości. W przypadku progresji zaleca się zwiększenie dawki imatynibu do 800 mg na dobę, a przy braku skuteczności &#8212; zastosowanie sunitynibu w dawce początkowej 50 mg dziennie. Trwają badania kliniczne nad ustaleniem roli leczenia chirurgicznego w skojarzeniu z imatynibem oraz skuteczności innych leków celowanych molekularnie w przypadku występowania oporności w czasie leczenia imatynibem. Dostępne dane dotyczące leczenia uzupełniającego wskazują na poprawę przeżyć wolnych od nawrotu, zwłaszcza u chorych z grupy istotnego ryzyka nawrotu choroby. Przedstawione zasady postępowania diagnostyczno-terapeutycznego powinny być wprowadzane w praktyce przez lekarzy zajmujących się chorymi na GIST w Polsce. Zaleca się rejestrowanie przypadków chorych na GIST w ramach narodowego Rejestru Klinicznego (http://gist.coi.waw.pl) oraz standardowe leczenie chorych w wielodyscyplinarnych zespołach mających doświadczenie w terapii GIST i włączanie nowych przypadków do prospektywnych badań klinicznych. Onkol. Prak. Klin. 2010; 6, 4: 181&#8211;19