Robles Almenta, Alba

Universitat Autònoma de Barcelona. Facultat de Biociències

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CÁNCER	  COLORRECTAL,	  	  Causas	  moleculares	  y	  posibles	  biomarcadores	  para	  el	  diagnos<co	  precoz,	  	  pronós<co	  y	  predicción	  en	  la	  terapia	  contra	  el	  cáncer.	  	  Alba	  Robles	  Almenta	  alba.robles4@gmail.com	  Grado	  en	  Bioquímica-­‐Universidad	  Autónoma	  de	  Barcelona	  Junio,	  2014	  !DCC#TGFβ2R##Β+catenina##Mutación)de)BRAF#)Hipermetilación)MLH1#!Vía)del)fenotipo)metilador5)Hipermetilación)de)promotores)de)genes)de) las)islas)CpG5)Silenciamiento)de)genes)(Vía)epigenética):)inactivación(de(genes(supresores(de(tumores(dando(lugar(a(CIMP.(Vía)de)la)inestabilidad)cromosómica)(CIN):)inactivación(de(genes(supresores((APC,(TP53)(,(activación(de(protooncogenos((KRAS,(BRAF),(18qLOH,(mutaciones(en(TGFβ2R(y(PIK3CA(y(alteraciones(en(la(ruta(Wnt,(SMAD(o(DCC.((Epitelio(normal( Adenoma(tubular(Adenoma(intermedio(Adenoma(avanzado( Adenocarcinoma(BRAF#Vía) de) la) inestabilidad) de)microsatélites) (MSI)5) Sistema)MMR5) Síndrome) de) Lynch:) alteración( de(genes(de(reparación(del(DNA((genes(MLH1,(MSH2.(MSH6,(PMS1,(PMS2).( !!Vías(de(la(carcinogénesis(colorrectal(y(mutaciones(implicadas.((1.	  Estudio	  de	  EGFR	  para	  el	  tratamiento	  con	  Cetuximab	  y	  Panitumumab.	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  !2.	  Estudio	  de	  la	  familia	  RAS	  y	  efectores	  de	  EGFR	  en	  la	  valoración	  de	  la	  respuesta	  al	  tratamiento	  con	  moAbs	  an<-­‐EGFR.	  	  3.	   Estudio	   de	   KLF6	   (factor	   de	   transcripción	   Krüppel)	   como	   biomarcador	   para	   el	  diagnos<co	  precoz.	  	  CONCLUSIONES,	  Terapia	  moAbs	  An<-­‐EGFR	  •  Evaluación	   de	   los	   diferentes	   biomarcadores	   de	   la	   cascada	   de	   señalización	   de	   EGFR	  determinante	   de	   la	   formación,	   proliferación	   y	   progresión	   del	   CCR	   mediante	   un	  mul<análisis	   de	   todos	   los	   efectores	   de	   las	   vías	   implicadas	   (KRAS-­‐RAF-­‐MAPK	   y	   PIK3-­‐PTEN-­‐AKT)	  para	  aumentar	  la	  S	  y	  la	  ES	  en	  las	  pruebas	  de	  cribado,	  así	  como	  la	  predicción	  a	  la	  resistencia	  a	   la	   terapia	  biológica	  mejorando	   las	  decisiones	  terapéuWcas	  en	  este	  Wpo	  de	  tumores.	  	  •  La	   formación	   de	   una	   erupción	   acneiforme	   por	   inhibición	   de	   EGFR	   y	   reducción	   de	   la	  expresión	  de	  proteínas	  del	  citoesqueleto	  (vinculina	  y	  acWnina	  αI)	  indica	  beneﬁcio	  clínico	  del	  tratamiento.	  •  La	   inhibición	   de	   KLF6-­‐V1	   podría	   ser	   una	   buena	   diana	   terapéuWcaà	   inhibición	   de	   la	  proliferación,	  migración	  e	  invasión	  de	  las	  células	  tumorales.	  	  FUTURO	  •  Aumento	  de	   la	   S	  en	  el	   estudio	  de	  mutaciones	  en	  KRAS	   (biomarcador	  negaWvo)	  para	   la	  	  terapia	   individualizada	   del	   CCR	   con	   moAbs	   an<-­‐EGFR	   para	   la	   selección	   de	   pacientes	  CCRm	  que	  puedan	  beneﬁciarse	  de	  dicha	  terapia,	  independientemente	  de	  la	  expresión	  de	  EGFR.	  	  •  Predicción	   de	   la	   respuesta	   al	   tratamiento	   y	   de	   la	   dosis	   necesaria	   de	  moAbs	   anW-­‐EGFR	  basada	  en	  la	  presencia	  de	  una	  erupción	  cutánea.	  	  •  Estudio	  de	  la	  forma	  KLF6	  WT	  y	  de	  KLF6-­‐V1	  como	  marcador	  para	  el	  diagnosWco	  precoz	  del	  CCR	  y	  como	  estudio	  de	  la	  etapa	  en	  la	  que	  se	  encuentra	  el	  tumor.	  INTRODUCCIÓN	  El	  CCR	  corresponde	  a	  todos	  aquellos	  tumores	  ubicados	  en	  el	   intesWno	  grueso.	  Es	  el	  tercer	  Wpo	  de	  cáncer	  más	  común	  en	  el	  mundo	  y	  de	  mayor	  causa	  de	  mortalidad.	  La	  carcinogénesis	  colorrectal	  se	  caracteriza	  por	  una	  inestabilidad	  genómica	  producida	  por	  diferentes	  vías	  que	  da	  lugar	  a	  una	  acumulación	  de	  mutaciones	  en	  protooncogenes	  y	  genes	  supresores	  de	  tumores	  y	   producción	  de	  proteínas	  no	   funcionales	   que	   les	   conﬁeren	   a	   las	   células	   ventajas	   en	   la	   proliferación	   y	   un	   aumento	  de	   la	   supervivencia.	   En	   el	   CCR	   la	   señalización	  mediada	  por	   EGFR	  desencadena	  el	  aumento	  de	  la	  proliferación	  tumoral.	  En	  los	  úlWmos	  años	  se	  están	  uWlizando	  en	  la	  clínica	  los	  anWcancerígenos	  Cetuximab	  y	  Panitumumab,	  moAbs	  que	  Wenen	  como	  diana	  EGFR	   para	   el	   tratamiento	   de	   CCRm.	   El	   objeWvo	   del	   trabajo	   es	   la	   descripción	   de	   las	   bases	   genéWcas	   y	  moleculares	   del	   CCR	   dando	   énfasis	   en	   los	   diferentes	   posibles	   biomarcadores	  moleculares	  que	  podrían	  ser	  úWles	  en	  el	  diagnosWco	  precoz,	  pronósWco	  y	  predicción	  en	  la	  terapia	  contra	  el	  cáncer.	  	  Abreviaciones	  relevantes:	  CIMP:	  feno9po	  me9lador	  de	  islas	  CpG,	  CCR:	  cáncer	  colorrectal,	  CCRm:	  CCR	  metastásico,	  ES:	  especiﬁcidad,	  GCN:	  número	  de	  copias	  del	  gen,	  GI:	  gastrointes9nal,	  S:	  sensibilidad,	  SL:	  Síndrome	  de	  Lynch;	  	  moAbs:	  an9cuerpos	  monoclonales,	  EGRF:	  Epidermal	  growth	  factor	  receptor	  	  	  	  	  Figura	  1:	  Vías	  de	  carcinogénesis	  colorrectal,	  clasiﬁcación	  molecular	  tumoral	  	  y	  origen	  gené9co.	  	  !!!!!!!!!!!!!!!!!! 1"# Verd:# ha# de# proliferar# de#manera# independent# de# factors#mitogènics# externs,# de#manera# constitutiva# i# descontrolada# (una# cèl<lula#normal#no#es#divideix# si# no#hi# ha#mitògens#externs.### 2"#Marró:#ha#de#tenir#la#capacitat#d’evadir#les#senyals#inhibidores#del#creixement.### 3"#Gris:#ha#de#resistir#l’apoptosi.#Una#cèl<lula#normal#si#té#danys#en#el#DNA#els#intentarà#reparar,#però#si#no#ho#aconsegueix#entrarà#en#apoptosi,#però#la#cèl<lula#tumoral#no#ha#d’entrar#en#apoptosi#encara#que#tingui#danys#en#el#DNA.### 4"# Blau:# ha# de# ser# capaç# de# tornar"se# immortal# per# moltes# divisions# que# faci.# Això#s’aconsegueix#amb#mutacions#a#la#telomerasa,#no#entra#en#senescència.###Aquestes#4#competències#es#refereixen#a#la#cèl<lula#tumoral#per#se.###Les#altres#dos#tenen#a#veure#amb#el#procés#de#malignitat:## 5"# Vermell:# ha# de# ser# capaç# de# induir# l’angiogènesi# (capacitat# de# generar# vasos#sanguinis#cap#a#l’interior#del#tumor).#Si#el#tumor#no#s’irriga,#entra#en#hipòxia,#i#la#hipòxia#és#un#senyal#de#mort.### 6"#Negre:#ha#de#tenir#la#capacitat#d’invaïr#i#de#provocar#metàstasi.##!Hanahan, D., and Weinberg, R.A. (2000) The hallmarks of cancer. Cell 100, 57–70. Evasión! de! los!supresores! de!crecimiento! de!crecimiento!Resistencia!a!la!apoptosis!Inducción!angiogénesis! Invasión!y!metástasis!Reproducción! independiente!de! factores! mitogénicos!externos!Capacidad!de!inmortalidad!Hanahan, D., and Weinberg, R.A. (2000) The hallmarks of cancer. Cell 100, 57–70. Figura	  2:	  Esquema	  de	  señalización	  mediada	  por	  EGFR.	  Cuando	  se	  ac9va	  EGFR	  por	  EGF,	  TGF-­‐α,	  AREG,	  EREG,	  β-­‐regulina	  o	  neurregulina,	  la	  señal	  puede	  ir	  por	  la	  vía	  KRAS-­‐BRAF-­‐MAPK,	  PI3K-­‐AKT-­‐PTEN-­‐mTOR	  o	  por	  la	  vía	  STAT.	  El	   65-­‐70%	   de	   casos	   de	   CCR	   sobre	   expresan	   EGFR	   (estadios	   II	   y	   IV).	   Los	   moAbs	   an9-­‐EGFR	   inac9van	   el	  ectodominio	  de	  EGFR	  inhibiendo	  la	  progresión	  celular	  y	  la	  angiogénesis	  y	  aumentando	  la	  apoptosis.	  Existe	  una	  asociación	   entre	   el	   aumento	   de	   GCN	   de	   EGFR	   y	   un	   resultado	   clínico	   posi9vo	   al	   tratamiento.	   Igual	   sucede	  cuando	  hay	  expresión	  de	  altos	  niveles	  de	  mRNA	  de	  los	  ligandos	  de	  EGFR	  (EREG	  y	  AREG)	  en	  pacientes	  KRAS	  WT,	  pudiendo	  servir	  como	  marcadores	  pronós9cos	  para	  la	  terapia	  con	  moAbs	  an9-­‐EGFR.	  	  	  Tabla	  1:	  Mutaciones	  en	  efectores	  de	  EGFR.	  En	  el	  34-­‐45%	  de	  los	  casos	  de	  CCRm	  encontramos	  KRAS	  mutado	  que	  determinará	  la	  ac9vación	  de	  la	  vía	  RAS-­‐RAF-­‐MAPK	  independientemente	  de	  la	  ac9vación	  inducida	  por	  ligando,	   dichos	   pacientes	   no	   se	   beneﬁcian	   de	   la	   terapia	   con	  moAbs	   an9-­‐EGFR.	   Las	  mutaciones	   en	   KRAS	  también	  se	  relacionan	  con	  metástasis	  al	  pulmón	  por	  aumento	  de	  producción	  de	  proteasas	  que	  degradan	  la	  matriz	   extracelular	   y	   promueven	   la	   angiogénesis.	   El	   papel	   de	   BRAF	   se	   debe	   a	   que	   este	   codiﬁca	   por	   una	  Serin-­‐Treonina	  quinasa	  que	  permite	  la	  fosforilación	  y	  ac9vación	  de	  MEK	  y	  ERK	  generando	  un	  aumento	  en	  la	  transcripción	  de	  genes	  que	  promueven	  una	  mayor	  proliferación	  y	   supervivencia	   celulares.	  Ya	  que	   solo	   se	  han	  observado	  mutaciones	  en	  BRAF	  en	  pacientes	  con	  CCR	  esporádico	  y	  no	  en	  SL,	  su	  estudio	  podría	  servir	  para	  dis9nguir	  estos	  dos	  subgrupos	  de	  tumores,	  además	  de	  cómo	  marcador	  pronos9co.	  	  Puntos	  fuertes	  	  • Gran	   canWdad	   de	   estudios	  r e a l i z ado s	   s ob r e	   l a s	   v í a s	  metabólicas	   implicadas	   en	   el	   CCR	  gracias	   a	   los	   cuales	   se	   ha	  encontrado	   la	   terapia	   biológica	  con	  moAbs	  anW-­‐EGFR.	  	  	  Puntos	  débiles	  • S	   de	   las	   pruebas	   de	   cribado:	   caso	   de	   KRAS	  (S=47%)àPosibles	   falsos	   negaWvos	   y	   por	  tanto,	   es	   necesario	   el	   aumento	   de	   S	   en	   los	  métodos	   de	   detección	   de	   mutaciones	   en	  KRAS.	  • Desarrollo	  de	  nuevas	  moléculas	  diana	  para	  el	  tratamiento	   de	   CCR:	   el	   bloqueo	   de	   una	   sola	  molécula	   no	   es	   suﬁciente	   (posible	   acWvación	  de	   vías	   alternaWvas	   y	   no	   bloqueo	   de	   la	  progresión	   tumoral)à	   terapias	   con	  múlWples	  dianas.	  	  	  	  KLF6	  	  (supresor	  tumoral)	  AcWvación	  promotor	  de	  p21	  Interacción	  con	  p53,	  TGFβ1	  y	  ciclina	  D1à	  detención	  del	  ciclo	  celular	  Metástasis	  Proliferación	  celular	  Apoptosis	  KLF6–V1	  Sobre	  expresada	  en	  CCRà	  crecimiento	  tumoral	  Antagoniza	  la	  acWvidad	  transcripcional	  de	  KLF6	  Reducción	  interacción	  ciclina	  D1-­‐CDK4	  Transición	  G1àS	  Progresión	  tumoral:	  aumento	  de	  KLF6-­‐V1.	  	  Estadio	  III:	  desaparece	  KLF6-­‐WT	  BIBLIOGRAFÍA	  RELEVANTE	  	  	  	  	  Duﬄy,	  M.J.,	  Lamerz,	  R.,	  Haglund,	  C.,	  Nicolini,	  A.,	  Kalousová,	  M.,	  Holubec,	  L.	  And	  Sturgeon,	  C.,	  “Tumor	  markers	  in	  colorectal	  cancer,	  gastric	  cancer	  and	  gastrointes9nal	  stromal	  cancers:	  European	  group	  on	  tumor	  markers	  2014	  guidelines	  update”,	  Int.	  J.	  Cancer:	  134(11):2513-­‐22,	  VC	  2013	  UICC.	  	  Hernández-­‐Losa,	  J.,	  Sanz,	  J.,	  Landolﬁ	  S.,	  López-­‐Ríos,	  F.,	  Palacios,	  J.,	  Bau<sta,	  M.,	  Díaz-­‐Rubio,	  E.,	  Tabernero,	  J.,	  García	  Foncillas,	  J.,	  Ramón	  y	  Cajal,	  S.,	  “Recomendaciones	  para	  la	  determinación	  de	  mutaciones	  de	  K-­‐RAS	  en	  cáncer	  de	  colon”,	  Rev	  Esp	  Patol,	  45(2):76-­‐85,	  2012	  (Figura	  2)	  Tian,	  S.,	  Simon,	  I.,	  Moreno,	  V.,	  Roepman,	  P.,	  Tabernero,	  J.,	  Snel,	  M.,	  Veer	  van’t,	  L.,	  Salazar,	  R.,	  Bernards,	  R.	  and	  Capella,	  G.,	  “A	  combined	  oncogenic	  pathway	  signature	  of	  BRAF,	  KRAS	  and	  PI3KCA	  muta9on	  improves	  colorectal	  cáncer	  classiﬁca9on	  and	  cetuximab	  treatment	  predic9on”,	  Gut,	  62:	  540-­‐549,	  2013	  	  Andreoli,	  V.,	  Gehrau,	  R.	  and	  Bocco,	  J.L.,	  “Biology	  of	  Krüppel-­‐Like	  Factor	  6	  Transcrip9onal	  Regulator	  in	  Cell	  Life	  and	  Death”,	  Life,	  62(12):	  896-­‐905,	  2010.	  	  Borràs	  Flores,	  E.,	  “Estudi	  de	  variants	  de	  signiﬁcat	  desconegut	  en	  la	  síndrome	  de	  Lynch”,	  Tesis	  Doctoral,	  Universitat	  de	  Barcelona,	  2012	  (Figura	  1)	  Tetreault,	  M.,	  Yang,	  Y.	  and	  Katz,	  J.,	  “Krüppel-­‐like	  factors	  in	  cancer”,	  Nature	  Reviews	  Cancer	  13,	  701-­‐713,	  2013	  

Cáncer colorrectal : causas moleculares y posibles biomarcadores para el diagnóstico precoz, pronóstico y predicción en la terapia contra el càncer

http://ddd.uab.cat/pub/tfg/2014/123585/TFG_albaroblesalmenta.pdf

Cáncer colorrectal : causas moleculares y posibles biomarcadores para el diagnóstico precoz, pronóstico y predicción en la terapia contra el càncer

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