Polimorfizm genu SIPA1 jako potencjalny marker prognostyczny w nieoperacyjnym raku płuca.

Transkrypt

1 Polimorfizm genu SIPA1 jako potencjalny marker prognostyczny w nieoperacyjnym raku płuca. Dr n. med. Agnieszka Gdowicz-Kłosok Centrum Badań Translacyjnych i Biologii Molekularnej Nowotworów

2 When a plant goes to seed, its seeds are carried in all directions; but they can only live and grow if they fall on congenial soil. While many researchers have been studying the seeds, the properties of the soils may reveal valuable insights into the metastatic peculiarities of cancer cases. Stephen Paget 1889

3 Isaiah Fidler, D.V.M., Ph.D., Photo: Wyatt McSpadden

4 TEORIA DIASPORY KOMÓRKI NOWOTWOROWE KOMÓRKI GOSPODARZA CZYNNIKI OBECNE W PŁYNACH USTROJOWYCH (EGZOSOMY, CYTOKINY, HORMONY ITD.) The cancer diaspora: Metastasis beyond the seed and soil hypothesis. Pienta KJ, Robertson BA, Coffey DS, Taichman RS. Clin Cancer Res Nov 1;19(21): doi: / CCR Epub 2013 Oct 7.

5 KASKADA PRZERZUTOWANIA GUZ PIERWOTNY KOLONIZACJA I PROLIFERACJA W ORGANIE DOCELOWYM INWAZJA WNIKANIE DO KRWIOOBIEGU WYNACZYNIENIE W TKANCE DOCELOWEJ

6 1. Wykształcenie komórek o agresywnym fenotypie, zdolnych do ekspansji 2. Odpowiednie warunki samoodnawianie się, mobilność, zdolność do przeżycia poza guzem pierwotnym. 3. Mikrośrodowisko angiogeneza, lokalne stany zapalne. 4. Inwazja EMT czyli utrata adhezji, nabycie zdolności migracji 5. Przeżycie w krwioobiegu asocjacja płytek krwi, zatory naczyń krwionośnych 6. Współdziałanie komórek gospodarza w tworzeniu przerzutu mobilizacja progenitorowych kom. hematopoetycznych 7. Tropizm kom. nowotworowych, poszukiwanie organu docelowego 8. Wynaczynienie i przemodelowanie naczyń krwionośnych 9. Mikroprzerzut czas życia utajonego 10. Kolonizacja miejsca docelowego angiogeneza, lokalne stany zapalne 11. Pełna kolonizacja aktywacja organospecyficznych czynników, nieograniczony podział, Cancer metastasis: building a framework Gupta GP, Massagué J. Cell Nov 17;127(4):679-95

7 KOMÓRKA NOWOTWOROWA Wewnątrzkomórkowa supresja Genetyczna i epigenetyczna niestabliiność MIROŚRODOWISKO bariery zewnętrzne CHEMICZNE ROS, hipoksja, niskie ph FIZYCZNE Błona podstawna, ciśnienie śródmiąższowe, siły rozciągające BIOLOGICZNE Inhibitory cytokin, ukł. immunologiczny, białka macierzy zewnątrzkomórkowej Cancer metastasis: building a framework Gupta GP, Massagué J. Cell Nov 17;127(4):679-95

8 1. Komórki nowotworowe wydzielają TGFα parakrynny aktywator wzrostu guza i aktywator angiogennych kom. endotelialnych 2. W obu typach komórek dochodzi do silnej ekspresji EGFR i VEGFA, co wzmacnia sygnał promujący angiogenezę 3-5. VEGFA jest sinym chemoatraktantem dla makrofagów, które wydzielają VEGF. VEGF wiąże się z VEGF-3 obecnym na powierzchni limfoidalnych kom.endotelialnych, co stymuluje limfoangiogenezę. 6. TGFα, wytwarzane przez komórki nowotworowe działa na miofibroblasty aktywując produkcje MMP. Metaloproteinazy degradują macierz międzykomórkową. The seed and soil hypothesis revisited--the role of tumor-stroma interactions in metastasis to different organs. Langley RR, Fidler IJ. Int J Cancer Jun 1;128(11): doi: /ijc Epub 2011 Mar 25.

9 Hamowanie reakcji immunologicznych przez uwalnianie immunosupresyjnych cytokin np. TGFβ, IL-10, and IL-23. Rekrutacja limfocytów Treg CAFs fibroblasty związane z nowotworem promują wzrost, inwazyjność, angiogenezę przez rekrutację prekursorowych komórek środbłonka naczyń krwionośnych z krwiobiegu Rekrutacja makrofagów, które wydzielają parakrynowe czynniki wzrostu Oporność na sygnały śmierci ucieczka przed ścieżką anoiksis Wykorzystywanie płytek krwi jako tarcz Cancer metastasis: building a framework Gupta GP, Massagué J. Cell Nov 17;127(4):679-95

10 GUZ PIERWOTNY Tropizm tkankowy KRĄŻĄCE KOMÓRKI NOWOTWOAROWE KOŚCI PŁUCA MÓZG CZYNNIKI TKANKOWOSPECYFICZNE Komórki szpiku kostnego. Wynaczynienie w kapilarach płuc. Pokonanie bariery krew-mózg. Czynniki aktywujące osteoklasty. Specyficzne chemo i cytokiny. Interakcje z kom. glejowymi. Cancer metastasis: building a framework Gupta GP, Massagué J. Cell Nov 17;127(4):679-95

11 Inwazja i kolonizacja organu docelowego Komórki nowotworowe rearanżuja własną błonę komórkową, dochodzi do ekspresji specyficznych receptorów łączących się ligandami w macierzy zewnątrzkomórkowej tkanki docelowej. Mogą wydzielać także czynniki modyfikujące macierz tj. proteazy, co ułatwia inwazję i kolonizację. Komórki metastazy wydzielają czynniki wzrostu oddziałujące na mikrośrodowisko tkanki docelowej. Osteolityczny przerzut do kości (rak piersi) Obecność komórek nowotworowych zwiększa aktywność osteoklastów, co powoduje syntezę cytokin TGFβ i IGF, które, uwalniane w trakcie osteolizy promują aktywność osteoklastów (pozytywne sprzężenie zwrotne - błędne koło osteolitycznych przerzutów do kości). Hamowanie wydzielania PTHrP i IL11 (czynniki szlaku różnicowania się osteoblastów) Osteoblastyczny przerzut to kości (rak prostaty) Wydzielanie dużych ilości osteopontyny (inhibitor RANKL) co osłabia reakcje osteoklastów, wydziela czynniki promujące różnicowanie się osteoblastów. Cancer metastasis: building a framework Gupta GP, Massagué J. Cell Nov 17;127(4):679-95

12

13 MODEL PROGRESJI MODEL PRZEJŚCIOWEJ KOMPARTYMENTACJI Niestabilność genetyczna PRZERZUT Czynniki epigenetyczne Guz pierwotny Przerzut MODEL FUZJI MODEL TRANSFERU GENÓW Połączenie w guzie pierwotnym Guz pierwotny Wolne DNA guza pierwotnego Kom. macierzyste Nabłonkowa kom. nowotworowa Kom. ukł.limfatycznego Przerzuty tworzone przez hybrydy Wędrówka DNA do organu docelowego Mechanisms of metastasis Hunter KW, Crawford NP, Alsarraj J. Breast Cancer Res. 2008;10 Suppl 1:S2. doi: /bcr1988

14 MODEL WCZESNEJ ONKOGENEZY Wczesne mutacje somatyczne Nadekspresja genów pro-przerzutowych WYSOKI POTENCJAŁ PRZERZUTOWANIA NISKI POTENCJAŁ PRZERZUTOWANIA Ekspresja genów pro-przerzutowych zahamowana Mechanisms of metastasis Hunter KW, Crawford NP, Alsarraj J. Breast Cancer Res. 2008;10 Suppl 1:S2. doi: /bcr1988

15 MODEL PREDYSPOZYCJI GENETYCZNYCH Nadekspresja genów pro-przerzutowych Genotyp wysokie ryzyko WYSOKI POTENCJAŁ PRZERZUTOWANIA Rozwój i wzrost guza pierwotnego Polimorfizm linii zarodkowej NISKI POTENCJAŁ PRZERZUTOWANIA Genotyp niekie ryzyko Ekspresja genów pro-przerzutowych zahamowana Mechanisms of metastasis Hunter KW, Crawford NP, Alsarraj J. Breast Cancer Res. 2008;10 Suppl 1:S2. doi: /bcr1988

16 Germ line polymorphism in metastatic progression. Hunter KW, Crawford NP. Cancer Res Feb 1;66(3):1251-4

17 GEN SIPA 1 (signal-induced proliferation-associated 1) - Gen zlokalizowany na dłuższym ramieniu chromosomu 11, w pozycji Złożony z 20 eksonów. - Indukowane mitogenami białko aktywujące GTPazę (GAP) - Podstawowa funkcja regulowanie aktywności białek Rap1 i Rap2 (GTPazy należące do nadrodziny Ras) 11q13.3 Białko SIPA 1 bierze udział w : Hamowaniu cyklu komórkowego Zmianach adhezji komórek nowotworowych Modyfikowaniu zdolności migracji (modulacja potencjału przerzutowania)

18 Polimorfizmy genu SIPA1 modulują ryzyko zachorowania, korelują z potencjałem przerzutowania oraz wpływają na całkowity czas przeżycia u chorych z rakiem piersi.

19 Dlaczego polimorfizm w promotorze genu SIPA1-313 (rs931127)? region promotorowy = polimorfizm funkcjonalny stosunkowo często występujący w populacji doniesienia literaturowe

20 CHARAKTERYSTYKA GRUPY BADANIEJ N (%) ZGONY MST p wiek (w momencie diagnozy) < (50.4) (49.6) płeć kobiety 113 (32.2) mężczyźni 238 (67.8) histologia rak płaskonabłonkowy 217 (61.8) gruczolakorak 62 (17.7) NSCLC-NOS 72 (20.5) stopień zaawansowania I-II 30 (8.5) IIIA 114 (32.5) IIIB 146 (41.6) IV 61 (17.4) < 1x10-5 ECOG/Zubrod 0 96 (27.4) (65.5) (7.1) palenie niepalący 21 (6.0) palący 330 (94.0) paczkolata < (47.0) (53.0) Ilość cykli chemoterapii (33.0) do 2 50 (14.2) do (44.4) do 6 29 (8.4) < 1x10-5 radioterapia - dawka w Gy < (33.0) (47.0) < 1x10-5

21 PRAWDOPODOBIEŃSTWO PRZEŻYCIA W analizie jednoczynnikowej nie wykazano statystycznie znamiennych różnic w długości całkowitego czasu przeżycia i czasu przeżycia wolnego od wznowy u pacjentów z różnymi genotypami SIPA Rozkład częstości genotypów SIPA1-313 w badanej populacji. LATA Estymator Kaplan a-meier a zależność czasu przeżycie od genotypu SIPA1-313 dla wszystkich badanych pacjentów chorych na niedrobnokomórkowego raka płuca. The SIPA1-313A>G polymorphism is associated with prognosis in inoperable non-small cell lung cancer Gdowicz-Kłosok A Giglok M, Drosik A, Suwiński R, Butkiewicz D. Tumour Biol Feb;36(2): doi: /s Epub 2014 Oct 29

22 OS-całkowity czas przeżycia; PSF-czas przeżycia wolny od wznowy (wznowa lokalna i przerzuty) MST- mediana całkowitego czasu przeżycia, MPFS-mediana PFS (miesiące) p a Cox p value ; HR b współczynnik ryzyka po uwzględnieniu wieku, płci, stanu ogólnego, stadium zaawansowania klinicznego, typu histologii, palenia, zastosowanej dawki chemioterapii i dawki promieniowania The SIPA1-313A>G polymorphism is associated with prognosis in inoperable non-small cell lung cancer Gdowicz-Kłosok A Giglok M, Drosik A, Suwiński R, Butkiewicz D. Tumour Biol Feb;36(2): doi: /s Epub 2014 Oct 29

23 Model wstecznej regresji krokowej dla czasu przeżycia wolnego od wznowy. The SIPA1-313A>G polymorphism is associated with prognosis in inoperable non-small cell lung cancer Gdowicz-Kłosok A Giglok M, Drosik A, Suwiński R, Butkiewicz D. Tumour Biol Feb;36(2): doi: /s Epub 2014 Oct 29

24 Indywidualna sylwetka genetyczna ma znaczący wpływ na potencjał przerzutowania. Wyniki naszych wstępnych badań wskazują na rolę genotypu genu SIPA1-313 jako potencjalnego markera prognostycznego związanego z progresją w nieoperacyjnym, niedrobnokomórkowym raku płuca. Plany: Zwiększenie populacji badanych chorych Analiza znaczenia polimorfizmu SIPA1 w innych typach nowotworów Włączenie testów funkcjonalnych Stworzenie sygnatury genotypowej genów związanych z procesem przerzutowania

25 Dr hab. Marek Rusin Dr. hab. Dorota Butkiewicz Mgr inż. Małgorzata Krześniak Mgr inż. Artur Zajkowicz Iwona Matuszczyk Dr n. med. Anna Drosik Lek. med Monika Giglok Prof. dr hab. Rafał Suwiński DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ projekt finansowany z grantu NCN nr 2012/05/B/NZ5/01905