En el Congreso realizado por la Sociedad Americana de Oncólogia Clínica (ASCO), en la ciudad de Chicago, Illinois, se trataron varias ponencias, entre las que resalta los Biomarcadores en cáncer colorrectal.
La presencia de un marcador tumoral por arriba del nivel normal puede indicar la existencia de una enfermedad neoplásica maligna. Son potencialmente útiles en el tamizaje para el diagnóstico temprano (marcadores diagnósticos), la determinación del pronóstico (marcadores pronósticos) y la predicción de la eficacia del tratamiento (marcadores predictivos).
El objetivo de todo biomarcador es la obtención de resultados clínicos favorables que permitan aumentar el periodo libre de enfermedad, incrementar la supervivencia y mejorar la calidad de vida.
Hasta el día de hoy se continúan investigando múltiples marcadores tumorales en el cáncer colorrectal (CCR), y representa una área en continuo desarrollo y crecimiento. Sin embargo, a pesar de haberse estudiado múltiples marcadores tumorales en el CCR, tanto la ausencia en sensibilidad como de especificidad puede llegar a limitar la utilización sistemática de los marcadores actuales.
Con la evolución reciente de la secuenciación de genes, el diagnóstico molecular, y las terapias dirigidas, el tratamiento del cáncer está comenzando a pasar del enfoque de “prueba y error” tradicional a una posición que implica un enfoque personalizado.
Existe claramente una necesidad de contar con marcadores predictivos sólidos e independientes que puedan identificar a aquellos subgrupos de pacientes que se beneficien de las diferentes opciones de tratamiento; esto con el objetivo de predecir prospectivamente la respuesta o resistencia a terapias, o bien, para identificar a los pacientes que son propensos a desarrollar efectos secundarios graves a tratamientos específicos. En consecuencia, en los últimos años una gran cantidad de investigación se ha dedicado al estudio de nuevos marcadores predictivos/pronósticos, sin embargo para asegurar que un biomarcador sea clínicamente útil se requiere de evidencia derivada de múltiples estudios independientes, que de modo ideal debe incluir también estudios prospectivos.
Introducción
Los tumores gastrointestinales son la segunda causa de muerte relacionada con cáncer en
EE.UU. En 2014, el estimado fue de 147,260 muertes entre hombres y mujeres. Además, es el segundo cáncer diagnosticado con mayor frecuencia en EE.UU., con 289,610 nuevos casos en 2014. Debido a esto, se ha vuelto de primordial importancia el desarrollo de biomarcadores en los tumores gastrointestinales.
Se puede definir biomarcador como cualquier característica que es objetivamente medida y evaluada como un indicador de procesos biológicos normales, procesos patogénicos o de respuestas farmacológicas a intervenciones terapéuticas. En cáncer, los biomarcadores pueden ser:
• Diagnósticos: Establecen definitivamente la presencia de cáncer.
• Pronósticos: Predicen el probable desenlace del cáncer independientemente del tratamiento.
• Predictivos: Establecen la probabilidad de respuesta favorable o desfavorable ante un tratamiento específico.
El tratamiento guiado por biomarcadores tiene el potencial de individualizar el plan de tratamiento, si cumple con las siguientes características:
– Eficacia: concentran las intervenciones terapéuticas en los pacientes con mayor probabilidad de beneficiarse.
– Seguridad: identifican a los pacientes con probabilidad de experimentar respuestas desfavorables (por ejemplo: eventos adversos).
– Eficiencia: evitan tratar pacientes sin probabilidad de beneficiarse o en quienes probablemente el tratamiento provoque resultados negativos.
Cuando ocurre alguna alteración en las vías de señalización normales de las células (como crecimiento celular o angiogénesis), aparece un potencial oncogénico en esa célula, por lo que la identificación de biomarcadores dentro de estas vías de señalización puede ayudar en la detección, el diagnóstico y el tratamiento del cáncer.
Cáncer colorrectal
En varias de las neoplasias malignas del tubo digestivo, las alteraciones en los biomarcadores corresponden al tipo de sobreexpresión o amplificación. Sin embargo, en el CCR existen diversos biomarcadores mutados que están involucrados en el proceso, lo que significa que la proteína normal sufrió algún cambio al momento de la transcripción o expresión, debido a algún cambio en la secuencia de ADN, provocando un mal funcionamiento o un cambio en su función, principalmente en proteínas de las familias RAS, BRAF, PI3K o EGFR.
La incidencia de mutaciones de la familia RAS es de aproximadamente 50% en pacientes con CCR metastásico, la mayoría en el exón 2. Las prevalencias de mutaciones en PI3K y EGFR son similares, de aproximadamente 12%.
De manera similar a otros cánceres, la patogénesis del CCR se debe a múltiples anormalidades genéticas. Actualmente se sabe que la inestabilidad cromosómica está fuertemente asociada con la patogénesis de este tipo de neoplasia en algún punto de su largo proceso de desarrollo, durante el cual se acumulan daños debido a deficiencias en la reparación del ADN.
Uno de los genes que se afectan en las etapas más tempranas del proceso es el adenomatous poluposis coli (APC), posteriormente aparecen otras alteraciones en vías como RAS o MET.
MET en modelos de CCR
MET activa varias vías de señalización tumoral para influenciar la progresión, proliferación, supervivencia y migración celular.
Los resultados de una serie de experimentos realizados con líneas celulares específicas (in vitro) que expresan MET silvestre y MET mutado en el CCR. En un experimento in vitro se observó que en las líneas celulares tumorales con MET mutado presentaron mayor proliferación de células tumorales. En otro experimento, en donde se realizó un xenoinjerto en ratones, a quienes transfectaron células de CCR, los ratones con MET mutado presentaron un crecimiento tumoral más agresivo comparado con aquellos con MET tipo silvestre.
Señalización EGFR
EGFR es una proteína que comparte la vía de señalización con HER2, uniéndose con EGF y activando otra vías clásicas que incluyen conversión, fosforilación y activación de los miembros de la familia RAS/RAF, que posteriormente activarán río abajo la vía MAP-cinasa (MAPK) causando proliferación, angiogénesis, invasión y metástasis.
EGFR tiene una estructura proteica que se puede considerar común, pero en cierta manera es única. A diferencia de HER2, EGFR no requiere de una fosforilización inicial para tener una actividad catalítica completa, y su relación estructura-función también es diferente, por ejemplo, con EGFR el complejo ligando-unión no es requerido; sin embargo, para lograr la dimerización se necesita un modelo de activación, por lo que se une a ligandos externos que activan otras vías de señalización no relacionadas con la fosforilación intrínseca.
En estudios in vivo, la expresión de receptores EGF (EGFR) tiene un importante impacto en el desarrollo de pólipos en etapas pre cancerígenas. Cuando EGRF se expresa de manera normal produce mayor número de pólipos pre cancerígenos, y cuando la expresión de EGFR está disminuida existe 10 veces menos producción de pólipos. Esto sugiere que EGFR tiene, potencialmente, un importante papel en la etapa temprana del desarrollo del CCR.
Señalización RAS/RAF
Cuando analizamos la vía RAS/RAF, podemos concluir que es un importante efector, que ejerce su papel sobre otros mediadores de múltiples vías de señalización, como MET, HER2 y EGFR.
La activación de RAS está regulada a través de mecanismos que incluyen la hidrólisis y fosforilación de GTP y GDP. Cuando la regulación favorece la unión de GTP con RAS, provoca un estado de activación de RAS y consecuentemente de las vías de señalización cascada abajo.
Estructura RAS/RAF
Cuando se analiza la estructura cristalizada del dominio cinasa de RAS, se puede observar que en todas sus isoformas existe un alto grado de conservación. Sin embargo, destaca una zona de la proteína que no participa en su función ni en la señalización, pero cuando aparecen mutaciones en esta zona, la proteína presenta una mayor propensión de ser activada.
Estas mutaciones en RAS son estudiadas en diferentes modelos.
Los resultados de un estudio en ratones, indicando que las mutaciones activas de NRAS conllevan a una mayor proliferación celular tumoral en comparación con el control. En los ratones con mutaciones NRAS activado se presentó un mayor índice de crecimiento tumoral, sugiriendo un importante papel de RAS en la patogénesis de CCR.
Señalización PI3K
PI3K es un efector río abajo de la cascada de señalización de la vía AKT (relacionado con las vías de EGFR, MET y Her2), causando supervivencia celular, proliferación celular, sínstesis de proteínas y metabolismo. PI3K es una cinasa que difiere de otros blancos de fosforilación de tirosinas, ya que PI3K se fosforila en los sitios de serina y treonina, además, tiene una importante regulación negativa con la proteína PTEN, el cual es un supresor tumoral. Por lo tanto, la activación de PTEN inhibe la actividad de PI3K.
PI3K posee múltiples diferencias en el tipo de su relación estructura-función. Tiene diversas unidades con actividad catalítica y la mayoría de las mutaciones ocurren dentro de un subtipo específico, dentro del dominio proteico P110-?. Estas mutaciones tienden a conservarse en áreas muy específicas del ADN, que afectan a las áreas de proteínas que sirven de unión, interactúan con ligandos y otros efectores de la vía y que son necesarias para su activación.
En el estudio in vitro, se observó que las células de CCR con mutación PI3K tienen un fenotipo más agresivo, mayor proliferación celular y, por lo tanto, mayor probabilidad de crecimiento tumoral. En el modelo murino (in vivo), los ratones transfectados con clonas mutadas tuvieron mayor pérdida de peso comparados con los ratones transfectados con células tumorales con PI3K silvestre. Este estudio demostró que PI3K mutado es un marcador indirecto de actividad tumoral.
Mutación de BRAF como marcador pronóstico
Los pacientes con BRAF silvestre, presentan mejores resultados en los análisis de supervivencia, comparados con pacientes con BRAF mutado. Este estudio demuestra el potencial pronóstico que tiene la determinación de mutaciones BRAF como marcador en CCR.
Pruebas diagnósticas in vitro
La identificación de biomarcadores puede ayudar en el desarrollo de pruebas diagnósticas in vitro (IVD). De acuerdo con la definición de la FDA, un IVD es: “un reactivo, instrumento o sistema para ser utilizado en el diagnóstico de una enfermedad u otras condiciones, incluyendo la determinación del estado de salud, con la finalidad de curar, mitigar, tratar o prevenir la enfermedad o sus secuelas”.
Los aparatos diagnósticos de acompañamiento in vitro (IVCDD – In vitro Companion Diagnostic Devices) son instrumentos para el diagnóstico in vitro que proveen información esencial para la seguridad y el uso efectivo de un producto terapéutico correspondiente.
Los IVCDD in vitro permiten:
• Determinar los pacientes más probables de beneficiarse de un producto terapéutico
• Determinar los pacientes más probables de experimentar eventos adversos de un producto terapéutico
• Monitorizar la respuesta para determinar si es necesario un ajuste en el producto terapéutico por su eficacia y/o seguridad.
Varios de los biomarcadores tienen pruebas diagnósticas in vitro para las patologías gastrointestinales y están actualmente aprobados por la FDA para su uso rutinario.
En los tests diagnósticos in vitro para las patologías gastrointestinales se utilizan varias plataformas tecnológicas destacando:
• Inmunohistoquímica.
• Hibridación fluorescente in situ.
• Reacción en cadena de la polimerasa en tiempo real.
Conclusiones
• Los biomarcadores facilitan el proceso de escrutinio y diagnóstico, y son un importante apoyo para la elaboración de planes de tratamiento apropiados para cada paciente.
– Las pruebas de biomarcadores son necesarias para un uso apropiado y seguro de tratamientos farmacológicos.
– Los biomarcadores son un apoyo cada vez más relevante en la determinación del pronóstico del paciente y por tanto en el desarrollo de tratamientos individualizados.
• Actualmente ya existen diversos kits diagnósticos de biomarcadores para tumores gastrointestinales.
• El esfuerzo de Amgen en el impulso de estudios para la identificación de biomarcadores oncológicos, es un reflejo de su compromiso con el desarrollo de la medicina personalizada.
