Cytogenetické změny u nemocných se solidními nádory

Mgr. Vladimíra KOUDELÁKOVÁ

Doctoral thesis

Cytogenetic Changes in Patients with Solid Tumors

Abstract:

Současná onkologie se zaměřuje především na hledání nových prognostických a prediktivních biomarkerů, nových terapeutik a léčebných strategií se zaměřením na personalizaci léčby. Velmi významným objevem byl u karcinomu prsu biomarker HER2 a na něj cílená monoklonální protilátka trastuzumab, která zásadně změnila prognózu přibližně pětiny pacientů s tímto onemocněním. Prvním cílem předkládané práce bylo navrhnout, optimalizovat a validovat metodu, použitelnou pro detekci počtu kopií genu HER2 u vzorků karcinomu prsu, u nichž selhala fluorescenční in situ hybridizace (FISH). Byla zavedena metodika kvantitativní real-time PCR, která srovnává počet kopií genu HER2 a tří kontrolních referenčních genů (GCS1, DCK a EPN2). Detekční limit byl stanoven pomocí diluční řady buněčných linií CALU3 a MDA-MB-231. Senzitivita a specificita metody byla stanovena na validačním souboru 223 pacientů s invazivním karcinomem prsu. Metodika byla poté požita pro vyšetření 198/3696 vzorků karcinomu prsu, u nichž selhala FISH. Dále jsme se zaměřili na ověření polyzomie chromozomu 17 u pacientů s karcinomem prsu. Ze tří sond, lokalizovaných na 17p a testovaných na souboru 67 pacientů s karcinomem prsu, byla vybrána sonda lokalizovaná do oblasti 17p11.2, která byla použita pro enumeraci chromozomu 17 u 297 pacientů se zvýšeným počtem kopií CEP17 (CEP173). Zvýšený počet kopií 17p11.2 byl nalezen u 67 pacientů, u nichž bylo pro vyšetření chromozomu 17 použito celkově 6 markerů, pokrývajících krátké i dlouhé rameno chromozomu 17. Pravá polyzomie chromozomu 17 byla nalezena pouze u 0,48% případů. Na základě korekce počtu kopií chromozomu 17, pomocí 17p11.2 sondy, byl HER2 status reklasifikován u pětiny původně HER2 negativních/hraničních pacientů s karcinomem prsu, čímž u nich došlo ke změně doporučení léčebného režimu. U pacientů s triple-negativním karcinomem prsu jsme se zaměřili na hledání biomarkeru, který by mohl predikovat účinnost adjuvantního antracyklinového režimu. Ze všech jedenácti testovaných markerů byla nalezena vysoká exprese BCL2 proteinu jako nezávislý prediktor špatné odpovědi na antracyklinovou terapii, a to u RFS, BCSS i OS. V nedávné době byla identifikována celá řada biomarkerů, jejichž validita musí být, stejně jako u BCL2 exprese, potvrzena nezávislou prospektivní studií. Význam dostatečně validovaných biomarkerů je pro dnešní personalizovanou onkologii obrovský, jak je vidět z příkladu HER2. I přesto, že je tento biomarker rutinně používán přes desetiletí, je stále řada problémů, které je třeba v rámci rutinní diagnostiky řešit.

Abstract:

Current oncology is mainly focused towards the search of novel prognostic and predictive biomarkers, new therapeutics and therapeutic strategies leading to the development of personalized medicine. HER2 biomarker and HER2-targeted monoclonal antibody, trastuzumab was one of the most important finding in breast cancer which fundamentally influenced the prognosis of approximately 20% breast cancer patients. The first goal of the thesis was to design, optimize, and validate the method for HER2 copy number detection in breast cancer samples with indeterminate in situ hybridization result. For the purpose, the quantitative real-time PCR (qPCR) comparing HER2 copy number with the copy number of the reference genes (GCS1, DCK and EPN2) was designed. The detection limit was determined using the dilution series of CALU3 and MDA-MB231 cell lines, and the sensitivity and specificity of the method was validated using 223 breast cancer patient samples. The qPCR method thus developed was then used to evaluate the HER2 status of 198/3696 breast cancer tissues that yielded indeterminate FISH results. The second objective was focused towards the verification of the chromosome 17 polysomy in breast cancer patients. Three probes localized on different parts of 17p were tested on a set of 67 breast cancer patients. The locus specific identifier (LSI) 17p11.2 probe was selected for chromosome 17 enumeration in 297 patients with CEP17 copy number increase (CEP17 3.0). A total of six markers located on both long and short arms of chromosome 17 were tested in 67 breast cancer patients with 17p11.2 CNI. The true polysomy was found in 0.48% breast cancer cases. Using 17p11.2 correction of chromosome 17 copy number, the HER2 status was reclassified in 21.6% of breast cancer patients which were initially classified as non-amplified / equivocal, and the patients were considered eligible for anti-HER2 therapy. At last, the third part of the thesis was focused on the search of biomarker, suitable for predicting the efficacy of adjuvant anthracycline therapy in triple-negative breast cancer patients. A total of eleven markers were tested. The high level of BCL2 expression was found to be the independent predictor of poor overall survival, relapse-free survival as well as breast cancer-specific survival in patients treated with anthracycline-based adjuvant therapy. Recently, a number of biomarkers have been identified, however, they must be validated by independent prospective study, including BCL2 expression. On the other hand, the properly validated biomarkers, such as HER2, have huge significance in current personalized oncology. But, despite the fact that HER2 is being used in routine diagnostics for more than a decade, there are still many questions which remain unanswered.

Keywords

karcinom prsu, HER2, polyzomie, chromozom 17, cytogenetika, prediktivní marker, prognostický marker, solidní nádor, fluorescenční in situ hybridizace, PCR, BCL2, triple negativní karcinom prsu

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 29. 6. 2015

Accessible from:: 29. 6. 2015

Thesis defence

• Date of defence: 13. 1. 2016

PALACKÝ UNIVERSITY OLOMOUC

Faculty of Medicine and Dentistry

Doctoral programme / field:
Paediatrics / Pediatrics