Marcadores tumorales en cáncer de mama A. Ruibal Morell Catedrático de Radiología y MF. USC Jefe del Servicio de Medicina Nuclear Complejo Hospitalario Universitario Santiago de Compostela FEMA Fundación Tejerina

Marcadores tumorales  Surge como una necesidad clínica:  

Inicio: años 20 del siglo pasado Cristalización: años 60



Moléculas que indican la presencia de un cáncer o dan información acerca de su comportamiento ulterior



SUJETOS ASINTOMATICOS: detección precoz de un tumor SUJETOS SINTOMATICOS:



 

Diagnóstico diferencial entre benignidad – malignidad Tras el diagnóstico y cirugía: pronóstico, predicción respuesta y monitorización de una terapia

Concepto actual de marcador tumoral (MT): TIPOS



MT de secreción (clásicos)  Origen: tumor u organismo  En líquidos biológicos  Seguimiento: 





Detección precoz de recidivas y/o metástasis Eficacia terapéutica

MT tisulares  En el tejido  Caracterización biológica  Individualización

Marcadores de secreción

Marcadores de secreción • • • • • •

No son elementos diagnósticos Inespecíficos de un tumor Ligados a determinadas funciones metabólicas Aumentan en ciertas situaciones no tumorales Tienen funciones biológicas No deben ser considerados como un parámetro bioquímico más • Importante la evolución del MT, no dinteles • No hacer demasiadas determinaciones; sólo las necesarias

¿Cuáles nos interesan en clínica diaria? • CEA (antígeno carcinoembrionario) • CA15.3 • erbB2/HER-2

• Citoqueratinas • Marcadores óseos • Marcadores sensibilidad a la RT

Estructura bioquímica de los principales MT de secreción

Familia CEA

CEA  Funciones biológicas:  Adhesión homo y heterotípica  Interrupción polarización tisular  Inhibición apoptosis de células que han perdido el anclaje a la MEC : anoikis  Disminución lisis tumoral  Inhibición funciones de los linfocitos T y B  Marcador de:  Masa tumoral  Proliferación (anclaje membrana)  Es inespecífico de un tumor  Sus concentraciones séricas en el CM reflejan:  Mayor tamaño, proliferación celular  diseminación a distancia, afectación axilar  grado histológico 3  Hormonodependencia  Bajos incrementos en tumores TN  Correlación inversa con el IMC (menores cifras en obesos (CEBP march 2014; Fang Li et al.))

CEA e hígado Correlación significativa entre CEA sérico y :   

      

GOT/GPT Fosfatasa alcalina Bilirrubina directa Albúmina IgG IgA IgM Telangiectasias Arañas vasculares Ascitis

Curvas de supervivencia en función del CEA preoperatorio Dintel: 3,88 ng/ml

ILE

SG

Park BW et al. Ann Oncol 2008; 19: 675-81

Mucinas

 Crecimiento aberrante e invasión  Reprogramación de la señalización celular  Alteración adhesión célula-célula y célula-MEC  Supresión del fenotipo de las células NK  Inhibición del sistema del complemento  Adhesión a células mesoteliales  Invasión del parénquima en lugares distantes  Establecimiento células metastáticas

Tipos de mucinas

                 

MUC1 MUC2 MUC3A MUC3B MUC4 MUC5AC MUC5B MUC6 MUC7 MUC8 MUC9 MUC11/12 MUC13 MUC15 MUC16 (CA125) MUC17 MUC19 MUC20

 

Asociadas a membrana Secretadas

MUC1: Mucina polimórfica epitelial

 Proteína transmembrana: tres dominios  Adhesión celular tumoral  Adhesión endotelio vascular con la ICAM-1  Osmoadaptación  Funciones (SM3):    



Inmunotolerancia Inmunosupresión Disminución adhesión celular (caderina E) Antiapoptosis

CA15.3/B27.29

CA15.3: falsos +  Inespecífico de un tumor  Hepatopatías crónicas  Neumoconiosis  Gammapatías monoclonales  > 40 U/ml: 3%  Nunca >100 U/ml

CA15.3 sérico

•

ALTAS CONCENTRACIONES SERICAS PREOPERATORIAS REFLEJAN: – Mayor tamaño – Mayor diseminación a distancia – No hormonodependencia

•

ALTAS CONCENTRACIONES EN EL SEGUIMIENTO REFLEJAN: • progresión de la enfermedad • inhibición de la citotoxicidad celular

Curvas de supervivencia de acuerdo con el CA15.3 preoperatorio Dintel: 20,1 U/ml

ILE

Park BW et al. Ann Oncol 2008; 19: 675-81

SG

Cáncer de mama: recurrencia sistémica Lee SJ et al. BCRT 2013; sep 27 • CA15,3: 55,6% • CEA: 36% • Valores elevados: correlación con múltiples metástasis o viscerales . Correlación con el tamaño tumoral • Elevaciones del CA15.3: – Mayores en mujeres jóvenes y tumores primitivos N+ • Elevaciones del CEA: – En mujeres mayores y RE+ • Ambos factores pronósticos de supervivencia

Otros hechos de interés • Mayores concentraciones de C15.3 en los pacientes HER2/neu positivos – Hashim ZM. Int J Immunopathol Pharmacol 2014; 27: 45-51

• Mayores concentraciones séricas de CA15.3 en los pacientes luminal A y sólo en éstos es factor pronóstico. En los otros subtipos , el CEA es mejor marcador – Li H, et al. J Surg Res 2014; Mar 2

The FDA approved the CA 27.29 blood test in June 1996. It is the first and only blood test that is specific to breast cancer.

erbB2  GEN   

Cromosoma 17q21. Receptores tirosínquinasa Sobre-expresiòn:

20-25% invasivos  60-70% in situ (comedocarcinomas) 

 RECEPTOR: 

Glucoproteíona 185 KD 1255 aa



erbB2/neu sérico (95-105 Kda))



HRG (NRG1)

The EGFR/HER Family

Ligand binding domain

Transmembrane

Tyrosine kinase domain

Erb-b2 HER2/Neu

Erb-b3 HER3

Erb-b4 HER4

The ErbB family of receptors and actions of anti-HER2 agents.

Capelan M et al. Ann Oncol 2012;annonc.mds328

erbB2  Estimula la expresión de genes prometastáticos: 

S100A4

 Interrelación con la enzima ácido grasos sintetasa (FAS)   

Proliferación celular tumoral Incorporación lipídica a la membrana tumoral Su inhibición determina la apoptosis de los casos neu+

Her2/Neu and Breast Cancer

Benign epithelial cells: 20,000 Her2 Receptors Her2+ve BrCa cells:

2 million Her2 Receptors

Her2/Neu expression Breast Cancer, overall: High Grade DCIS:

20 – 25% 60 - 70%

Herceptin Sensitivity (PTEN expression)

Resistance (PTEN loss)

Herceptin Response vs PTEN RR% to Herceptin • All pts (Her2+ve) N: 47 35-50% -------------------------------------------------------------------

• High PTEN (30 pts): • Loss of PTEN: (17 pts):

65% 10% p = 92%

M.D. Duffy. Medical Principles and Practice 2013; 22:4-11 • uPA and PAI-1 are the best validated prognostic markers in breast cancer, especially for patients with lymph node-negative disease . •

uPA is a protease that mediates invasion and metastasis. Although PAI-1 normally functions as an endogenous inhibitor of uPA activity, at the high concentrations frequently present in tumors it appears, like uPA, to also play a role in cancer spread .

•

Unlike any other marker in breast cancer, the prognostic impact of uPA and PAI-1 has been validated in both a multicenter randomized prospective trial and a pooled analysis of raw data from several small retrospective and a prospective study i.e., in 2 level I evidence studies.

s

OTRAS OPCIONES

Paneles de genes

• 21-Gene signature (Oncotype DX) – Cancer type: Breast cancer – Tissue analyzed: Tumor – How used: To evaluate risk of recurrence • 70-Gene signature (Mammaprint) – Cancer type: Breast cancer – Tissue analyzed: Tumor – How used: To evaluate risk of recurrence • Genes metastáticos

¿Hacia donde vamos?

 Celulas circulantes  DNA circulante 

Cancer Biol Ther 2013; 14:8

 ARNm

 Expresión génica  Proteómica  Glicómica  Degradoma  Células stem  Epigenética  Metabolomica

Epigenética: CM tipo basal y epigenética D´Anello L, et al. Molecular Cancer 2010; 9:300

• Déficit de p53 (80% de los casos) • Pérdida de metilación del promotor de IL-6 • Pérdida de metilación de CD133 y CD44 • Mayor transcripción de CD133 y CD44 • Metilación del REa • Pérdida de expresión de RE

Metabolomica • Es el estudio del estado metabólico de los seres vivos • Tiene potenciales ventajas sobre los otros métodos diagnósticos, pues pequeños cambios en el ser viviente puede determinar grandes cambios en las concentraciones de metabolitos • La monitorización de las fluctuaciones de ciertos metabolitos puede ser una importante vía para: – Detectar precozmente tumores – Ser utilizados en el despistaje – Ser parámetros diagnósticos y pronósticos – Conocer la génesis de los tumores • Tecnología: Espectrometría de masas y la espectroscopia de la RM • Buscamos medir metabolitos de bajo peso molecular en un líquido biológico

Cáncer de mama

• Perfil metabólico sérico: – S. 86% y E: 84% (Cancer Res 2010; 70: 8309-18)

• Despistaje: – Relación Citidina-5-monofosfato/acido pentadecanoico (Budczies J, et al. BMC Genomics 2012; 13:334) • S: 94.8%, E: 93,9%

• Orina: – biomarcadores (Nam H, et al. Bioinformatics 2009; 25: 3151-7) • • • •

Homovanilato 4-OH-fenilacetato 5-Oh-indolacetato Urea

– Perfiles de nucleósidos (Henneges C, et al. BMC Cancer 2009; 9:104) • S: 83,5%, E: 90,6%

Otros hechos Zhang H, et al.. Metabolomics in non invasive breast cancer. Clin Chim Acta 2013; 424: 3-7

• Sn-glicero-3-fosfato: elevado en cáncer vs TN • Altas concentraciones de glicina y lactato se asocian a menor supervivencia • Metabolitos distintos entre CM inicial y metastático – S: 75%, E: 69%, EF: 72%

Proteómica J Proteome Res 2013, oct 9 • Aumentaron en el carcinoma invasivo: – Cofilin-1 – P23 • Disminuyeron en el carcinoma invasivo: – MEMBRANE COPPER AMINE OXIDASE 3 • Cofilin-1: – Correlación positiva con el grado • P23: – Correlación positiva con los RE

miRNAs

• miRNA expression profiling of 51 human breast cancer cell lines reveals subtype and driver mutation-specific miRNAs • Muhammad Riaz†, Marijn TM van Jaarsveld†, Antoinette Hollestelle, Wendy JC Prager-van der Smissen, Anouk AJ Heine, Antonius WM Boersma, Jingjing Liu, Jean Helmijr,Bahar Ozturk, Marcel Smid, Erik A Wiemer, John A Foekens and John WM Martens* • Breast Cancer Research 2013, 15:R33 doi:10.1186/bcr3415

miRs implicated in the hallmarks of breast cancer. miRs implicated by a particular study to be tumourogenic are shown in red. Tumour-suppressing activities are shown in green. Experimentally supported target mRNAs are shown in black.

Global miRNA expression analysis of 51 human breast cancer cell lines

BMC Cancer 2012, 12:29 • E2 significantly induced bcl-2, cyclin D1 and survivin expression by suppressing the levels of a panel of miRNAs (miR-16, miR-143, miR-203) in MCF-7 cells. • bcl-2 was regulated by miR-16 and miR-143, • cyclinD1 was modulated by miR-16.

• survivin was found to be targeted by miR-16, miR-143, miR203

Reflexión

¿Cuál es el lugar de los MT en la práctica diaria?

• MT TISULARES: – OBLIGATORIOS: RE, RP, HER2, KI67 – PERFILES GENETICOS

• MT SERICOS: – UTILES EN EL SEGUIMIENTO – NO ES OBLIGATORIO PEDIRLOS