Abstract

Purpose

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é um gene supressor de tumor responsável pela degradação de vários proto-oncogenes. Dados pré-clínicos sugerem que

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mutações sensibilizar células de inibidores de mTOR. características clínico-patológicas de pacientes com câncer e

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mutações e suas respostas aos inibidores de mTOR permanecem desconhecidos.

Métodos

Usando painéis de genes multiplex que avaliamos como o

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mutação afetou o fenótipo de câncer de pacientes encaminhados a uma clínica de fase I a partir de janeiro de 2012. Sempre que possível os pacientes positivos para a mutação FBXW7 foram tratados com regimes contendo um inibidores de mTOR e os seus resultados foram revisados.

resultados

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mutações foram detectados em 17 dos 418 pacientes (4,0%). Entre os tipos de tumores com mais de 10 pacientes testados,

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mutações ocorreram no cancro colorectal (7/49; 14,3%), câncer de células escamosas de cabeça e pescoço (18/02; 11,1%), fígado (1 /13; 7,7%), e cancro do ovário (1/40; 2,5%). Ninguém recurso clínicas, patológicas ou demográfica era característica do

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-mutated população de pacientes. A mutação ocorreu em isolamento em apenas 2/17 (12%) pacientes, e

KRAS

foi frequentemente encontrada como uma mutação concomitante, especialmente em pacientes com câncer colorretal (6/7; 86%). Dez pacientes foram tratados em um protocolo contendo um inibidor de mTOR, com um tempo médio para falha do tratamento de 2,8 meses (intervalo de 1,3-6,8). Um paciente com câncer de fígado (subtipo fibrolamelar) continua a ter uma doença estável prolongada para 6.8+ meses.

Conclusão

Em pacientes com cancros avançados, mutações somáticas no

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geralmente ocorrem com outras aberrações moleculares simultâneas, o que pode contribuir para a eficácia terapêutica limitada de inibidores de mTOR

Citation:. Jardim DL, Wheler JJ, Hess K, Tsimberidou AM, Zinner R, Jankulovski F, et al. (2014)

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Mutações em doentes com cancros avançados: características clínicas e moleculares e os resultados com mTOR inibidores. PLoS ONE 9 (2): e89388. doi: 10.1371 /journal.pone.0089388

editor: Jian Jian Li, da Universidade da Califórnia Davis, Estados Unidos da América

Recebido: 28 de agosto de 2013; Aceito: 21 de janeiro de 2014; Publicação: 19 de fevereiro de 2014

Direitos de autor: © 2014 Jardim et al. Este é um artigo de acesso aberto distribuído sob os termos da Licença Creative Commons Attribution, que permite uso irrestrito, distribuição e reprodução em qualquer meio, desde que o autor original ea fonte sejam creditados

Financiamento:. Os autores não têm apoio ou financiamento para relatar

Conflito de interesses:.. Os autores declararam que não existem interesses conflitantes

Introdução

a identificação de aberrações moleculares que são preditivos de resposta a terapia alvo tem sido o foco de intensa investigação. Dados pré-clínicos de linhas celulares de cancro numerosos e modelos de ratos têm correlacionado mutações genéticas específicas com a susceptibilidade a agentes inibidores da via putativamente activado no estado mutado. [1], [2]. De facto, os grandes avanços terapêuticos têm recentemente sido feita em oncologia adaptar o tratamento às características moleculares de alguns tumores [3] -. [7] eficácia Além disso, a estratégia de anormalidades genéticas correspondentes druggable com agentes específicos tem demonstrado em protocolos de guarda-chuva. [8], [9] No entanto, muito permanece desconhecido sobre a eficácia de novos alvo agentes e como as alterações genéticas podem ser traduzidas para a clínica e pré modelos atuais são incompletas. [10].

perfil molecular abrangente extensiva está comercialmente disponível para pacientes com câncer e alguns resultados sugerem possíveis opções de tratamento baseadas exclusivamente nas mutações encontradas em tumores testados. Estabelecer uma correlação entre a atividade pré-clínica de agentes direcionados com dados clínicos é essencial para otimizar esta abordagem.

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é um gene supressor de tumor que é mutado em vários tumores humanos. [11] Este gene codifica para uma proteína F-box responsável para a ubiquitinação e rotatividade de várias oncoproteínas e a sua perda de função tem sido associada com instabilidade genética e crescimento tumoral. [12], [13] mTOR é um dos substratos da

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degradação de proteínas mediado por, e perda de função de

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aumenta os níveis de total e activado mTOR. [14] Os dados pré-clínicos têm sugerido que mutações inativadoras de

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poderia prever sensibilidade à rapamicina inibidor de mTOR ,. [14], [15]; no entanto, a sua utilidade clínica permanece desconhecido.

Por isso, investigamos o

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estado mutacional e as características clínicas e demográficas dos pacientes com câncer avançado que se refere à nossa Fase I de ensaios clínicos do programa e os resultados da tais pacientes tratados com agentes segmentação da via mTOR.

pacientes e métodos

os pacientes

Foram revistos os registros médicos eletrônicos de todos os pacientes com tumores sólidos avançados testados para

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mutações encaminhado ao Departamento de Investigational Cancer Therapeutics (Fase I Clínicos Programa) da Universidade do Texas MD Anderson Cancer Center, a partir de janeiro de 2012. os pacientes que testaram positivo para

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mutações foram incluídos no análises posteriores. Os doentes com cancro colorectal que testaram negativo para

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mutações foram incluídos como controles para o subgrupo câncer colorretal. Este estudo e todos os tratamentos associados foram conduzidos de acordo com as diretrizes do Anderson Institutional Review Board MD (IRB). Este estudo foi parte de um protocolo de guarda-chuva aprovado pelo MD Anderson IRB. A necessidade de consentimento livre e esclarecido foi dispensada devido à natureza retrospectiva do estudo.

Amostras de tecidos e Análise de Mutantes

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mutações foram investigados em formalina-fixo de arquivo, blocos de tecido embebidos em parafina ou material de PAAFs, obtidos a partir de diagnóstico e /ou procedimentos terapêuticos. Todos os histológicos foram centralmente revisados ​​no MD Anderson.

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análise de mutação foi realizada em diferentes laboratórios clínicos Laboratory Improvement Emenda certificados como parte de uma análise de painel gene. Estes incluíram 182 genes em alvo de próxima geração seqüenciamento Foundation Uma plataforma (Fundação de Medicina, Cambridge, MA), 46 genes em Ion Torrent próxima geração de sequenciamento (Cancer Genetics Laboratory da Baylor, de Houston, TX) e 53 genes em plataforma ARRAY Sequenom Massa ( Cavaleiro Diagnostics, Portland, OR). Informações sobre mutações em outros animais que genes

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descoberto nestes painéis multiplex também foi registrado.

Tratamento e Avaliação

Pacientes com

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mutações eram inscrito, sempre que possível, em ensaios clínicos que contêm inibidores da via mTOR, particularmente rapalogs protocolos de ensaio, que se pensa ser principalmente agentes anti-mTORC1. O tratamento foi continuado até que a progressão da doença, a retirada do consentimento pelo paciente, o julgamento clínico considerando a necessidade de remoção de um paciente a partir de um ensaio clínico, ou desenvolvimento de toxicidade inaceitável ou morte.

As avaliações clínicas foram efectuadas tal como especificado em cada protocolo , normalmente antes do início do tratamento e, em seguida, pelo menos, no início de cada novo ciclo de tratamento. A resposta ao tratamento foi avaliada através de exames de tomografia computadorizada, ressonância magnética e /ou positrões tomografia de emissão na linha de base antes do início do tratamento, e depois a cada 2 ciclos (6-8 semanas). Todas as radiografias foram lidas no Departamento de Radiologia da MD Anderson e revisto no Departamento de Investigational Cancer Therapeutics clínica de medição de tumor. As respostas foram categorizadas usando RECIST com base no protocolo requisitos específicos [16], [17], e foram relatados como melhor resposta, definida como a máxima de encolhimento do tumor ou a estabilização da doença durante todas as avaliações obtidas.

Análise estatística

As características dos pacientes, incluindo dados demográficos, tipo de tumor,

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estado de mutação e anormalidades genéticas associadas foram resumidas usando distribuições de freqüência e porcentagens. O teste exato de Fisher foi usado para avaliar a associação entre as variáveis ​​categóricas e

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estado de mutação. Tempo para o insucesso do tratamento (TTF) foi definido como o intervalo a partir do início da terapia para a interrupção do tratamento por qualquer razão, incluindo a progressão da doença, toxicidade do tratamento, a preferência do paciente, do julgamento médico, ou morte. O Wilcoxon assinado diferenças TTF rank avaliadas em pacientes. Todos os testes foram de 2 faces, e P 0,05 foi considerado estatisticamente significativo. Todas as análises estatísticas foram realizadas utilizando S + sofware, ver 8.2 (TIBCO Software Inc, Houston, TX).

Resultados

características do paciente

Os tumores de 418 pacientes com doença avançada câncer foram avaliados para

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mutações usando vários painéis multigênicas, e em 17 (4,0%) uma mutação no

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foi identificado. Destes 17 pacientes, 9 (52%) eram do sexo masculino e 7 (41%) tinham câncer colorretal. O número mediano de terapias anteriores antes da avaliação inicial na Fase I clínica foi de 2 (0-9). As características dos pacientes estão resumidos nas Tabelas 1 e 2. Os seguintes tipos de tumores tinham mais de 10 pacientes testados e nenhum

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mutação detectada: adenóide cístico (n = 14), câncer de mama (n = 37), gastroesofágico ( n = 29), pulmão (n = 15), rim (n = 10) e sarcoma dos tecidos moles (n = 61). Foi testada uma mistura de tumores primários e metastáticos e das 17 amostras positivas 12 (71%) eram derivados de primários e cinco (29%) a partir de lesões metastáticas. A prevalência de

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mutação foi semelhante em amostras de tumores primários e metastáticos.

concomitantes mutações

As anomalias genéticas analisadas utilizando diferentes ensaios de gene multiplex revelou isolado

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mutações em 2 de 17 (12%) pacientes. A anomalia genética concomitante mais frequente foi a

TP53

mutação em 10 (59%) pacientes. Outras alterações que ocorrem com frequência eram

KRAS

,

PIK3CA

e

APC

mutações (Tabela 1 e 2).

Comparação das características clínicas e mutacional

Porque 7 dos 17 (41%) pacientes com

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mutações tinham câncer colorretal, foram comparadas as características clínicas, patológicas e mutacionais entre a população câncer colorretal e os pacientes com câncer não-colorretais com mutação (Tabela 3). Além disso, 41 pacientes com câncer colorretal sem

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mutação foram utilizados como grupo controle. Dos 10 pacientes com outras de colorectal cancro e

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mutações, nenhum (0%) tiveram pacientes simultâneas

KRAS

mutações ou mutações do gene APC em comparação com 6/7 (86%) com mutações KRAS e 3/7 (43%) com mutações APC no grupo de câncer colorretal (p = 0,0006 ep = 0,022, respectivamente Tabela 3). Não foram observadas diferenças estatísticas em sexo, etnia, idade e tipo de metástase entre esses grupos.

Tratamento de Pacientes com mTOR inibidores

Dos 17 pacientes com

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mutações, 10 (59%) foram inscritos em protocolos de fase I, incluindo inibidores de mTOR combinados com outros agentes (Tabela 2). Todos estes pacientes foram avaliáveis ​​para resposta. As doses de inibidores de mTOR variou de 50 a 100% da dose máxima tolerada ou a dose mais elevada esperada quando o escalonamento de dose em curso no momento da análise. Todas as doses foram considerados activos com base na experiência prévia com as drogas. Não houve resposta parcial ou completa e 7 (70%) tiveram a doença estável (SD) como sua melhor resposta, incluindo 2 (20%) pacientes com SD prolongada com duração superior a 16 semanas (Figura 1).

Respostas (a) de pacientes que eram positivos para

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mutações. (B) As respostas de pacientes com câncer colorretal negativos para

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mutações. Concomitante

KRAS Comprar e

PIK3CA

mutações são indicadas.

O TTF mediana para a coorte de 10 pacientes com

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mutações tratado com mTOR inibidores foi de 2,8 meses (1.3-6.8), incluindo 1 paciente ainda ser tratado no momento da análise. Todos estes doentes tinham recebido terapias anteriores e uma tendência para uma TTF pior em protocolos inibidor de mTOR foi detectada quando comparado com o tratamento imediatamente antes do encaminhamento ao I Clínica Fase (TTF = 5,7 meses [1,3-18] da sua terapêutica prévia contra 2,8 mes [1,3-6,8] a partir de um tratamento à base de mTOR, p = 0,055). De nota, o paciente com o mais alto, enquanto TTF em um regime à base de mTOR tinha um tumor que não abrigava

KRAS

mutações. Devido ao pequeno tamanho da amostra, não foi possível detectar uma diferença no TTF médio de tratamento mTOR entre os pacientes com um

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mutação, com ou sem concomitante

KRAS

mutações (TTF mediana = 3,0 e 2,7 meses, respectivamente, p = 0,99).

comparação de resultados de colorretais pacientes tratados com inibidores de mTOR

um total de 4 pacientes com câncer colorretal e um

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mutação foram tratados com um inibidor de mTOR e 3 pacientes (75%) tinha SD como a sua melhor resposta. Dos 41 pacientes com câncer colorretal sem um

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mutação, 12 (29%) foram incluídos em um protocolo com um inibidor de mTOR e 4 (33%) tiveram SD (Figura 1). A TTF mediana de

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pacientes com câncer colorretal -positivas foi de 3,3 meses (1.4-4.4) sobre inibidores de mTOR em comparação com 1,8 meses (0.6-4.9) para

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pacientes -negative com câncer colorretal ( p = 0,27).

Discussão

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mutações foram encontradas em 17 dos 418 (4,0%) pacientes encaminhados para a nossa unidade de fase I com vários tipos de tumores avançados. Embora o câncer colorretal não era o tipo de câncer mais prevalente entre os pacientes, ele compreendeu o maior número de pacientes com teste positivo para

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mutações. Sem características demográficas ou patológica particular era característica do

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população -mutated em nossa amostra, mas descobrimos que a mutação raramente ocorre de forma isolada, especialmente no câncer colorretal. Nossa série revelaram uma baixa atividade global de inibidores de mTOR em pacientes com

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mutações, contrastando com dados pré-clínicos anteriores.

Estudos anteriores revelaram

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mutações em cerca de 6 % dos pacientes com câncer. Uma variação substancial na frequência de mutação entre os tipos de tumor também foi descrito, com a mais elevada taxa de mutação em colangiocarcinoma (30%), seguido por tumores gastrointestinais (incluindo cancro colorectal), e do endométrio e da próstata, na gama de 4-15 .% [18] – [21]

a partir de maio de 2013, o Catálogo de Somatic mutações em Câncer (COSMIC) do banco de dados relataram uma frequência global do

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mutação em 4% dos. pacientes com câncer, idênticos aos nossos dados. [22] As maiores freqüências foram em tumores biliares (22%), endometrial (11%), urinário (8%) e câncer colorretal (7%). Nosso estudo demonstrou a maior frequência do

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mutação no cancro colo-rectal (14,3%). Também detectamos esta mutação no endométrio (1/7 pacientes) e cancro da bexiga (1/8 pacientes), mas nenhum dos 3 pacientes testados com cholangiocarcinoma abrigava um

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mutação. De nota, os nossos dados descrevem um

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mutação no cancro do fígado, especificamente uma variante fibrolamelar, e também em tumores raros, tais como mesotelioma e teratoma. Em amostras de banco de dados testado COSMIC derivadas de tumores primários, enquanto que nas amostras de estudo de tumores metastáticos foram também testados.

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mutações como anormalidades moleculares individuais eram raros em nosso estudo, o que pode refletir a dificuldade de atingir essa mutação com agentes bloqueadores percursos individuais. De fato, a prevalência de mutações concomitantes em

TP53

(59%),

KRAS

(35%) e

PIK3CA

(18%) em nossos pacientes com

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mutações foi maior do que anteriormente relatados com tecnologias anteriores tecnologias genômicas multiplex, que tiveram capacidades de detecção limitados. Um estudo anterior descreveu a seguinte prevalência de mutações nos mesmos genes:

TP53

, 37%,

KRAS

, 18% e

PIK3CA

10%, respectivamente. [8].

Ocorrência de concomitantes

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mutações foi mais freqüente em pacientes com câncer colorretal com

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mutações em comparação com o grupo não-colorretal. A análise de um grupo de controlo de doentes com câncer colorretal que testaram negativo para um

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mutação mostrou que esta associação foi, de fato, devido à alta prevalência de

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mutações em nossa população câncer colorretal e, portanto, não podemos concluir sobre qualquer possível associação entre essas mutações.

Nós descrevemos um relatado anteriormente [18] padrão similar do

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mutação disponíveis no banco COSMIC. A grande maioria das mutações detectadas em nosso estudo foram as mudanças de nucleotídeo único, predominantemente substituições missense. Destes, as mutações mais comuns foram encontrados em dois hotspots de mutação na Arg

465 e Arg

479 códons. Curiosamente, a nossa série de pacientes com tumores sólidos avançados e refratários apresentaram maior frequência de substituições sem sentido do que o descrito anteriormente. [18] Uma vez que as consequências funcionais de ambos os tipos de substituições não estão bem em comparação na literatura é difícil especular sobre as possíveis implicações desse achado.

Considerando que a maioria destas mutações estão dentro do domínio WD40 responsável para o reconhecimento de substratos por

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ou resultar numa paragem do processo de tradução antes da sua inclusão neste domínio,

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mutações são esperados para inactivar a proteína traduzida. [11] A maioria

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mutações são heterozigotos, mas porque os dimeriza proteína, como eles afetam a funcionalidade de proteína varia. [23] As mutações que resultam em retenção de o dominio de dimerização pode ter um efeito negativo dominante que é mais prejudicial do que as mutações resultam em supressões alélicas ou codões de paragem prematuro. [11] Assim, semelhante a outra aberração oncogênico druggable, prevê-se que as consequências funcionais da

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mutações sobre substratos são bastante variáveis, e as respostas a terapias específicas podem também ser heterogêneas. [24], [25].

Quando avaliamos a resposta aos inibidores de mTOR em um subgrupo de pacientes com tumores abrigando

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mutações, as respostas variáveis ​​foram demonstrados. Estudos anteriores mostraram que linhas celulares de tumor com

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mutações genéticas são sensíveis a rapamicina [14], sugerindo um potencial para o tratamento de lógica tais tumores com inibidores de mTOR. No geral, no entanto, encontramos apenas uma actividade limitada em ensaios de fase I utilizando inibidores de mTOR nesta população. A TTF para a população geral foi de 2,8 meses, o que era pior do que o TTF sobre as terapias utilizadas imediatamente antes da inscrição no I protocolos de fase com inibidores de mTOR. A ausência de respostas tumorais com inibidores de mTOR também indica uma falta de actividade de inibidores de mTOR para

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pacientes positivos. É importante notar que os nossos dados é limitado a inibidores mTORC1, que têm algumas preocupações relacionadas com a re-activação da via mTOR por inversão de um circuito de realimentação. [26].

De interesse, um paciente com um carcinoma hepatocelular fibrolamelar refratária demonstrou SD prolongado para 6,8 meses em combinação com base sirolimus e ainda está em tratamento no momento do presente relatório. Este paciente foi o único entre aqueles tratados com inibidores de mTOR, que tinha

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mutação, sem outras anormalidades moleculares simultâneos. É plausível que semelhante a outras malignidades aberrações moleculares simultâneas pode levar à activação de outras vias moleculares, que podem levar à resistência à terapêutica. [24], [27] Especificamente para inibidores de mTOR, demonstrou-se que

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mutação é um mecanismo de resistência, mesmo na presença de mutações sensibilizantes, tais como os

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mutações. [24], [28], [29] Portanto, a ausência de mutações simultâneas, juntamente com uma melhor compreensão das consequências funcionais de tipos de mutação específica pode ser crucial para a seleção dos pacientes para os inibidores de mTOR.

Um estudo sugeriu que rapalogs pode delay

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tumorigênese induzida [30], mas não está claro se essas drogas produzem um efeito cytoreductive. Obtenção de estabilização da doença como melhor resposta em nosso estudo aponta para uma direção em que os inibidores de mTOR são incapazes de produzir reduções tumorais de

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tumores positivos. Além disso, a ausência de respostas na nossa população combinado com um curto período de controlo da doença, sugerindo novamente que com excepção de PI3K /AKT /mTOR vias conferir resistência às terapias à base de mTOR. Em contraste com modelos pré-clínicos foram

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são estudados como um evento isolado, nós mostramos que a informação preditiva gerado com estes modelos não se traduzem necessariamente à

in vivo

contexto. Há muitas razões possíveis (incluindo associação de mutações concomitantes, efeitos do estroma entre outros) que impedem a validade dos dados pré-clínicos para decisões baseadas em tratamento. Estes modelos são essencialmente hipótese de gerar e devem incentivar o desenvolvimento de protocolos clínicos para testar o potencial resultados que eles geram.

As limitações deste estudo são a sua natureza retrospectiva, pequeno tamanho da amostra, e inclusão de tratamentos de protocolo que eram não inibidores de mTOR exclusivamente. Além disso, um possível viés de seleção e ausência de randomização para estudar drogas caracteriza este estudo como de natureza exploratória. No entanto, para o nosso conhecimento, esta é a primeira série de relatórios as características clínicas e os resultados do tratamento de um

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população paciente de câncer -mutated. séries adicionais são necessários para melhor entender alternativas terapêuticas que podem ser usados ​​para atingir esta mutação, explorando o uso de alternativas para mTOR 1-inibição e correlacionando

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mutações com ativação da via mTOR

in vivo

. Essa é uma forte possibilidade, dado que vários oncogenes são regulados pela

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, incluindo MYC, Notch, junho e ciclina E. Assim, tendo como alvo diferentes vias, além da via mTOR pode ser necessário para efetivamente matar células cancerosas no tumores conduzidos por

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alterações. [11].

Em conclusão, demonstramos que

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mutações são encontradas em vários tipos de tumores sólidos. Além disso, os diversos tipos de

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mutações são provavelmente relacionados a vários efeitos funcionais que o

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mutação tem a funcionalidade da proteína. Além disso, a concomitância frequente de outras mutações de oncogenes proporciona desafios a segmentação tumores abrigando

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anormalidades. A maioria dos pacientes com benefício

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mutações tinha limitado de terapias baseadas mTOR; no entanto, estudar inibidores de mTOR em cancros falta anormalidades moleculares simultâneas, bem como descrevendo consequências funcionais da específica

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subtipos de mutação garante uma investigação mais aprofundada.

Agradecimentos

Os autores reconhecem Joann Aaron , MA, no Departamento de Investigational Cancer Therapeutics para o apoio editorial.