Ganancias y pérdidas genómicas en tumores de cáncer de mama con fenotipo triple negativo y pérdida de expresión de BRCA1
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Date
2016
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Abstract
El cáncer de mama triple negativo (TNBC) definido por la ausencia de expresión del receptor de estrógeno, del receptor de progesterona y del receptor 2 del factor de crecimiento epidermal (HER2), representa un grupo agresivo, para el cual no existe hasta ahora una terapia dirigida. Los tumores TNBC frecuentemente se observan en mujeres portadoras de mutación en el gen BRCA1 en la línea germinal y en aproximadamente el 30% de las mujeres no portadoras de mutación, cuyos tumores presentan pérdida de expresión de la proteína BRCA1, sugiriendo que BRCA1 puede ser relevante en el desarrollo de los tumores TNBC. Además, aproximadamente un 70% de los tumores TNBC se agrupan en el subtipo molecular “tipo Basal”, constituyendo un subgrupo que comparte un perfil de expresión génica similar, con una respuesta clínica diferente. Conocer los genes involucrados en la biología de este tipo de cáncer de mama es relevante para su tratamiento. A este respecto, entre las alteraciones observadas con mayor frecuencia en cáncer encontramos deleciones cromosómicas, conteniendo genes supresores de tumor, y ganancias o amplificaciones involucrando oncogenes. Por lo tanto, identificar regiones genómicas afectadas en su número de copias permite identificar genes o vías de señalización, que pueden corresponder a potenciales blancos de terapia para el tratamiento de estos pacientes.Dado estos antecedentes, se propuso que los tumores de cáncer de mama triple negativo de “tipo Basal” con pérdida de expresión de la proteína BRCA1, comparten un patrón similar de ganancias y deleciones genómicas. Se estudiaron 48 tumores TNBC por inmunohistoquímica para evaluar la expresión de las citoqueratinas CK5 y CK14, EGFR y la proteína BRCA1. Para definir el subgrupo “TNBC/tipo Basal” se usó la expresión de las citoqueratinas y EGFR. Además, mediante la técnica de hibridación genómica comparativa en microarreglos de DNA (array-CGH) se identificaron las regiones genómicas de ganancias y deleciones comunes entre los casos TNBC. El análisis de la expresión de las citoqueratinas (CK5 y CK14) y EGFR reveló que un 77% (37/48) de los tumores TNBC se clasifican en el subtipo “tipo Basal”, principalmente definidos por la expresión de la CK5. Por otra parte, la evaluación de la inmunotinción de BRCA1 en los casos TNBC, mostraron intensidades de tinción variables en el núcleo y expresión en el citoplasma de las células tumorales. A diferencia de los tejidos de mama normal, cuya expresión fue observada en el núcleo de las células epiteliales que forman los ductos y lóbulos. A este respecto, la expresión predominantemente nuclear de BRCA1 se condice con su participación en la reparación del DNA por quiebre en la doble hebra, por lo tanto, su expresión en esta ubicación celular es requerida para su normal funcionamiento. Entonces, debido a los diferentes patrones de expresión y localización de BRCA1 y con el fin de separar los tumores TNBC con ausente o reducida expresión nuclear de BRCA1 que den cuenta de una pérdida de función de BRCA1, los tumores TNBC fueron clasificados en tres subgrupos.Por consiguiente, un 20,8% (10/48) de los tumores TNBC mostraron expresión solo nuclear, con intensidades de tinción similares a los tejidos de mama normal. Un segundo subgrupo se conformó por un 47,9% (23/48) de los casos que revelaron expresión citoplasmática de BRCA1 con o sin expresión nuclear. Finalmente, un 31,3% (15/48) de los tumores TNBC mostraron ausente o reducida expresión de la proteína BRCA1 en el núcleo, sin expresión citoplasmática. Este último subgrupo, principalmente “TNBC/tipo Basal” representan el grupo central de la hipótesis propuesta en este estudio y fue denominado “TNBC/tipo Basal con pérdida de expresión nuclear de BRCA1”. Estos resultados sugieren que la pérdida de expresión de BRCA1 o su alterada localización pueden ser relevantes para la progresión del tumor TNBC. El análisis del genoma de los tumores TNBC por array-CGH reveló diferentes alteraciones genómicas recurrentes entre ellos, siendo más frecuente las regiones genómicas de ganancia. El perfil de cambios en el número de copias del DNA fue similar entre los diferentes subgrupos de tumores agrupados por la expresión y localización de BRCA1. Sin embargo, el subgrupo con expresión citoplasmática de BRCA1, reveló una baja frecuencia de cambios en el número de copias del DNA entre ellos, en comparación con los otros dos subgrupos de tumores. Más aún, alteraciones genómicas significativamente diferentes entre los tres subgrupos de tumores con diferente expresión/localización de BRCA1 fueron identificadas. Por su parte, el agrupamiento jerárquico no supervisado basado en 7.293 genes comprendidos en las regiones genómicas de ganancia y deleción de los tumores TNBC mostró una clara separación de los tumores con expresión nuclear/citoplasmática de BRCA1 de los otros dos subgrupos de tumores.A este respecto, se encontró que el 70% (16/23) de los tumores con expresión nuclear y citoplasmática de BRCA1 se agruparon en la rama con un bajo número de genes con alteración en su número de copias. En cambio, la rama con mayor número de genes con alteración genómica concentró un 82% de los casos con expresión nuclear y un 73% de los tumores “TNBC/tipo Basal con pérdida de expresión nuclear de BRCA1”. Sin embargo, para estos dos subgrupos de tumores TNBC se identificaron regiones genómicas de ganancia y deleción estadísticamente significativas. El análisis de la ontología de los genes contenidos en las regiones genómicas de ganancia y deleción reveló procesos biológicos y vías de señalización específicas afectadas en los subgrupos de tumores TNBC agrupados por la expresión y localización de BRCA1.Tumores con “expresión nuclear de BRCA1”, mostraron ganancia de una región genómica que contiene mTOR, un blanco de terapia de la vía de señalización PI3K/AKT/mTOR. Por su parte, los tumores con “TNBC/tipo Basal con pérdida de expresión nuclear de BRCA1” mostraron regiones de ganancia genómica que contienen genes involucrados en la transducción de la proteína RAS. Así se identificó RASGRP1 que activa la proteína RAS, revelando que esta vía de señalización puede ser relevante en el tratamiento de paciente con deficiencia de BRCA1. Los resultados sugieren que el análisis de la expresión de la proteína BRCA1, particularmente en el núcleo, permite separar los tumores TNBC en dos subgrupos, dado que específicas alteraciones genómicas revelan una progresión diferente de estos tumores. Además, los tumores “TNBC/tipo Basal con pérdida de expresión de BRCA1” con alta inestabilidad genómica y un patrón similar de ganancias y pérdidas genómicas sugiere que pueden ser seleccionados para el tratamiento con inhibidores de PARP1 y pueden tener una mayor sensibilidad al tratamiento con drogas que inducen daño, tales como las drogas de platino.
Description
Tesis (Doctor en Ciencias Biológicas, mención Genética Molecular y Microbiología)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2015