Del, , Google Plus, Pinterest,

Print

Posted in:

Miksrosatelitt instabilitet ved tykktarmskreft – klinisk betydning

At MSI er en prognostisk gunstig genotype synes etablert med hvorfor prognosen er bedre er uavklart.

Introduksjon
Colorectal cancer utvikles som følge av endringer i arvematerialet som resulterer i celleendringer, som over tid kan føre til invasiv vekst (Figur 1). Slike endringer i arvematerialet kan føre til endring i balansen mellom vekst og deling på den ene siden og vedlikehold og celledød på den andre. Mekanismene som styrer disse prosessene er komplekse, og flere molekylære signalveier er involvert. En modell for kreftutvikling i tykk- og endetarm er foreslått i den såkalte adenom-carcinom sekvensen (1). Sannsynligvis er det slik at det finnes noen hovedveier, men den grunnleggende genetiske forskjellen fra person til person, i tillegg til genetiske avvik ervervet i tumorcellene, avgjør i hvilken grad disse og mulige sideveier er involvert i kreftutviklingen.

I hovedsak beskrives tre slike genetiske hovedveier:
1. gjennom endringer på kromosomnivå (chromosomal instability; CIN)
2. gjennom epigenetiske endringer (som ved metylering av såkalte CpG-øyer i DNAet; dette kalles gjerne CpG Island Methylator Phenotype; “CIMP”)
3. gjennom mikrosatellitt instabilitet (MSI), som vist i Figur 2.

Det er noen grad av overlapp mellom disse, spesielt epigenetiske endringer og MSI, men i mindre grad mellom CIN og MSI.

 

Figur 1. Adenom-karsinom sekvensen ved colorectal cancer. Utvikling av colorectal kreft fra normalmucosa til metastatisk kreft. Utviklingen følger flere utviklingstrinn hvor multiple molekylære faktorer bidrar. Genetisk instabilitet er en tidlig drivkraft i karsinogenesen. Interaksjon mellom multiple molekylære faktorer er avgjørende for vekst, invasjon og spredning. (ACF: aberrante kryptfokuser). Figuren er gjengitt fra (Søreide K. Genetikk og molekylær klassifisering ved colorectal kreft. Tidsskr Nor Laegeforen. 2007;127(21):2818-23) med tillatelse fra Tidsskriftet.

 

Hva er egentlig MSI og hvordan stadfestes det?
Spredt i hele det humane genom er områder der én eller flere nukleotider er repetert (for eksempel dinukleotider som &#39…CACACACA…&#39 eller mononukleotider &#39…CCCCCC…&#39). Antallet repetisjoner kan variere mellom individer, men vil være identisk for alle cellene i et individ. Hvis antallet repetisjoner i tumor varierer fra normale celler i et individ refereres dette til som instabilitet, -derav navnet mikrosatellitt instabilitet.

Ved DNA replikasjon før celledeling gjøres det lettere feil i disse repeterte områdene, og hvis feilene ikke blir rettet vil dattercellene få flere eller færre repetisjoner enn morcellen. Hvis en mikrosatellitt er lokalisert i et proteinkodende gen, kan leserammen endres, noe som igjen kan gi et ineffektivt protein.

Det er omtrent 500 000 ulike mikrosatellitter i det humane genom, og ikke alle er affisert i en tumor. Derfor har det blitt enighet om et panel med 5 spesifikke mikrosatellitter hvorav minst 2 må være positive for å kunne avgjøre om en tumor er MSI (de såkalte “Bethesda” kriteriene). Det er imidlertid stor variasjon i hvordan MSI faktisk måles i studier, og en rekke forslag til andre analysepanel er fremmet for å minske andelen falsk-positive/falsk-negative svar. Det er imidlertid bred enighet om at PCR analyser er en bedre standard for testing enn immunhistokjemi, selv om sistnevnte er billigere.

 

Figur 2. Genetisk og epigenetisk instabilitet i colorectal cancer. Øvre panel viser genomet fra kromosomnivå til basenivå. a) Kromosomal instabilitet, representert ved delesjon og insersjon av kromosomdeler. b) Epigenetisk metyleringsendring som endrer genuttrykk. I øvre del vises hvite sirkler som umetylerte seter, i nedre del røde sirkler som metylerte seter, derav hypermetylering og stumt genuttrykk for den aktuelle regionen. c) Mikrosatellitt instabilitet kan oppstå når et feil antall baser bygges inn uten å repareres i DNA-strengen. Figuren er gjengitt fra (Søreide K. Genetikk og molekylær klassifisering ved colorectal kreft. Tidsskr Nor Laegeforen. 2007;127(21):2818-23) med tillatelse fra Tidsskriftet.

 

Arvelig vs. sporadisk colorectal cancer
MSI forekommer i svulstene fra en stor andel av pasienter med arvelig colorectal cancer, på grunn av medfødt mutasjon i DNA reparasjonsgener som MLH1 og MSH2. Denne formen for arvelig colorectal cancer kalles Lynch syndrom eller hereditær non-polypøs colorectal cancer (forkortes HNPCC). Lynch syndrom utgjør om lag 3% av alle colorectal cancere og er således ikke en dominerende gruppe – likefullt er dette viktig i den yngre pasientgruppen med hyppig forekomst av colorectal cancer i familien (2, 3).

MSI forekommer også i omtrent 15-20% av alle med sporadisk colorectal cancer. Hos unge pasienter, der en arvelig disposisjon er antatt men ingen av de kjente syndromene er påvist, er frekvensen av MSI funnet å være litt lavere (4). Ved sporadisk colorectal cancer er det oftest gjennom epigenetiske endringer (metylering) av DNA at MSI blir forårsaket. I disse tilfellene har de nevnte DNA reparasjonsgenene blitt metylert som resulterer i at enzymet ikke blir produsert, og følgelig ikke får reparert eventuelle skader. MSI henger således relativt tett sammen med de epigenetisk påvisbare endringene i svulster, mens kromosomale avvik (CIN signalveien) er assosiert med andre typer mutasjonsprofiler, som KRAS og TP53.

Prognostisk og prediktiv betydning av MSI i colorectal cancer
Fra de første beskrivelsene på 1990-tallet og frem til i dag har det blitt rapportert en rekke studier som har undersøkt den prognostiske og prediktive betydningen av MSI i sporadisk colorectal cancer. Funnene har vært noe sprikende, men systematiske oversiktsartikler og metaanalyser utarbeidet de siste årene har fastslått at det definitivt foreligger en prognostisk fordel for pasienter med MSI svulster (5), mens man enda er usikker hvorvidt det har noe å si for effekt av adjuvant behandling eller ikke (5, 6). Således er det fortsatt behov for flere og større studier for å kartlegge dette bedre. Hypotesen rundt prediktiv verdi har dreid seg om at pasienter med MSI ikke har effekt av tilleggsbehandling med 5-FU. For adjuvant behandling med FOLFOX er det resultater som indikerer at effekt ikke påvirkes av MSI-status i pasientens tumor (6). Inntil man kan bekrefte disse hypotesene, er det fortsatt indikasjon for å gi adjuvant behandling til pasienter med sporadisk colorectal cancer og MSI. På den annen side er mutasjoner i genet BRAF vist å være assosiert med MSI i sporadisk colorectal cancer. I et behandlingsperspektiv er dette interessant, fordi det er økende bevis for at behandling med antistoff som rettes mot EGFR-reseptoren (for eksempel cetuximab) ikke vil ha effekt hos pasienter med mutasjoner i BRAF. At samme behandling ikke gir effekt hos pasienter med KRAS-mutasjon i tumor er allerede et etablert faktum.

 

Figur 3. Klinisk-patologiske forkjeller i svulster i høyre og venstre colon. Prosentene representerer relativ distribuering/forekomst av svulster i colon og rektum.

 

Annerledes biologi i MSI svulster
Det har lenge vært klart at svulster som er MSI positive, i tillegg til å skille seg fra de med kromosomal instabilitet på genetisk nivå, også er ulike på histologisk og anatomisk nivå (Figur 3). Blant annet er svulstene oftere lokalisert i høyre colon (kun sjelden i rectum), de er ofte store, har gjerne et rikt lymfocyttinfiltrat (Crohns-lignende infiltrasjon av lymfocytter), og er gjerne lavt differensiert med mucinøs type ved histopatologisk undersøkelse (7). MSI svulster metastaserer sjeldnere til lever og lunger i forløpet etter kirurgi, selv om risiko for ny cancer eller lokale residiv er noe høyere (8). I MSI svulster forekommer det også sjeldnere metastastiske lymfeknuter i preparatet (pN+), men likevel så er det ofte rikelig med lymfeknuter (benigne) i preparatet ved MSI svulster, slik at en adekvat lymfeknute høsting foreligger (≥12 lymfeknuter i preparatet) (9).

Videre har vi vist i et lite materiale at det foreligger forskjeller i ekspresjon av CEA i colon-cancere med og uten MSI – verdiene tenderte mot å være høyere for pasienter med MSI og stadium III. Hvis den postoperative CEA verdien var >1 U/ml (dvs. enhver påvisbar CEA verdi i serum) etter kirurgi var dette forbundet med dårligere prognose (10). Våre funn indikerer sannsynlige underliggende biologiske forskjeller som kan være med å forklare den prognostiske forskjellen mellom MSI og CIN svulster hos pasienter med colorectal cancer. Flere studier er imidlertid nødvendig for å kunne fastslå dette.

Konklusjon
Økende forståelse av de genetiske signalveiene i colorectal cancer har muliggjort definisjon av MSI tumorer som én gruppe basert på særegne genetiske egenskaper. Man har også funnet kliniske variabler som er assosiert med denne gruppen. At MSI er en prognostisk gunstig gentype synes nå å være etablert. Hvordan og hvorfor prognosen er bedre hos disse pasientene er imidlertid uavklart. Effekten av adjuvant behandling med kjemoterapi og hvilken betydning dette skal ha for pasienter med denne genprofilen er fortsatt usikkert.

Referanser
1. Søreide K. Genetikk og molekylær klassifisering ved kolorektal kreft. Tidsskr Nor Laegeforen. 2007;127:2818-23.
2. Boland CR, Goel A. Microsatellite instability in colorectal cancer. Gastroenterology. 2010 ;138:2073-2087.
3. de la Chapelle A, Hampel H. Clinical relevance of microsatellite instability in colorectal cancer. J Clin Oncol. 2010 ;28:3380-7.
4. Berg M, Danielsen SA, Ahlquist T, Merok MA, Ågesen TH, Vatn MH, Mala T, Sjo OH, Bakka A, Moberg I, Fetveit T, Mathisen Ø, Husby A, Sandvik O, Nesbakken A, Thiis-Evensen E, Lothe RA. DNA sequence profiles of the colorectal cancer critical gene set KRAS-BRAF-PIK3CA-PTEN-TP53 related to age at disease onset. PLoS One. 2010 ;5 :e13978.
5. Guastadisegni C, Colafranceschi M, Ottini L, Dogliotti E. Microsatellite instability as a marker of prognosis and response to therapy: a meta-analysis of colorectal cancer survival data. Eur J Cancer. 2010 ;46 :2788-98.
6. Des Guetz G, Schischmanoff O, Nicolas P, Perret GY, Morere JF, Uzzan B. Does microsatellite instability predict the efficacy of adjuvant chemotherapy in colorectal cancer? A systematic review with meta-analysis. Eur J Cancer. 2009;45:1890-6.
7. Søreide K, Janssen EA, Søiland H, Kørner H, Baak JP. Microsatellite instability in colorectal cancer. Br J Surg 2006;93 :395-406.
8. Søreide K, Slewa A, Stokkeland PJ, van Diermen B, Janssen EA, Søreide JA, Baak JP, Kørner H. Microsatellite instability and DNA ploidy in colorectal cancer: potential implications for patients undergoing systematic surveillance after resection. Cancer 2009 ;115 :271-82.
9. Søreide K, Nedrebø BS, Søreide JA, Slewa A, Kørner H. Lymph node harvest in colon cancer: influence of microsatellite instability and proximal tumor location. World J Surg 2009 ;33:2695-703.
10. Søreide K, Søreide JA, Kørner H. Prognostic role of carcinoembryonic antigen (CEA) is influenced by microsatellite instability genotype and stage in locally advanced colorectal cancers. World J Surg, in press, 2011.