Paper dels estudis moleculars en el diagnòstic d’adenocarcinoma pulmonar | patologia moderna

Paper dels estudis moleculars en el diagnòstic d’adenocarcinoma pulmonar | patologia moderna

Anonim

Temes

  • Càncer de pulmó
  • Mutació
  • Patologia

Resum

Les alteracions moleculars de l’adenocarcinoma del pulmó han donat com a resultat noves opcions terapèutiques per al tractament de la malaltia d’estadi elevat. Aquests canvis solen ser mútuament i es poden documentar en exemplars petits. La majoria de les anàlisis es basen en l'ADN, que utilitzen seqüenciació o fluorescència hibridació in situ per observar amplificacions o translocacions. Els èxits especials en els aranyostics s’han centrat en el receptor del factor de creixement epidèrmic ( EGFR ), el gen de limfoma cinasa anaplàstica ( ALK ) i els canvis del gen BRAF , que permeten teràpies personalitzades. Curiosament, aquests canvis moleculars s’han relacionat amb demografies, histopatologies i respostes diferents als agents farmacològics.

Principal

El càncer de pulmó de cèl·lules no petites (NSCLC) és una de les principals causes de mort a tot el món, la majoria dels pacients que han estat diagnosticats de malaltia en un moment avançat quan el tractament només és pal·liatiu. Com a conseqüència, un gran interès s’ha centrat en noves opcions terapèutiques per al seu tractament i els esforços més recents s’han centrat en atacar marcadors d’alteracions moleculars en el càncer de pulmó. Tot i que les varietats de canvis moleculars són infinites, ha evolucionat un subconjunt de carcinomes que tenen mutacions genètiques específiques, més aviat 'senzilles', que han ofert algunes intervencions terapèutiques positives. 1 Aquest augment de la comprensió molecular ha estat destacat per mutacions somàtiques en el receptor del factor de creixement epidèrmic (EGFR), on el tractament dels inhibidors de la EGFR kinasa en NSCLC mutada a EGFR condueix a una taxa de resposta superior, una supervivència prolongada sense progressió i una qualitat millorada de la vida en comparació amb la quimioteràpia citoxica convencional. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 En aquest camp en evolució ràpida, s'han identificat altres dos canvis moleculars, el primer és la fusió del gen del limfoma kinasa anaplàstica amb el microtúbul associat a l'equinoderma proteïna 4 (EML4) i la identificació de mutacions BRAF en càncer de pulmó, on la mutació més freqüent d’una valina a la substitució de glutamat a Codon 30 (V600E) resulta en una resposta potencial a nous agents quimioterapèutics com ara PLX4032, associada a una Índex de resposta del 80% en melanoma maligne en etapa avançada amb mutacions BRAF-V600E. Aquesta breu revisió se centrarà en aquests tres gens i un enfocament de la patologia quirúrgica del seu estudi.

Prova molecular

Les proves moleculars en carcinoma de pulmó han de valorar-se en un context ampli. 11 En primer lloc, la literatura mostra clarament que els carcinomes de pulmó associats al tabaquisme i al no fumar es caracteritzen per centenars de mutacions i que aquestes mutacions canvien amb el pas del temps, sovint en resposta a intervencions de quimiradiació. La majoria dels èxits terapèutics s’han obtingut en contextos de mutació baixa, és a dir, no fumadors, amb mutacions molt singulars en el carcinoma pulmonar. En segon lloc, la majoria d’èxits han estat en carcinomes de cèl·lules no petites, i gairebé exclusivament adenocarcinoma o carcinomes de cèl·lules grans, i on les mutacions genètiques són exclusives les unes de les altres. Concretament en aquesta revisió, els canvis genètics EGFR, ALK i B-RAF es produeixen individualment en absència d’alteracions de l’altra. En tercer lloc, la majoria dels estudis han analitzat les anormalitats del DNA. La correlació amb l’expressió d’ADN, l’ARN canvia, i la proteòmica està encara en la seva infància. Finalment, actualment, els èxits terapèutics s’han restringit a malalties d’etapa alta o recurrents. 4 El paper d'aquests estudis en la creació de malalties resectables està en investigació.

Actualment, les proves moleculars en càncer de pulmó s’han centrat en gran mesura en el carcinoma de cèl·lules no petites, específicament l’adenocarcinoma, i aquells carcinomes de cèl·lules no petites diferenciades, com el carcinoma de cèl·lules grans i les seves variants. En gran mesura, les proves moleculars per a la presa de decisions terapèutiques per al carcinoma de cèl·lules escamosas, el carcinoma de cèl·lules petites i els tumors neuroendocrins de baix grau, per exemple, els tumors carcinoides no s’han convertit en rutinàries, encara que, certament, en el futur, noves opcions terapèutiques conduiran a proves moleculars. en aquest subconjunt. Les proves moleculars en NSCLC es poden realitzar en mostres de teixit petit, incloent biòpsies i biòpsies d’agulla fina i exemplars de citologia. 12, 13 Aquests exemplars es poden enriquir per a cèl·lules tumorals, ja que en algun lloc entre 200 i 400 cèl·lules microdissectades permeten realitzar proves amb una bona sensibilitat i especificitat. Gairebé totes les proves moleculars es poden realitzar sobre teixits incrustats en parafina fixats en la formalina i, per tant, les biòpsies i blocs cel·lulars es processen millor amb aquest fixador en lloc d’altres que interfereixen en aquestes proves, com per exemple, les solucions de descalcificació de Bouin, Zenker. Com que aquests exemplars de biòpsia i citologia tenen només un nombre reduït de cèl·lules tumorals, es recomana que, quan el carcinoma pulmonar tingui una consideració important, en el processament primari, s’hagi de tallar un nombre significatiu de diapositives no conservades de manera que es poden eluir seccions de teixit microdissectades d’aquests no bloquejats. diapositives per a futures proves moleculars. En aquest entorn, s'ha aconseguit una gran sensibilitat utilitzant sobretot assajos basats en l'ADN. Tot i que en el passat s’ha posat en dubte l’heterogeneïtat intratumoral, els estudis més recents demostren que l’heterogeneïtat és mínima (aproximadament un 10%). 13 No obstant això, planteja qüestions sobre l'exemplar adequat per utilitzar-se per a assaigs moleculars. Per exemple, un teixit d’assaig d’un exemplar original reseccionat o una biòpsia d’una recurrència posterior. La resposta a aquesta pregunta no és clara; tot i que reconeix que les malignes evolucionen i evolucionen, aquest autor creu que si es pot obtenir una mostra de la recurrència, proporcionaria la millor informació molecular sobre resposta a teràpies d'intervenció. S'han observat discordances en els resultats entre els tumors primaris i els seus focus metastàtic entre l'11 i el 50% (segons el gen investigat i el test realitzat). 12, 13, 14, 15, 16 Per tant, és probable que sigui preferible analitzar la mostra de metàstasi, recurrència o post-tractament. 17

Alteracions EGFR i adenocarcinoma pulmonar

EGFR és un receptor de tirosina quinasa de la família HER, que consta de quatre receptors estretament relacionats. Aquesta proteïna unida a la membrana de 170 kDa té una membrana extracel·lular i un component intracel·lular i té aproximadament 28 exons al cromosoma 7p21. El receptor està implicat en la senyalització cel·lular i l'activació del receptor té com a resultat principalment un augment de la proliferació cel·lular, la inhibició de l'apoptosi i un augment de l'angiogènesi. Les dues mutacions EGFR més comunes són les supressions curtes en el marc de l'exó 19, generalment de 15 pb, i una mutació puntual (CTG2CGG) a l'exó 21, al nucleòtid 2573, que resulten en una substitució de leucina per arginina a Codon 858 (L858R ). En conjunt, aquestes dues mutacions representen aproximadament el 90% de les mutacions EGFR en l’adenocarcinoma pulmonar.

Les mutacions EGFR es van identificar per primera vegada en adenocarcinomes derivats de persones no fumadores. Estudis posteriors van indicar una taxa significativa de mutacions de l'EGFR en les joves asiàtiques no fumadores o fumadores de l'Àsia, particularment del Japó, Indonèsia i Corea, que presentaven malalties en etapa baixa. 17, 18, 19 En aquests països, les mutacions EGFR en aquesta població de pacients tenien una incidència del 30 al 50%, però quan es van fer estudis posteriors a la població occidental, les taxes eren aproximadament la meitat d’aquest nombre, entre un 10 i un 20%. la majoria d'estudis, però amb una demografia similar. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 Aquestes mutacions eren especialment atractives per als intervencionistes, perquè els inhibidors específics de la tirosina quinasa EGFR (Gefitinib i Erlotinib) van oferir intervencions i van afectar positivament la supervivència lliure de progressió en pacients amb estadis elevats. . Els assajos recents de la fase III en adenocarcinoma pulmonar amb mutacions EGFR han demostrat que els càncers de pulmó mutats per EGFR tenen millors resultats de tractament en forma de taxa de resposta i supervivència lliure progressiva quan es tracten amb inhibidors específics del EGFR.

Amb el desenvolupament de proves moleculars, un intent d'establir correlacions histomoleculars ha estat atractiu. En els adenocarcinomes mutats per EGFR, hi ha associacions suggestives, però no absolutes, amb adenocarcinoma ben diferenciat. De fet, un tema d’aquesta discussió de les alteracions moleculars en l’espectre d’adenocarcinoma pulmonar és que les variacions histològiques de NSCLC, especialment els adenocarcinomes, que mostren una mutació molecular són prou significatives que aquesta prova s’hauria de fer en tots els adenocarcinomes pulmonars en lloc de limitar-se a només els que presentin més histopatologia més suggestiva; Els adenocarcinomes mutats per EGFR són típicament adenocarcinomes d’etapa baixa que tenen un patró de creixement lèpid destacat, on aquest patró de creixement lèpid està associat amb un creixement acinar o papil·lar. 18, 20 (Figures 1, 2, 3, 4 i 5) Aquests adenocarcinomes normalment no presenten proves de necrosi i solen associar-se a una resposta immunitària estomal i immunitària mínima. 18, 21 Aquests adenocarcinomes mostren un immunofenotip de cèl·lules de la unitat de reserva terminal, amb l’expressió d’antigen característica de pneumòcits alveolars de Clara i Tipus II, ja que les cèl·lules neoplàstiques expressen citoceratina 7, però més important, el factor de transcripció de tiroides 1 (TTF1), apoproteïna tensioactiva. i Napsin A. Els adenocarcinomes amb extrema diferenciació de cèl·lules mucoses i goblet rarament tenen mutacions EGFR, mostrant més freqüentment alteracions de K-RAS. 21

Image

Adenocarcinoma modificat pel receptor del factor de creixement epidèrmic (EGFR). La majoria dels adenocarcinomes moguts per EGFR són de baix grau, amb un creixement lèpid important dominant un component invasor més petit (a la dreta).

Imatge a mida completa

Image

Adenocarcinoma modificat pel receptor del factor de creixement epidèrmic (EGFR). El creixement d'aquests adenocarcinomes al llarg d'un septa alveolar preexistent es veu a l'esquerra, mentre que la invasió de pulmó amb una reacció inflamatòria desmoplàstica associada es veu a la dreta.

Imatge a mida completa

Image

Adenocarcinoma modificat pel receptor del factor de creixement epidèrmic (EGFR). Aquests adenocarcinomes sovint tenen elements papil·lars i micropapil·lars destacats.

Imatge a mida completa

Image

Adenocarcinoma modificat pel receptor del factor de creixement epidèrmic (EGFR). Citològicament, les cèl·lules semblen cèl·lules hobna no mucoses amb diferència de pneumòcits de tipus Cèl·lula i Clara II.

Imatge a mida completa

Image

Adenocarcinoma mucós. La diferència de cèl·lules mucoses o goblet en l’adenocarcinoma lípid-predominant ben diferenciat és poc probable que tinguin mutacions del receptor del factor de creixement epidèrmic (EGFR); Les mutacions de KRAS predominen en aquest subgrup.

Imatge a mida completa

En l’avaluació de les mutacions EGFR, s’han adoptat diversos enfocaments. Històricament, es van aplicar taques d’immunoperoxidasa per EGFR a aquests adenocarcinomes pulmonars. Encara que sensible, l’immunostaining pan-EGFR no és específic i condueix a una elevada taxa falsa-positiva, recentment, s’han notificat nous anticossos específics per a les mutacions a l’exó 19 i 21, amb alta sensibilitat i especificitat, però aquests anticossos en el moment de la publicació no estan disponibles comercialment i, per tant, no es poden utilitzar com a selecció primària o modalitat de diagnòstic. 24, 25 De la mateixa manera, des d'una perspectiva històrica, s'ha posat èmfasi en l'amplificació de EGFR com un mitjà de predicció de la resposta a la teràpia d'intervenció EGFR. Tot i que s’ha demostrat que l’amplificació preveu una millor supervivència global després del tractament amb Gefitinib, la gran majoria de la literatura argumenta que l’anàlisi mutacional mitjançant l’anàlisi de seqüenciació d’ADN del receptor EGFR, especialment centrat en els exons 19 i 21, ofereix una previsibilitat molt millor. 4, 9, 17, 24 La resposta a l'amplificació EGFR sovint s'explica pel fet que les mutacions en l'EGFR estan associades a l'amplificació gènica i perquè els adenocarcinomes de tipus salvatge s'han demostrat que presenten una taxa de resposta del 10-20% a la tirosina quinasa. teràpia inhibidora també. Amb mutacions de l'exó 19 i 21, la resposta terapèutica es veu en més del 85% dels casos, tot i que moltes vegades és de curta durada, ja que es produeixen altres mutacions al receptor EGFR, particularment mutacions de resistència a l'exó 18. En aquells casos en què la recurrència o Es produeix l’ampliació d’una massa tumoral en teràpia anti-EGFR, la seqüenciació addicional dels exons 18 i 20 podria ajudar a documentar mutacions que confereixen resistència als inhibidors de la tirosina quinasa. Curiosament, el desenvolupament d’aquestes mutacions s’ha associat a una supervivència més aviat prolongada i augmentada en comparació amb aquells tumors que progressen sense mutacions de resistència documentables. 26

Com s’ha apuntat abans, l’èxit dels inhibidors de la tirosina quinasa en el tractament dels càncers de pulmó mutats per EGFR es mesura en la supervivència lliure de progressió. En la majoria dels casos, aquesta supervivència es millora en algun lloc entre 4 i 10 mesos; no s'ha documentat adequadament l'efecte sobre la supervivència a llarg termini. 4, 27

Carcinoma de cèl·lules no petites de EML4-ALK

Com que es reconeix els limfomes anaplàstics positius amb ALK , les translocacions d’aquest gen a la ubicació 2p23 han estat de gran interès, resultant particularment en el reconeixement que molts tumors miofibroblàstics inflamatoris també tenen aquesta translocació. El gen ALK estimula la proliferació cel·lular i també es pensa que inhibeix l’apoptosi, ja que els inhibidors del gen ALK tenen l’apoptosi augmentada de cèl·lules tumorals i la contracció del tumor in vitro . En particular, nous medicaments com Crizotinib / PF-2341066 han provocat una resposta radiogràfica important en pacients amb mutacions del gen ALK . En els carcinomes de cèl·lules no petites, es va reconèixer inicialment en estudis asiàtics que el gen ALK en alguns càncers de pulmó va patir una inversió o translocació, amb moltes permutacions diferents, però la majoria de les vegades com a inversió amb EML4-ALK . 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36

Quan es van fer estudis sobre aquesta translocació, entre el 4 i el 8% del carcinoma pulmonar va mostrar aquesta reordenació. Quan es va analitzar la població de pacients amb aquesta anomalia, es va demostrar una predisposició a individus més joves en els 40-60 anys d’edat, en particular els homes, amb la majoria de antecedents de fumar cigarrets lleugers o absents. 32, 37, 38 En contrast amb els adenocarcinomes amb mutacions EGFR, els pacients amb tumors reordenats d’ALK presentaven malaltia d’etapa elevada. Quan es van avaluar histològicament aquests tumors, la majoria d’aquests tumors eren adenocarcinomes amb un petit percentatge que mostrava una morfologia esquamosa. Aquests adenocarcinomes eren poc diferenciats, sovint caracteritzats per un creixement sòlid o acinar, sovint amb àmplies regions de necrosi, i sovint acompanyats per una reacció limfocítica i estromal 30, 32 de l' amfitrió (fig. 6 i 7). Interessant, la majoria d’aquests adenocarcinomes van manifestar mucina i, en algun lloc, entre el 30 i el 50% d’aquests, els tumors mostraven una diferenciació de l’anell del signet. 38 L' anàlisi immunohistoquímica va mostrar el fenotip de cèl·lules de la unitat de reserva terminal, amb TTF-1, apoproteïna tensioactiva i positivitat de Napsin A.

Image

Gènesi del limfoma kinasa anaplàstica ( ALK ) -adenocarcinoma traduït. La majoria dels carcinomes translocats en ALK són d’alt grau, amb un creixement sòlid i acinar sovint amb necrosi extensiva.

Imatge a mida completa

Image

Gènesi del limfoma kinasa anaplàstica ( ALK ) -adenocarcinoma traduït. En un percentatge significatiu dels casos, aquests adenocarcinomes mostren una diferenciació dels anells mucinosos i dels signes.

Imatge a mida completa

Els carcinomes pulmonars reorganitzats per ALK han estat de gran interès recentment, a causa de la seva resposta positiva a nous medicaments anti-ALK, particularment Crizotinib. 35, 38 En pacients amb inversió oncogènica de EML4 i ALK, es va identificar una taxa de resposta global del 57% en l’adenocarcinoma pulmonar d’etapa alta després de 6 mesos de teràpia. 38 Més del 70% dels pacients mostraven una estimada supervivència lliure de progressió de 6 mesos, en contrast amb una expectativa normal d'entre 10 i 30%. Una resposta tan dramàtica amb contracció tumoral i / o malaltia estable com a resultat de la inhibició de l’ALK per part de Crizotinib ha fet que la identificació d’aquesta variant del carcinoma pulmonar sigui de gran importància.

En la valoració dels càncers de pulmó per la reordenació de l’ALK, els estudis convencionals que utilitzen taques immunohistoquímiques per a alteracions d’ALK 1 s’han caracteritzat per obtenir resultats mixtes, sovint conflictius. 28, 31 La majoria dels informes d’immunostaining i càncer de pulmó per a la proteïna ALK han demostrat que els anticossos actuals utilitzats per al diagnòstic de limfoma ALK tenen una sensibilitat baixa, però alta especificitat. Més recentment, s’han descrit nous anticossos que presenten una sensibilitat més alta i una major especificitat per a l’expressió del gen ALK en l’adenocarcinoma pulmonar, però una vegada més, la disponibilitat comercial d’aquests anticossos ha estat molt restringida. 31 En conseqüència, utilitzar aquests anticossos, per exemple, D5F3 és en el moment d’aquesta publicació, de futur incert. De la mateixa manera, tot i que la seqüenciació d’ADN és preferida en l’avaluació de les mutacions EGFR, no és el mètode preferit per analitzar els reordenaments d’ALK, perquè l’enorme nombre (> 11) de socis de la translocació d’ALK, ja que l’associació d’aquestes translocacions amb pèrdues de cromosomes, fa que Avaluació de la PCR extremadament difícil i laboriosa (per exemple, es requereix un gran nombre de jocs d'imprimació). A més, la importància clínica d'alguns productes de fusió no està clara. 11, 32 En conseqüència, segons aquest crític, la millor manera de valorar els reordenaments d’ALK és mitjançant estudis d’hibridació in situ de fluorescència. Com que l’alteració més comuna és una inversió a la ubicació 2P23, la identificació de les reordenacions és extremadament complicada, perquè cal avaluar detingudament la distància entre les dues senyals de la sonda en una sonda separada. Aquests assajos s’identifiquen més fàcilment quan hi ha una supressió cromosòmica o una transferència a altres cromosomes que el cromosoma número 2. També hi ha hagut controvèrsia quant al percentatge de diagnòstic de cèl·lules translocades que reflecteixen una resposta clínica a la teràpia amb Crizotinib, per exemple, el 15% és la recomanació actual. . 32

Adenocarcinoma pulmonar mutat per BRAF

Les mutacions de la via de senyalització de proteïna quinasa de RAF / mitogen activat poden implicar BRAF i K-RAS. Aquesta via culmina amb la transcripció de gens que afavoreixen la proliferació i la supervivència, i el 3 i el 8% dels adenocarcinomes pulmonars tenen mutacions BRAF. 39, 40, 41 Més del 50% d’aquestes mutacions involucren V600E, mentre que mutacions menors es troben als llocs G469A i G594G. Les mutacions B-RAF són exclusives de les mutacions EGFR, ALK i K-RAS, i en contrast amb les mutacions EGFR i ALK, sovint es veuen en fumadors de cigarrets. En estudis, les mutacions de B-RAF es produeixen més típicament en persones grans amb antecedents de tabaquisme de cigarrets i tenen una distribució sexual igualitària, amb alguns estudis que mostren una predilecció subtil per a les dones. 39, 41

Les mutacions B-RAF són més freqüents en els adenocarcinomes del pulmó, particularment els adenocarcinomes mal diferenciats amb l’acinar i el creixement sòlid 41 (figures 8 i 9). Igual que en els adenocarcinomes mutats per EGFR, hi ha una elevada incidència del creixement papil·lar i micropapil·lar i de la producció de mucina, tot i que la diferenciació d’anells de signes no és una característica destacada. Els pacients amb mutacions BRAF semblen presentar-se a la fase més alta, i això és cert fins i tot en adenocarcinomes pulmonars de baixa fase clínicament resectats en què les mutacions BRAF estan lligades a metàstasis intralobars altes, amb nòduls satèl·lits i malalties nodals inesperades.

Image

Adenocarcinoma mutat per BRAF. La majoria d’aquests adenocarcinomes són d’alt grau, amb creixement sòlid, acinar i papil·lar.

Imatge a mida completa

Image

Adenocarcinoma mutat per BRAF. Aquests adenocarcinomes són heterogenis i poden tenir un creixement papil·lar, neuropapilar i lípid, sovint amb epiteli que segrega mucina.

Imatge a mida completa

Com es va assenyalar anteriorment, les mutacions BRAF sovint es produeixen al lloc V-600E, a EXON 15. Actualment, no hi ha un bon assaig d’hibridament immunohistoquímic o de fluorescència in situ per a mutacions BRAF, i cal que aquestes mutacions es puguin avaluar mitjançant seqüenciació directa de l’ADN. 41

A causa de l'èxit en el tractament de melanomes malignes amb mutacions BRAF, hi ha la percepció que aquest subgrup d'adenocarcinomes pulmonars s'hauria de valorar de manera agressiva per a la identificació d'agents terapèutics dirigits a la via BRAF. Aquests agents com el PLX4032 poden tenir un efecte significatiu en els estudis de Fase I sobre adenocarcinoma pulmonar en fase alta amb mutació BRAF.

Resum

El carcinoma pulmonar ha estat una sentència de mort per a pacients al segle XX i XXI. Aquests pacients solen presentar malalties d’estadi elevat, i la teràpia convencional de quimiradiació per a aquests pacients ha donat lloc a només un augment mínim de la supervivència lliure de progressió entre un 5 i un 15% dels pacients que van rebre aquesta teràpia. Les proves moleculars han identificat un subgrup de pacients, inferior al 50%, que té mutacions genètiques específiques per a les quals hi ha disponibles nous agents terapèutics. Actualment, la majoria de les valoracions d’aquests agents s’han centrat en pacients amb malaltia d’estadi elevat en assaigs de Fase I, però aquests assaigs són extremadament prometedors. Aquest optimisme pot relacionar-se amb el fet que aquests carcinomes són genèticament "senzills", ja que estan dominats per una sola alteració molecular. No obstant això, en la patologia quirúrgica diagnòstica, si podem identificar aquests subgrups mitjançant avaluació histològica i proves posteriors auxiliars, el pronòstic a llarg termini dels pacients amb adenocarcinoma pulmonar pot millorar.