biochemiczne markery raka jelita grubego – teraźniejszość i Przyszłość

wprowadzenie

rak jelita grubego (CRC) jest jednym z najczęstszych nowotworów na świecie, z ponad milionem nowych przypadków rocznie. CRC jest drugą główną przyczyną zgonów na raka w Stanach Zjednoczonych.1 w ostatnich latach zaobserwowano wzrost zachorowalności na raka jelita grubego u osób młodszych (w wieku<50 lat). Począwszy od początku 1990 roku, częstość występowania wzrosła wśród młodszych dorosłych z 8,6 na 100,000 w 1992 roku do 12.5 na 100 000 w 2015 r., co stanowi ogólny wzrost o 45%.2, 3 z czasem częstość występowania CRC zwiększa się u młodszych pacjentów. W Chinach, ze względu na zmiany w diecie i stylu życia, zachorowalność związana z CRC rośnie, a CRC ostatnio zaczął dotykać młodszych ludzi. Jednym z głównych czynników ryzyka raka jelita grubego jest otyłość, stan zazwyczaj oceniane przy użyciu skali znanej jako wskaźnik masy ciała (BMI).4 podstawowa etiologia CRC obejmuje zarówno zmienność genetyczną, jak i ekspozycję na środowisko. Zasugerowano, że interakcja między wariantami genetycznymi a środowiskowymi czynnikami ryzyka, znana jako interakcja genu ze środowiskiem, może również przyczynić się do zwiększenia ryzyka CRC.5 większość przypadków wynika ze złych wzorców żywieniowych, odporności gospodarza i czynników stylu życia, takich jak palenie tytoniu, niski poziom aktywności fizycznej i otyłość. Inne zaburzenia żołądkowo-jelitowe, takie jak choroba zapalna jelit charakteryzująca się przewlekłym zapaleniem, zakłóceniem błony śluzowej i nadmierną produkcją reaktywnych form tlenu, działają jako czynniki ryzyka wystąpienia raka. W ostatnich latach pojawił się nowy i niezwykły czynnik w rozwoju raka i innych pokrewnych chorób jelitowych; mikrobiota przewodu pokarmowego.6 Rakotwórczość jest procesem długim, złożonym i stopniowym. Rokowanie u pacjentów z rakiem jelita grubego jest skorelowane z stadium patologicznym w momencie wykrycia i bardzo ważne jest znalezienie markerów, które wykryłyby nowotwór złośliwy tak wcześnie, jak to możliwe.7 dlatego konieczne jest poszukiwanie nowych markerów biochemicznych we krwi. Rak jelita grubego jest poważną chorobą, która charakteryzuje się szybkim postępem, inwazyjnością i wysoką odpornością na leczenie. Diagnozowanie CRC na wczesnym etapie nie jest łatwe, ponieważ rak jest często bezobjawowy. Badania przesiewowe wymagają narzędzi i metod, które są zarówno bardzo wrażliwe i specyficzne podczas diagnozowania wczesnych stadiów raka. Muszą być bezpieczne, tanie i powszechnie akceptowane. Marker nowotworowy można wykryć w tkance guza litego, w węźle chłonnym, szpiku kostnym, krwi obwodowej lub innych materiałów biologicznych (mocz, wodobrzusze i stolec).8 rozpoznano kilka markerów raka jelita grubego, w tym antygen rakotwórczy (CEA), antygen węglowodanowy (CA 19,9), tkankowy antygen swoisty dla polipeptydów (TPS), glikoproteinę związaną z guzem-72 (TAG-72) i hematopoetyczne czynniki wzrostu (HGF-s) i są one akceptowane w rutynowej praktyce klinicznej.9 pierwsze badanie diagnostyczne jest często prostym, nieinwazyjnym i niedrogim badaniem krwi utajonej w kale (Rysunek 1). Jednak krew z kału jest niespecyficznym wskaźnikiem raka jelita grubego, ponieważ może pochodzić nie tylko ze zmian nowotworowych, ale także z polipów. Endoskopia dystalna, która jest złotym standardem w diagnostyce CRC, umożliwia diagnozowanie zmian w czasie rzeczywistym oraz umożliwia lekarzom wykonanie biopsji docelowej i analizy histopatologicznej. USG endoskopowe, tomografia komputerowa i rezonans magnetyczny (MRI) z pełną oceną kliniczną umożliwiają wybór leczenia terapeutycznego.

ryc. 1 Podział markerów raka jelita grubego.

najnowsze postępy technologiczne i analityczne zwiększyły naukowe badania biomarkerów. W niedalekiej przyszłości spodziewane jest pojawienie się nowych testów moczu o wysokiej skuteczności, które zmniejszyłyby śmiertelność z powodu CRC. W raku jelita grubego do oceny celów predykcyjnych stosuje się markery molekularne (np. mutacje genów KRAS, NRAS, BRAF, PIK3CA) i immunohistochemiczne (np. białka TS, P21, PTEN). Markery molekularne w raku jelita grubego można podzielić na mutacje somatyczne i niestabilność mikrosatelitarną (MSI).

Klasyczne markery nowotworowe

antygen rakotwórczy (CEA) jest antygenem onkofetalowym glikoproteiny, który ulega ekspresji w wielu nowotworach nabłonkowych. To stosunkowo niedrogie badanie krwi, opisane po raz pierwszy przez Golda i Freedmana w 1965 roku, było częścią najbardziej zalecanych strategii nadzoru.CEA jest glikoproteiną, która powstaje w komórkach jelita grubego. Siedemdziesiąt procent pacjentów z CRC mają wysoki poziom CEA podczas diagnozy, co czyni go bardzo dobrym markerem do leczenia i monitorowania choroby po resekcji. Chociaż CEA jest zwykle uważany za marker raka, jego stężenie może być również podwyższone w różnych łagodnych warunkach, w tym w zapaleniu wątroby, zapaleniu trzustki, obturacyjnej chorobie płuc i zapalnej chorobie jelit. Zgodnie z powszechnie przyjętymi jednostkami pomiarowymi wartości do 5 ng / mL są uważane za normalny poziom antygenu we krwi. Zaobserwowano, że te wartości u palaczy, w przypadku wrzodowego zapalenia jelita grubego lub marskości wątroby, mogą być zwiększone do 10 ng/mL11. Tan i wsp. przeprowadzili ilościową metaanalizę 20 badań z udziałem 4285 pacjentów i zbadali charakterystykę działania CEA, gdy jest stosowana do wykrywania nawrotu raka jelita grubego. Ogólna czułość wynosiła 0,64, a swoistość 0,90,12 w badaniu przeprowadzonym przez Chen i wsp. na Tajwanie zbadano, czy wzrost CEA stanowi wartość dodaną w wykrywaniu nawrotów pooperacyjnych. W badaniu z udziałem 4841 pacjentów 999 miało podwyższony wskaźnik CEA (zdefiniowany na poziomie >5 ng/mL) i nawrót choroby. U około trzech czwartych tych pacjentów wykryto nawrót w inny sposób w tym samym czasie, co pierwsze zwiększenie CEA.U 13 pacjentów leczonych z powodu raka jelita grubego stężenie CEA powinno być monitorowane co 3 miesiące. Niestety, wzrost stężenia CEA obserwuje się tylko czasami w pierwszym etapie CRC. Dzieje się to głównie w zaawansowanych stadiach raka. Zwiększone stężenie CEA przed operacją może korelować z niekorzystnym rokowaniem.

CA 19,9 (antygen węglowodanowy) jest glikoproteiną charakteryzującą się dużą masą cząsteczkową, która może być uwalniana do krwi. Marker ten jest stosowany w diagnostyce nowotworów trzustki, jelita grubego i żołądka. Podobnie jak CEA, nie jest specyficzny dla konkretnego typu histologicznego raka i narządu, z którego pochodzi. Vukobrat-Bijedic i wsp. wykazały, że CA 19,9 jest mniej wrażliwy niż CEA.Połączone testy CEA i CA 19,9 mogą zwiększać czułość diagnostyczną w wykrywaniu raka jelita grubego. Ponadto oznaczenie obu tych markerów jest stosowane jako czynnik prognostyczny pooperacyjny w ocenie stopnia zaawansowania choroby i współczynnika przeżycia.15 Nakatani i wsp. w swoich badaniach z 2012 r.dostarczyli danych, że rak jelita grubego znajdujący się w regionie sigma miał bardzo wysokie stężenia CEA i CA19.9.16 nie ma znaczącego wzrostu czułości poprzez połączenie oznaczeń CEA i CA 19.9. Zarówno stężenie CA 19,9, jak i czułość wzrastają wraz z wyższym stadium choroby, nie korelują jednak z lokalizacją guza i liczbą dodatnich węzłów chłonnych. Pacjenci z guzami C Dukesa z przedoperacyjnym stężeniem CA 19,9 wyższym niż 37 J / mL mieli krótszy okres przeżycia wolny od choroby.

Tissue polypeptide specific antigen (TPS) został opisany jako przydatny marker nowotworowy w wielu nowotworach złośliwych i jako czynnik odpowiedzi w monitorowaniu chemioterapii w różnych zaawansowanych rakach przewodu pokarmowego.Jest to pojedynczy sprzężony łańcuch polipeptydu, który jest wytwarzany w różnych fazach cyklu molekularnego (S lub G2), a następnie uwalniany do tkanki po podziale mitotycznym. Antygen tkankowo-polipeptydowy (TPS) jest rozpuszczalnym fragmentem pochodzącym z karboksy-końcowego końca cytokeratyny 18. Wysokie stężenie TPS jest markerem aktywności guza, ale niekoniecznie masy guza. Poziom TPS we krwi, silnie związany z proliferacją komórek nowotworowych, jest funkcją szybkości podziału komórek. Oszacowanie swoistego antygenu tkankowego polipeptydu może być stosowane we wczesnych stadiach nowotworów. Wysoki poziom swoistego antygenu tkankowego polipeptydu występuje u około 60-80% pacjentów z rakiem jelita grubego.Wskaźnik przeżycia był znacząco niższy u pacjentów z początkowo większymi stężeniami TPS. Powtarzane oznaczanie stężenia TPS podczas leczenia może mieć znaczenie kliniczne, zwłaszcza jako marker braku odpowiedzi. Dlatego TPS jest lepszy od powszechnie stosowanego CEA.U pacjentów bezobjawowych, którzy wymagają aktywnego leczenia ze względu na ogólnie złe rokowanie, zmiany podwyższonego poziomu TPS wydają się przydatne w określaniu długości leczenia.

glikoproteina związana z guzem-72 (TAG-72) jest glikoproteiną utworzoną w komórkach śródbłonka dróg żółciowych, nabłonku żołądka lub miednicy nerkowej. Jest to cząsteczka podobna do mucyny o masie molowej ponad 1000 kDa. TAG-72 znajduje się na powierzchni wielu komórek nowotworowych, w tym komórek jelita grubego, jajnika, piersi i trzustki.Guadagni i wsp. wykazali, że stężenia TAG-72, CEA, CA 19,9 w surowicy były podwyższone odpowiednio u 43%, 43% i 27% pacjentów z rakiem jelita grubego. Wskazane jest oznaczanie TAG-72 wraz z innymi markerami, głównie CEA. Sześćdziesiąt jeden procent pacjentów miało co najmniej jeden marker z podwyższonym poziomem podczas pomiaru tych trzech markerów.

Analiza ctDNA w próbkach krwi obwodowej, tak zwane biopsje płynne, może potencjalnie rozpoznawać wczesne stadium wykrywania CRC i służyć jako narzędzie prognostyczne, monitorujące i prognostyczne. W wielu badaniach opisano zastosowanie markerów metylacji ctDNA do diagnozowania i rokowania raka jelita grubego. Do tej pory najwyższą dokładność wykrywania CRC uzyskano poprzez analizę HIPERMETYLACJI SEPT9, szczególnie w panelach zespolonych. Wysoka czułość do 100% i specyficzność do 97% metylacji SEPT9 analizy ctdna sugerują rolę diagnostyczną dla tego markera kandydującego.Ponadto Lou i wsp. wykazali, że pojedynczy marker metylacji ctDNA, cg10673833, może dawać wysoką czułość (89,7%) i swoistość (86,8%) do wykrywania CRC i zmian przedrakowych w populacji wysokiego ryzyka w prospektywnym badaniu kohortowym.W kilku badaniach stwierdzono, że nieprawidłowa metylacja septin9 (mSEPT9) we krwi może być stosowana jako wczesny marker diagnostyczny raka jelita grubego. Stosując najnowszy test mSEPT9 drugiej generacji, Zhi Yao Ma i wsp. stwierdzili znacznie wyższą czułość mSEPT9 niż CEA w diagnostyce CRC (73,2% vs 48,2%; P < 0,001), szczególnie u pacjentów z rakiem w stadium II i III.24 Toth i wsp. odnotowali podobne wyniki, z odpowiednimi czułościami 95,6% (88/92) i 51,8% (14/27) oraz swoistościami 84,8% i 85,2% dla mSEPT9 i CEA20.25 w innym niedawnym badaniu wykazano również, że mSEPT9 ma wyższą wartość diagnostyczną niż CEA zarówno dla czułości (61,8% vs 35,0%), jak i swoistości (89,6% vs 62,6%).

Insulinopodobne białko wiążące czynnik wzrostu 2 (IGFBP-2) jest zewnątrzkomórkowym białkiem, które wiąże insulinopodobny czynnik wzrostu 2 (IGF-2) i, z mniejszym powinowactwem, insulinopodobny czynnik wzrostu 1 (IGF-1). IGFBP-2 odgrywa ważną rolę w progresji raka z udziałem białka szoku cieplnego 27 i przerzutach. W trzech badaniach stwierdzono istotne zwiększenie stężenia IGFBP-2 w surowicy u pacjentów z rakiem jelita grubego.27,28

ostatnio jako czynniki prognostyczne stosowano kilka markerów zapalnych, w tym stosunek neutrofilów do limfocytów (NLR) przed leczeniem, ponieważ uważa się, że odpowiedź zapalna gospodarza na raka determinuje postęp choroby.Dimitriou i wsp. odkryli, że u pacjentów z CRC, NLR przed leczeniem powyżej 4,7 jest słabym czynnikiem prognostycznym dla przeżycia wolnego od choroby, przeżycia 5-letniego i przeżycia całkowitego. Słabe działanie prognostyczne NRL jest nasilone u pacjentów z CRC w stadium II.

stężenie IGFBP-2 wydaje się być czynnikiem prognostycznym, który silnie koreluje z całkowitym przeżyciem.Białko szoku cieplnego 60 (HSP60) jest kluczowym czynnikiem biorącym udział w zapaleniach, a stężenie hsp60 w surowicy może być również zwiększone u pacjentów z patologiami zapalnymi, takimi jak wrzodziejące zapalenie jelita grubego i choroba Leśniowskiego-Crohna.31 Vocka i wsp. wskazali, że serum HSP60 może być stosowane jako skuteczny biomarker prognostyczny CRC o tej samej czułości co CEA i lepszej czułości niż CA19-9.

hematopoetyczne czynniki wzrostu

komórki raka jelita grubego są zdolne do wytwarzania hematopoetycznych czynników wzrostu (HGFs). Czynnik komórek macierzystych (SCF), czynnik stymulujący tworzenie kolonii makrofagów (m-CSF) i czynnik stymulujący tworzenie kolonii granulocytów (GM-CSF) są członkami cytokin glikoprotein zwanych czynnikami stymulującymi tworzenie kolonii (CSF) lub HGF. Hematopoetyczne czynniki wzrostu biorą udział w regulacji wzrostu i rozprzestrzeniania się raka. HGF regulują proliferację krwiotwórczych komórek progenitorowych i mogą również wpływać na proliferację komórek niehematopoetycznych (ryc. 2). Receptory powierzchniowe komórek HGF zostały wykryte w liniach komórkowych raka jelita grubego i stymulacja proliferacji komórek nowotworowych następuje za pośrednictwem tych receptorów. Kilka badań wykazało, że HGFs może również stymulować proliferację komórek niehematopoetycznych, a działanie tych cytokin nie ogranicza się do komórek szpiku kostnego.32 HGF może działać na tkankę nowotworową w sposób autokrynny lub na tkanki pomocnicze i naczynia krwionośne w celu wytworzenia środowiska sprzyjającego rozwojowi raka. Receptory HGFs zostały wykryte w liniach komórkowych raka jelita grubego, a stymulacja receptorów CSFs indukowała proliferację komórek nowotworowych. HGFs może również indukować normalne komórki, takie jak makrofagi związane z guzem (TAM) i komórki śródbłonka, do produkcji dodatkowych cytokin, które wspierają proces złośliwy. Wykazano, że kilka linii komórkowych nowotworu złośliwego wydziela duże ilości CSF. Mroczko i wsp. stwierdzili, że stężenie M-CSF i czynnika wzrostu kolonii granulocytów (G-CSF) we krwi było znacząco wyższe u pacjentów z rakiem jelita grubego w porównaniu z grupą kontrolną.Poziom obu markerów był zależny od stopnia zaawansowania guza, ale tylko M-CSF wykazywał znaczące różnice. Ponadto stwierdzono, że stężenie m-CSF w surowicy było wyższe u pacjentów z węzłami chłonnymi lub przerzutami odległymi. Swoistość diagnostyczna i czułość M-CSF wynosiły odpowiednio 95% i 65%. Wszystkie kryteria diagnostyczne, takie jak czułość, swoistość i pole pod krzywą ROC, były niższe dla G-CSF niż dla m-CSF. Dlatego M-CSF wydaje się być lepszym markerem niż G-CSF w diagnostyce i rokowaniu raka jelita grubego. Inne badania wykazały podwyższony poziom kilku prozapalnych cytokin, takich jak interleukina-6 (IL 6), interleukina – 8 (IL 8), czynnik martwicy nowotworu-α (TNF-α) i białka ostrej fazy u pacjentów z rakiem jelita grubego i innymi nowotworami złośliwymi.34,35 Mroczko i wsp. wykazali potencjalną rolę czynnika komórek macierzystych i interleukiny-3 (IL 3) jako markerów nowotworowych raka jelita grubego, zwłaszcza w połączeniu z CEA i CA19-9.36

ryc. 2 rola hematopoetycznych czynników wzrostu i ich receptorów w rozwoju nowotworu.

enzymy

nowo przeprowadzone badania Jelskiego i wsp. nad zastosowaniem enzymów jako markerów raka jelita grubego, w tym dehydrogenazy alkoholowej (ADH), katepsyny D i egzoglikozydaz lizosomalnych wykazały, że aktywność dehydrogenazy alkoholowej jest znacznie wyższa w komórkach nowotworowych niż w zdrowych tkankach, a aktywność dehydrogenazy aldehydowej (ALDH) nie różni się między zdrowymi tkankami a tkankami nowotworowymi. Aktywność ADH wydaje się nieproporcjonalnie większa w porównaniu z aktywnością ALDH w tkance nowotworowej. Sugerowałoby to, że komórki nowotworowe mają większą zdolność utleniania etanolu i znacznie mniejszą zdolność usuwania aldehydu octowego niż zdrowe tkanki. Stężenie aldehydu octowego może zwiększyć się w tkance nowotworowej i zintensyfikować karcynogenezę. Co więcej, te same badania wykazały, że tylko aktywność ADH I (najważniejszego izoenzymu jelita grubego dehydrogenazy alkoholowej) jest znacznie wyższa w raku jelita grubego niż w zdrowych komórkach jelita grubego.Wysoka aktywność enzymów w tkankach nowotworowych odbija się na wzroście ich poziomu we krwi. Całkowita aktywność ADH w surowicy uległa zmianie w trakcie CRC. Wzrost całkowitej aktywności dehydrogenazy alkoholowej był pozytywnie skorelowany z izoenzymem klasy i ADH, więc przyczyną zwiększenia całkowitej aktywności dehydrogenazy alkoholowej w surowicy w przebiegu raka jelita grubego jest podwyższenie izoenzymów ADH klasy I.Ponadto całkowita aktywność ADH i ADH I w surowicy była raczej wyższa u pacjentów z rakiem jelita grubego w bardziej zaawansowanym stadium. Czułość diagnostyczna dla ADH I wynosiła 76%, swoistość 82%, dodatnie i ujemne wartości predykcyjne odpowiednio 85% i 74%. Obszar pod krzywą charakterystyki operacyjnej odbiornika (Roc) dla ADH I wynosił 0,72. Wyniki te sugerują potencjalną rolę ADH (zwłaszcza ADH I) jako markerów raka jelita grubego, ale konieczne jest dalsze badanie i potwierdzenie poprzez prospektywne badanie.Ocena aktywności dehydrogenazy alkoholowej może być przeprowadzona w większości laboratoriów.

rozwój raka jelita grubego i jego przerzutów może być wspierany przez egzoglikozydazy uwalniane przez makrofagi.40,41 Szajda i wsp. wykazali znaczny wzrost aktywności N-acetylo-β-D-heksozaminidazy, jej izoenzymów A i B we krwi i moczu pacjentów z CRC.Waszkiewicz i wsp. stwierdzili, że wysoki poziom katepsyny D jest spowodowany zwiększonym rozpadem i odbudową gniazd glikokoniugatów w gruczolakoraku jelita grubego.Egzoglikozydazy lizosomalne są niespecyficzne. Ich aktywność jest również wysoka w innych nowotworach, takich jak tarczyca, nerki, trzustka, jajniki, a także w takich chorobach jak idiopatyczne zapalenie stawów nadciśnienie tętnicze, kłębuszkowe zapalenie nerek lub po przeszczepieniu wątroby.43-46

aktywność dekarboksylazy Ornitynowej (ODC) jest wyższa w raku jelita grubego i zwiększa się stopniowo od normalnego, przez gruczolakowaty, do nowotworowego. Wykazano, że aktywność ODC w mikroskopowo normalnej tkance jelita grubego u pacjentów z CRC jest wyższa niż w normalnym okrężnicy u pacjentów bez CRC.47

krążące komórki nowotworowe (CTCs)

w przypadku raka (w tym raka jelita grubego), śmierć jest rzadko spowodowana przez samego guza pierwotnego, ale jest wynikiem oznaczenia, tj. odległych przerzutów, które mogą rozwinąć się lata po wycięciu guza pierwotnego. U pacjentów z przerzutowym CRC zgłaszano występowanie krążących komórek nowotworowych (CTC) jako niezależnego predyktora całkowitego i wolnego od progresji przeżycia. Istnieją co najmniej trzy zalety CTCs. Pierwszym z nich jest monitorowanie skuteczności leczenia pacjentów z CRC. Drugi to molekularna charakterystyka wychwyconych CTCs do ukierunkowanego leczenia, a trzeci to uprawa wychwyconych CTCs do testowania wrażliwości na leki. Wszystkie te podejścia pozwalają naukowcom rozpoznać i reagować na zmiany fenotypu komórek nowotworowych podczas progresji choroby i wprowadzić spersonalizowaną medycynę do praktyki klinicznej. Pomimo obiecujących wyników, decyzje dotyczące stadium choroby i leczenia adiuwantowego nadal nie uwzględniają wyników CTC. Wynika to w dużej mierze z braku standaryzowanych i zautomatyzowanych systemów detekcji CTC, takich jak CellSearch, który obecnie zajmuje dominującą pozycję w dziedzinie urządzeń detekcji CTC.Rola CTCs jako markerów prognostycznych pierwotnego raka jelita grubego została opisana w wielu badaniach.49,50 wykrycie CTC w surowicy pacjentów po resekcji jelita grubego, wątroby lub wielu innych przerzutów jest związane z rokowaniem choroby. W 2008 roku System CellSearchTM (Veridex LCC, Raritan, NJ, USA) został zatwierdzony przez Amerykańską Agencję Żywności i Leków (FDA) jako narzędzie diagnostyczne do identyfikacji i liczenia CTCs w próbkach krwi u pacjentów z przerzutowym rakiem jelita grubego. W porównaniu z innymi technikami, takimi jak odwrotna transkrypcyjna reakcja łańcuchowa polimerazy (RT-PCR), System CellSearchTM jest doskonałą platformą do wykrywania CTC w warunkach klinicznych. Zatwierdzony przez FDA System CEllSearchTM i dwa panele przeciwciał przeciwko cytokeratynom: cytokeratyna 8, 18 i 19 (CK8 / 18/19) i CK8/18/19/20, zostały wykorzystane do wykrywania CTCs. Cytokeratyna 20 (CK20) jest dobrze znanym markerem nabłonka jelita grubego. Welinder i wsp. sugerują, że CK20 jest biomarkerem CTCs u pacjentów z rakiem jelita grubego z przerzutami.51 znaczenie tematu CTC staje się widoczne w kontekście szybkiej integracji oceny mutacji K-ras w codziennej praktyce onkologów. Ocena obecności mutacji K-ras w komórkach nowotworowych u pacjentów leczonych inhibitorami kinazy tyrozynowej receptora naskórkowego czynnika wzrostu (EGFR) (TKIs) została przeprowadzona przez Pao i wsp.Badanie to sugerowało związek między mutacjami K-ras a brakiem odpowiedzi na leczenie EGFR-TKIs. Oprócz określenia statusu CTC K-ras, ocena innych genów w wychwytywanym CTC może poprawić predykcyjną odpowiedź na leczenie. Gazzaniga i wsp. określili profil ekspresji białek związanych z opornością wielolekową (MRP) u pacjentów z rozpoznaniem CRC w CTCs wyizolowanych z krwi obwodowej.

mutacje K-RAS

ocena mutacji w KRAS jest przykładem zastosowania testu molekularnego potrzebnego do wprowadzenia terapii celowanej w określonej grupie pacjentów, w tym przypadku pacjentów z rakiem jelita grubego. Obecnie badania te są niezbędne do podjęcia decyzji o leczeniu tych grup pacjentów. Gen KRAS koduje małe białko, które bierze udział w aktywacji kaskady ścieżek sygnałowych, w tym szlaku sygnałowego receptora dla czynnika wzrostu funkcji naskórka (receptor czynnika wzrostu naskórka-EGFR), który jest uważany za podstawowy w regulacji życia, wzrostu i transformacji nowotworowej komórek nabłonkowych.54 białko RAS działa jako przetwornik sygnału z aktywowanego EGFR. Aktywacja EGFR (poprzez połączenie z ligandem) prowadzi do aktywacji RAS RAF / MAPK i PI3K / AKT oraz zwiększonej proliferacji i hamowania apoptozy komórek nowotworowych. W wyniku mutacji w RAS powstaje białko kodowane przez zmutowany gen, które z powodu trudnej hydrolizy nadal pozostaje w formie aktywnej (RAS-GTP). W komórkach z mutacją w KRAS istnieje stała transdukcja sygnału, która indukuje mitogenezę, niezależnie od tego, czy aktywowany jest receptor EGF. Analiza mutacji w KRAS umożliwia rozwarstwienie pacjentów z przerzutowym rakiem jelita grubego do leczenia anty-EGFR mAb, a mutacje w KRAS są negatywnym predyktorem tej terapii.55 mutacji KRAS w raku jelita grubego występuje najczęściej w kodonach 12, 13 eksonu 2 (w prawie 40% nowotworów jelita grubego), rzadziej aktywując mutacje KRAS w kodonach 59, 61, 117 i 146. Stwierdzono związek lokalizacji raka jelita grubego i miejsca przerzutów z obecnością mutacji w KRAS. U pacjentów z mutacjami kodonów 12 i 13 prawdopodobieństwo wystąpienia raka jelita grubego po prawej stronie jelita grubego było większe niż u pacjentów bez mutacji KRAS.56

podsumowanie – Diagnostyka CRC w przyszłości

zastosowanie markerów nowotworowych w badaniach przesiewowych i interwencja w pierwszych stadiach raka jelita grubego może znacznie zmniejszyć śmiertelność z powodu raka jelita grubego. Liczne badania nad rakiem jelita grubego wykorzystują modele zwierzęce.57-59 spośród wszystkich zwierząt, mysz jest najczęściej używanym modelem zwierzęcym w badaniach nad karcynogenezą i głównym modelem w badaniach biomedycznych. Porównując ludzki genom z zwierzęcym genomem, możliwe jest lepsze zrozumienie struktury i funkcji ludzkich genów i zastosowanie tej wiedzy do badania ludzkich chorób w celu opracowania nowych strategii i mechanizmów zapobiegania, wykrywania i leczenia CRC. Dostępność rekombinowanych wsobnych paneli mysich oraz istnienie transgenicznych, knock-out i knock-in modeli genetycznych dodatkowo zwiększają wartość badań na zwierzętach. Obecne Postępowanie z mCRC obejmuje różne aktywne leki, w połączeniu lub jako pojedyncze środki, ale efekty dostępnych strategii leczenia mCRC są często tymczasowe, z opornością i progresją choroby rozwijającą się u większości pacjentów.W związku z tym pilnie potrzebne są nowe strategie leczenia. Terapie celowane, oparte na wykorzystaniu przeciwciał monoklonalnych skierowanych przeciwko receptorowi naskórkowego czynnika wzrostu (EGFR) i naczyniowego czynnika wzrostu śródbłonka (VEGF), okazały się obiecujące. Na podstawie obecności specyficznych receptorów dla peptydów podwzgórzowych w różnych ludzkich nowotworach, w tym CRC, Engel i wsp.opracowali ukierunkowane analogi cytotoksyczne somatostatyny (SST) i LHRH związane z doksorubicyną lub 2-pirolinodoksorubicyną.61

rzeczywiste zrozumienie podstawowej biologii inicjacji i rozwoju raka potwierdziło, że mutacje genów supresorowych i onkogenów można zidentyfikować w płynach ustrojowych, które drenują z narządów dotkniętych nowotworem. Analiza pojedynczych markerów w rozpoznawaniu i rokowaniu choroby ma zastosowanie, ale często wiąże się z niską czułością i swoistością w rutynowej praktyce medycznej (Tabela 1). Ogólne wyniki wielu autorów, przedstawione powyżej, sugerują przydatność HGF w surowicy, enzymów, a zwłaszcza klasycznych markerów nowotworowych w diagnostyce i rokowaniu pacjentów z CRC.

Tabela 1 kryteria diagnostyczne markerów raka jelita grubego

najlepszym sposobem wydaje się być określenie co najmniej dwóch lub więcej markerów jednocześnie, aby zwiększyć ich użyteczność diagnostyczną. Analiza krążących komórek nowotworowych może być częścią integracyjnego podejścia medycznego do diagnostyki multimodalnej, indywidualnych profili pacjentów, specyficznych dla choroby wzorców biomarkerów i indywidualnego leczenia. Ostatnio postęp technologiczny i analityczny zwiększył naukowe badania biomarkerów. W niedalekiej przyszłości spodziewamy się pojawienia się nowych testów moczu o wysokiej skuteczności, które zmniejszyłyby śmiertelność z powodu CRC. W raku jelita grubego do oceny celów predykcyjnych stosuje się markery molekularne (np. mutacje genów KRAS, NRAS, BRAF, PIK3CA) i immunohistochemiczne (np. białka TS, P21, PTEN). Markery molekularne w raku jelita grubego można podzielić na mutacje somatyczne i niestabilność mikrosatelitarną (MSI). Płynne biopsje mogą poprawić diagnostykę, prognostykę i monitorowanie raka jelita grubego (CRC). Mutacja, chromosomalna zmiana liczby kopii, i metylacja analiza w circulating tumor DNA (ctdna) od osocza lub surowicy zyskali Wielki zainteresowanie. Jednak literatura na temat preferowanych markerów kandydujących jest niespójna, co utrudnia jasny kierunek dalszych badań i tłumaczenia klinicznego. Kompleksowy przegląd kandydujących markerów ctdna pokazuje, że analiza metylacji SEPT9 jest obiecująca w wykrywaniu CRC, a analiza mutacji KRAS może pomóc w prognozowaniu i monitorowaniu. Perspektywiczna ocena paneli markerowych w procesie podejmowania decyzji klinicznych powinna uwzględniać analizę ctDNA.