Ανίχνευση του μεταλλαγμένου γονιδίου KRAS σε κυκλοφορούν ελεύθερο DNA πλάσματος και του μεταγράφου του σε αιμοπετάλια ασθενών με καρκίνο του παχέος εντέρου και μελέτη της κλινικής τους χρησιμότητας στην παρακολούθηση της νόσου

Abstract

BACKGROUND: Liquid biopsies are emerging as attractive alternatives to classic tumor tissue biopsyproviding access to the molecular signature of the tumor while avoiding interventional techniques and their accompanying possible complications. AIM: The aim of this study was to investigate the role of liquid biopsies in patients with metastatic colorectal cancer. More specifically, the concordance of the results provided through tissue biopsy with the results of liquid biopsy based on circulating tumor DNA using NGS and digital PCR BEAMing were investigated. PATIENTS AND METHODS: In total 56 patients with diagnosed metastatic colorectal cancer consented to participate in this study. Tissue was processed using NGS technique aiming at the identification of mutations in 23 genes. At the same time NGS was also applied in circulating tumor DNA isolated from patient’s plasma aiming at identification of possible mutations in a broad gene panel and furthermore investigation of KRAS mutations using digital PCR BEAMing was also performed. During disease progression NGS was again applied in circulating tumor DNA. RESULTS: Metastatic colorectal cancers carry mutations in genes apart from RAS and BRAF, such as TP53, PIK3CA, FBXW7, APC with an incidence of approximately 20%. With the application of NGS in tumor tissue and circulating tumor DNA, the concordance of the incidence of KRAS mutations was estimated at 80% while for BRAF mutations it was found to be 100%. Overall agreement for KRAS, NRAS and BRAF mutations was 94%. Using digital PCR BEAMing in circulating tumor DNA RAS mutations were identified in 47,4 % while the use of NGS resulted in identification of RAS mutations in 55% of the cases. When comparing the results of tumor tissue processing with the application of both NGS and digital PCR BEAMing , total agreement for the three method was approximately 74%. When comparing NGS and digital PCR BEAMing application in circulating tumor DNA, total agreement for the identification of RAS mutations was high, reaching 93%. When NGS was applied in circulating tumor DNA at disease progression, the molecular signature of the tumor was different compared to baselinetesting. CONCLUSION: The overall agreement between tissue profiling and circulating tumor DNA profiling is encouraging regarding the possible application of liquid biopsies in colorectal cancer cases. The ability to monitor disease evolution in real time under the selective pressure of applied therapy further broadens the potential of liquid biopsies in colorectal cancer management and therapeutics.

ΕΙΣΑΓΩΓΗ: Η υγρή βιοψία έχει εμφανιστεί τα τελευταία χρόνια σα μια ελκυστική μέθοδος για τηνπρόσβαση στο γενετικό υλικό των όγκων και τη χαρτογράφηση του μοριακού τους υπόβαθρου. Με τη χρήση της αποφεύγεται η παρεμβατική βιοψία και οι επακόλουθες πιθανές επιπτώσεις της .ΣΚΟΠΟΣ: Σκοπός της μελέτης αυτής ήταν η διερεύνηση της κλινικής αξίας της υγρής βιοψίας σεασθενείς με μεταστατικό κολοορθικό καρκίνο. Συγκεκριμένα διερευνήθηκε η συμφωνία τωναποτελεσμάτων που παρέχονται από την εξέταση του ιστού των ασθενών με μεταστατικό κολοορθικό καρκίνο με τα αποτελέσματα της υγρής βιοψίας βασισμένης στο ελεύθερο κυκλοφορούν DNA του όγκου στο πλάσμα του περιφερικού αίματος των ασθενών. Επιπρόσθετα έγινε και διερεύνηση του μοριακού προφίλ του όγκου κατά την επιδείνωση της νόσου. ΥΛΙΚΟ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ: Συνολικά 56 ασθενείς με διαγνωσμένο μεταστατικό καρκίνο του παχέος εντέρου μετά από ενημέρωση και συγκατάθεση συμμετείχαν στη μελέτη. Στον ιστό των ασθενών κατά τη διάγνωση έγινε έλεγχος ύπαρξης μεταλλάξεων σε 23 γονίδια με τη χρήση τεχνικής αλληλούχισης επόμενης γενιάς . Την ίδια στιγμή εφαρμόστηκε έλεγχος με τεχνική αλληλούχισης επόμενης γενιάς σεδείγματα αίματος των ασθενών για τον έλεγχο ύπαρξης μετάλλαξης σε ένα σύνολο γονιδίων αλλά και έλεγχος RAS μεταλλάξεων με ψηφιακή PCR BEAMing. Κατά την πρόοδο νόσου επαναλήφθηκε ο έλεγχος σε δείγματα αίματος με την τεχνική αλληλούχισης επόμενης γενιάς όπως είχε διενεργηθεί και κατά τη διάγνωση. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: Με την εφαρμογή της μεθόδου αλληλούχισης επόμενης γενιάς στο πλάσμα του περιφερικού αίματος η ανίχνευση των RAS μεταλλάξεων εμφάνισε συμφωνία 80% με τον έλεγχο του ιστού και για τις μεταλλάξεις του BRAF υπήρξε απόλυτη ταύτιση. Η συνολική συμφωνία για τις KRAS, NRAS και BRAF μεταλλάξεις διαμορφώθηκε στο 94%. Με τη χρήση της ψηφιακής PCR BEAMing η ανίχνευση RAS μεταλλάξεων ήταν εφικτή στο 47,4% των ασθενών ενώ με τη μέθοδο αλληλούχισης επόμενης γενιάς στον ιστό ανιχνεύθηκε σε ποσοστό 55% των ασθενών. Συγκρίνοντας τα αποτελέσματα από τον έλεγχο του ιστού με τα αποτελέσματα των δύο μεθόδων υγρής βιοψίας η συνολική συμφωνία για την ανίχνευση της RAS μετάλλαξης και των τριών μεθόδων αγγίζει το 74%. Η συμφωνία στην ανίχνευση μεταλλάξεων του RAS γονιδίου με τις δύο μεθόδους υγρής βιοψίας αγγίζει το 93%. Κατά την επιδείνωση της νόσου παρατηρήθηκαν διαφοροποιήσεις στη μοριακή υπογραφή των όγκων μετά την εφαρμογή θεραπείας. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ: Η σύμπτωση των αποτελεσμάτων που προέκυψαν μεταξύ του μοριακού προφίλτου ιστού και του μοριακού προφίλ του κυκλοφορούντος καρκινικού DNA είναι ενθαρρυντική για τημελλοντική εφαρμογή της υγρής βιοψίας στην κλινική διαχείριση του κολοορθικού καρκίνου. Ηδυνατότητα παρακολούθησης της εξέλιξης της νόσου χρονικά με την ανίχνευση σε πραγματικό χρόνο των αλλαγών που υφίσταται ο όγκος σε μοριακό επίπεδο υπό την επίδραση της θεραπείας διευρύνει το πεδίο εφαρμογών της υγρής βιοψίας στη θεραπευτική του κολοορθικού καρκίνου.