Abstract
Mutasjoner i TP53-genet er svært vanlig i kreft hos mennesker, og er assosiert med dårlig klinisk utfall. Transgene musemodeller som mangler Trp53 genet eller som uttrykker mutant Trp53 transgener produsere svulster med maligne egenskaper i mange organer. Vi har tidligere vist at transkriptomet av et p53-manglende mus hudkarsinom modell for å være tilsvarende de humane kreftformer med TP53 mutasjoner og forbundet med dårlige kliniske resultater. Denne rapporten viser at mye av 682-genet tegningen av denne murine hudkarsinom transkriptomet er også til stede i bryst og lungekreft musemodeller der p53 er hemmet. Videre rapporterer vi validert gen-uttrykk-baserte tester for å forutsi klinisk resultat av menneskelig bryst og lunge adenokarsinom. Det ble funnet at menneskelige pasienter med kreft kan bli stratifisert basert på likheten av deres transkriptomet med musen hudkarsinom 682-genet signatur. Resultatene gir også nye mål for behandling av p53-defekt svulster
Citation. Dueñas M, Santos M, Aranda JF, Bielza C, Martínez-Cruz AB, Lorz C, et al. (2012) Mouse p53-Mangelkreft Modeller som plattformer for Innhenting Genomisk Prediktorer for kreft hos mennesker Kliniske utfall. PLoS ONE 7 (8): e42494. doi: 10,1371 /journal.pone.0042494
Redaktør: Lucia R. Languino, Thomas Jefferson University, USA
mottatt: Mai 29, 2012; Godkjent: 06.07.2012; Publisert: 07.08.2012
Copyright: © Dueñas et al. Dette er en åpen-tilgang artikkelen distribueres under betingelsene i Creative Commons Attribution License, som tillater ubegrenset bruk, distribusjon og reproduksjon i ethvert medium, forutsatt den opprinnelige forfatteren og kilden krediteres
Finansiering:. Oncocycle S2006 /BIO-0232 (CAM), ISCIII-Retic- RD06 /0020 (MICINN), og SAF2008-00121 (MICINN). J.M.P. var mottakeren av en bevilgning fra Fundación Sandra Ibarra. Finansiører hadde ingen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet
Konkurrerende interesser:. Forfatterne har lest journalen politikk og har følgende konflikter: RG-E. , J.-MP, ABM-C., MS, PL og C.B. holde to patenter for de genomiske testene som er beskrevet i denne studien. Patent 1: Oppfinnere: R. García Escudero, A.B. Martínez Cruz, M. Santos Lafuente og J.M. Paramio, Tittel: Genomisk fingeravtrykk av brystkreft, Be N °: PCT /ES2009 /07028, Prioritet land: Spania, Prioritet Dato: 01 /juli /2009, Organism: CIEMAT. 2. Oppfinnere: R. García Escudero, JM Paramio, Pedro Larrañaga, og Concepción Bielza, Tittel: Predictor test av global overlevelse i lunge adenokarsinom, Be N °: P201031626, Prioritet land: Spania, Prioritet Dato: 05 /november /2010, organisme: CIEMAT og UPM. I forbindelse med sysselsetting, rådgivning, eller produkter i utvikling forfatterne erklærer ingen interessekonflikt. Interessekonflikten at forfatterne er erklære endrer ikke sin tilslutning til alle PLoS ONE politikk på deling av data og materialer.
Innledning
Mutasjoner i TP53 tumorsuppressorgenet er svært vanlig i kreft hos mennesker, og i de fleste tilfeller er forbundet med dårlig klinisk resultat. Selv om store anstrengelser har blitt gjort for å finne spesifikke behandlinger for TP53-mutant-kreft [1], er ingen i dag brukes i klinisk setting. Mangelen på slike behandlinger kan forklares ved det store mangfoldet av p53-relaterte genomiske forandringer (punktmutasjoner eller avkorting, onkogene eller dominant-negative mutasjoner, tap av heterozygositet, etc.) og ved nærvær av ytterligere endringer i onkogene signaliseringsreaksjonsveier [ ,,,0],2]. Dessuten slike mutasjoner er prediktorer for motstand mot Nutlin-3a [3], en hemmer av MDM2 E3 ligase som negativt regulerer p53 protein nivåer. Imidlertid er følsomheten av humane kreftcellelinjer overfor kjemoterapeutiske medikamenter ikke forbundet med p53-mutasjoner [3]. Jakten på effektive behandlinger for mutant pasienter er derfor svært viktig. En måte å komme fram til en behandling kan være å identifisere og validere molekylære biomarkører for TP53-baserte kreftutvikling, hvorav noen kan være egnet som mål for terapi. En merverdi av p53-baserte biomarkører ville være deres potensielle bruk i å forutsi respons på kreft terapier, og dermed gir for personlig behandling av pasienter.
Det er forskjellige måter å søke etter sammenhenger mellom tumor genuttrykk (GE ) mønstre og den kliniske adferd av tumorer [4]. I modellen-drevet tilnærming, transkriptomet av celler eksponert til spesifikke stimuli (for eksempel et sår) eller etter aktivering av spesifikke onkogene veier, blir brukt til å bestemme en prognose [5], [6]. Denne tilnærmingen har den ulempe at den eksperimentelle modell som brukes kan ikke gjenspeile de prosessene som forekommer i tumorer. Fordelen er imidlertid at modellsystemet fungerer som et «filter» av gener som er viktige i onkogene signalisering. Bruken av genmanipulerte musemodeller (GEMMs) designet for å etterligne de genetiske endringer som finnes i humane kreftformer representerer et stort fremskritt på dette området. Den målrettede over-ekspresjon av en bestemt onkogen eller utstansing av en bestemt tumor suppressor-gen i en veldefinert genetisk bakgrunn gir mange fordeler for å studere tumorprogresjon initiert av genetiske avvik [7]. En stor fordel med GEMMs via mobilnettet systemer er at muse karsinomer inneholder kreftceller samt stromal og endotelceller, som alle bidrar til en svulst biologi [8]. Således genom GE profiler av primære karsinomer fra GEMMs av kreft [9], [10], så vel som sammenligninger mellom metastatiske og primære mus karsinom prøver, har blitt brukt for å forsøke å utvikle prediktor for utfallet av kreft hos mennesker [11 ].
Vi har tidligere rapportert at en 682-genekspresjon signatur felles for to hudkarsinom modeller mangler p53 (alene eller i kombinasjon med mangel på pRb, heretter kalt p53
ΔEC og p53
ΔEC; pRb
ΔEC henholdsvis) i stratifisert epitel [12], [13] viste sterke likhetstrekk med signaturer av humane primære karsinomer involverer TP53 mutasjoner (både avkorting og punkt) som oppstår i ulike anatomiske steder. Bioinformatiske verktøy som brukes for å undersøke den musehud karsinom gen signatur og transcriptomes av forskjellige typer av kreft hos mennesker viste en human signatur av 20 overuttrykt gener assosiert med TP53-mutasjon og en dårlig prognose. Viktigst er at når pasienter med kreft ble lagdelt avhengig av ekspresjonen av disse genene, ble forskjellige kliniske resultater observert: jo sterkere uttrykket, jo lavere vil sannsynligheten for overlevende kreftformer så som bryst karsinom (BC) eller multippelt myelom [12]
Denne rapporten viser ovenfor 682-genet signatur å være til stede i forskjellige GEMMs av BC og lunge adenokarsinom (lAD). Viktigere, likhetene var sterkest i de modellene som involverer p53 hemming, og i de metastatiske prøvene som følge av noen av dem. Ved hjelp av denne 682-genet signatur, vi innhentet og validert GE tester i stand til å stratifisere pasienter med disse kreftformene i grupper med betydelige forskjeller i forventet klinisk resultat, og som viste høy følsomhet når det gjelder identifisering av pasienter med potensielt godt resultat.
Resultater
Den 682-genet Signatur er til stede i GEMMs av BC og gutt med p53 Hemming
Genome-wide mikromatriseanalyser har vist menneskelige aggressive og /eller TP53-mutant svulster besitte transcriptomes ligner den 682-genet mus hudkarsinom signatur [12]. Disse likhetene er spesielt merkbart for menneskelig BC og gutten [12]. Videre transkriptom av muse hudkreft viser sterke likheter til at av embryonale stamceller (ESC), noe som tyder på at p53 mangel induserer en potent de-differensiering prosess i epitelceller [12]. p53-mutant menneskelige Bachelor vise disse MGP signaturer for [14]. Dette er i overensstemmelse med lokalt invasive egenskapene til disse mus svulster, og deres tilbøyelighet til å metastasise å fjerne organer [15].
Gitt de betydelige GE likheter mellom disse muse hudkreft og menneskelig BC og gutt med en p53 mutasjon i dette arbeidet det 682-genet signatur ble søkt i GEMMs av BC og gutten viser p53 hemming. Raw GE data ble lastet ned fra GEO databasen (tabell S1) [10], [11], [16] – [22] og likheter med 682-genet svulst signatur søkt ved å beregne Pearson korrelasjoner (se Materialer og metoder). Metagenomic sammenligninger viste karsinom fra bestemte BC (Fig. 1A) og gutt (Fig. 1B) GEMMs å ha GE profiler svært like de av mus hud karsinom. Med hensyn til BC, modeller av p53 inaktivering via ekspresjon av SV40 stort T-antigen (C3 (1) Tag og WAP-TNP8 modeller) [20], [23], og den p53
fl /fl; MMTV -cre transplantasjon modell [23], var blant de mest lignende (uthevet i rødt, fig. 1A). Betydelige likheter ble sett med 682-genet signatur for en gutt modell der p53 uttrykk er undertrykt i nærvær av en onkogen Kras
G12D allel (Kras
LA2 /+; Trp53
LSL /LSL; Rosa26Cre
ERT2 modell) [18] (uthevet i rødt, fig. 1B). Viktigere, p53-mangel hudkreft delte GE mønstre med metastaserende prøvene som oppstår i et Kras /p53
R172H og Kras /LKB1
L /L LAD GEMM [10], [11], noe som bekrefter deres aggressive molekylære egenskaper (uthevet i rosa, fig. 1B). Viktigere, de fleste Kras /p53
R172H metastatisk prøvene mister villtype (WT) Trp53 allel under malign transformasjon [10]. Disse sammenligningene mellom GEMMs viser at 682-genet hud signatur er betydelig tilstede i p53-mangelfull mus lunge og brystcarcinomer, og kan anses som en felles signatur av p53-mangel carcinoma GEMMs.
Heatmaps av 682- gen signatur transkripsjoner fra (A) primære brystcarsinomer og vanlige melkekjertlene fra ulike transgene GEMMs (øvre panel) og fra (B) primære og metastatisk lunge adenokarsinomer og normale lunger fra ulike transgene GEMMs (øvre panel) (tabell S1) er vist . T-verdiene som returneres av t-test sammenligninger mellom normal hud og karsinom prøver der 682-genet signaturen ble bestemt (GSE11990) ble brukt til å bygge en Tyngdepunktet mal. Pearsons korrelasjonskoeffisient (og den tilsvarende p-verdi) i forhold til det geometriske tyngdepunkt, ble beregnet for hver mus prøve. Prøver ble bestilt fra venstre til høyre basert på økende korrelasjon. Probesets er bestilt fra topp til bunn basert på T-verdier (se Materialer og metoder). Prøvene i blå rektanglene er normale hudprøver og huden tumorprøver. Antall prøver i hver gruppe er vist under varmekart. Pearson verdiene er vist i det midtre panelet. Verdiene går fra 1 (negativ korrelasjon, blålig bakgrunn) til en (positiv korrelasjon, rødlig bakgrunn). Betydningen verdi for korrelasjonen er vist i det nedre panel som -log
10 (p-val). Den røde linjen viser p-val = 0,01. Genotyper uthevet i rødt er modeller med p53 endringer signifikant korrelert med 682-signatur. Prøver uthevet i rosa er metastaser. I (B), Kras (1) og Kras /LKB1
L /L (1) prøvene er fra GSE6135 datasett; Kras (2) og Kras /LKB1
L /L (2) prøvene er fra GSE21581 datasett.
Siden p53-mangel primære hudprøver profilerte var åpenlys karsinomer, kan det ikke være utelukkes at andre onkogene hendelser kan fungere som viktige aktører i deres transkriptom deregulering, og derfor i likheter sett med humane primære svulster med dårlig resultat. For å oppdage noen direkte implikasjon av p53 protein aktivitet i GE mønster, bryst og lunge GEMMs der p53 uttrykk nivåer kan bli modulert ble undersøkt. I den WAP-TNP8 modell, tidsforløpet analyser av p53-hemming ved hjelp av SV40 stort T-antigen uttrykket (1, 2, 3, 4 og 5 måneder) viste en progressiv økning i overekspresjon av allerede overuttrykt (pluss en reduksjon i uttrykk for allerede underexpressed) 682-signatur gener i brystcarcinomer (fig. 2A). I tillegg, restaurering av Trp53 uttrykk med tamoxifen i Kras
LA2 /+; Trp53
LSL /LSL; Rosa26Cre
ERT2 muse lungeadenomer og adenokarsinomer redusert overekspresjon (og indusert underexpression) av 682-signatur mRNA (fig. 2B). Som tidligere rapportert [18], tamoxifen-avhengig p53 induksjon i disse ondartede lunge adenokarsinomer fører til betydelige tap av tumorcelle. Disse resultatene direkte forbinder tumor-reduksjon (ved p53-ekspresjon) med forsvinningen av 682-genet signatur, noe som indikerer at dens transkripsjonelle regulering er avhengig av p53. Dette bekrefter at denne signaturen er felles for begge p53-endret menneskelige og mus karsinomer.
A) SV40 Stor-T antigen uttrykk i brystkjertelen ble analysert på ulike tidspunkter i løpet av carcinoma formasjonen i transgene WAP-TNP8 mus . Heatmaps av 682-genet signatur transkripsjoner fra vanlige melkekjertler (grønn), primær brystcarsinomer (rød) og melkeprøver med transgene uttrykk på 1, 2, 3, 4 og 5 måneder (blå) er vist (øvre panel). B) p53 uttrykk ble indusert i lungeadenomer og adenokarsinomer i Kras
LA2 /+; Trp53
LSL /LSL; Rosa26Cre
ERT2 musemodell. De heatmaps av 682-genet signatur transkripsjoner fra normale lunger (grønn), lungeadenomer (oransje) og adenokarsinomer (rød) (behandlet og ubehandlet) vises (øvre panel). I A og B, er eksempler på grupper bestilles fra venstre til høyre basert på økende Pearson korrelasjon med tyngdepunkt mal basert på 682-genet signatur. Probesets er bestilt fra topp til bunn basert på T-verdier (se Materialer og metoder). Antall prøver i hver gruppe er vist under heatmap. Korrelasjonsverdiene for de enkelte prøver med tyngdepunkt er vist i det midtre panelet. Verdiene går fra 1 (negativ korrelasjon, blålig bakgrunn) til en (positiv korrelasjon, rødlig bakgrunn). Betydningen av korrelasjon for hver prøve er vist i det nedre panel som -log
10 (p-val). Den røde linjen viser en p-val på 0,01.
Utvikling og validering av en Prognostic Genomisk Test for menneskelig BC klinisk utfall
Gitt likhetene mellom musen huden signatur og de av mus lunge og BC (se ovenfor) og humane svulster som skriver seg fra disse organene [12], oppsto spørsmålet om hvorvidt den 682-genet signaturen kan brukes til å utvikle prognostiske tester for disse humane kreftformer. Å utvikle slike genomiske prediktorer ble gnager signatur kombinert med GE data for primære humane BC eller gutt prøver med kjente overlevelsesdata.
For human BC, en undergruppe av 40 probesets, tilsvarende 32 gener (40-genet test), ble valgt basert på optimal fjernmetastaser prediksjon nøyaktighet og liten gen sett størrelse (Materialer og metoder, fig. S1 og S2A-C, Bord S2 og S3). Den 40-genet test stratifisert BC pasientene inn i tre risikogrupper: høye, middels og lave. Prediksjonen nøyaktigheten av testen ble validert i 12 flere datasett, innbefattende totalt 2993 tumorprøver, 4 forskjellige endepunkter, og 2 mikromatrise plattformer (Affymetrix og Agilent) (fig. 3A, fig. S3 og S4, Tabell S2). Multivariat Cox regresjonsanalyse inkludert både genomisk og kliniske variabler viste 40-gentest for å diskriminere pasientrisikogrupper uavhengig av kliniske prognostiske faktorer (tabell 1).
A) Kaplan-Meier-kurver av fjernmetastaser overlevelse ( DMFs) for en samlet befolkning på 12 GE datasett av pasienter med BC. Pasientene ble stratifisert basert på 40-gentest som lav (grønn), middels (blå) eller høy (rød) risiko (se Materialer og metoder). B) Kaplan-Meier-kurver av DMFs fra ER +, tamoxifen behandlet kvinner med BC. Pasientene ble stratifisert basert på 40-gentest som lav (grønn), middels (blå) eller høy (rød) risiko. C) Kaplan-Meier kurver for ER +, tamoxifen-behandlede pasienter med brystkreft i Miller datasett. Pasientene ble lagdelt, avhengig av nærværet (rød) eller fravær (grønn) av p53-mutasjoner. p-val. betydningen av overlevelses forskjeller (log-rank test)
De fleste brystkrefttilfeller er østrogen reseptor positive (ER +) og blir behandlet med adjuvant hormonbehandling, for eksempel tamoxifen. Interessant, selv om 40-gentest ble utviklet ved hjelp av data fra pasienter som fikk ingen slik behandling, det spådd utfallet for slike hormonelt-behandlede pasienter i tillegg (fig. 3B). En mulig forklaring på dette er at denne testen identifiserer tumorer med iboende malign oppførsel, og som derfor er mindre tilbøyelige til å reagere på adjuvant terapi. Alternativt kan det være at høyrisikopasienter med BC lider inhibering av p53-avhengige reaksjonsveien forbundet med ER signalveier [24] – [27]. Etter avtale med denne hypotesen bør det bemerkes at en redusert respons på tamoksifen er rapportert hos pasienter med BC bærer TP53 mutasjoner [28], [29] (Fig. 3C).
Utvikling og validering av en Prognostic genomisk-klinisk test for menneske gutten klinisk utfall
Ved å bruke den samme tilnærmingen som brukes med BC, en optimal gruppe på 36 probesets tilsvarer 30 gener (36-genet test) ble innhentet for å forutsi total overlevelse (materialer og metoder, fig. S1, fig. S2 [panelene A, D og E], Bord S4 og S5). Shedden et al. [30] rapporterte at nøyaktigheten av genomiske prediktor for gutten utfallet kan forbedres ved å inkludere visse kliniske variabler. Således ble en klinisk prediktor test utviklet, inkludert tumorstadium, pasientens kjønn og alder (fig S5a.). Kombinasjonen av både genomisk og klinisk informasjon (36-genet genomisk-klinisk test) økte prediksjonsnøyaktigheten, fra total overlevelse, slik at pasientene skal stratifisert i tre risikogrupper (lav, middels og høy) bruker samme prinsipp som ved BC. Validering i 3 ekstern microarray GE datasett viste nøyaktigheten av den kombinerte testen med de sammenslåtte pasienter (n = 313) (fig. 4A), eller i enkelte datasett (Fig. S6). Enda viktigere er det også nøyaktig forutsagt klinisk resultat hos pasienter med tidlig stadium (fig. 4B, fig. S6). Ettersom antallet rapporterte humane gutt prøver som vi har brukt i validering er lavere i forhold til menneskelig BC, bestemte vi oss for å legge til nye gutten prøvene ved å utføre GE fra FFPE- tumorvev. Denne analysen vil også bidra til å demonstrere gjennomførbarheten av 36-genet genomisk-klinisk prediktor hjelp FFPE vev. Valideringen ble utført ved hjelp av kvantitativ real-time PCR (QRT-PCR) (Materialer og metoder, Fig. S5b). Resultatene bekreftet at det genomiske-klinisk test stratifisert pasienter med forskjellige overlevelsessannsynligheter (fig. 4C) med lik nøyaktighet den som er observert for «friske» (dvs. ikke-FFPE) prøver profilert ved hjelp av GE mikromatriser (areal under kurven [AUC] = 0,72, p-val = 1,4 × 10
-9 for mikromatriser, AUC = 0,70, p-val = 0,05 for QRT-PCR). Univariat Cox regresjonsanalyse inkludert alle pasienter i valideringsdatasettene (n = 362) viste vesentlige risikoforskjeller mellom pasient strata. Hazard ratio (HR) for OS på 5 år var 14.14 ganger høyere (95% CI = 3,46 til 57,83, p-val = 0,0002) enn i høy enn lav risikogruppene. I tillegg hazard ratio (HR) for OS på 5 år var 7,60 ganger høyere (95% KI 1,82 til 31,78, p-val = 0,005) for høyrisikogruppen enn middels risikogruppe.
En ) Kaplan-Meier kurver for total overlevelse (OS) for den samlede populasjonen av pasienter med lungekreft i tre datasett inkludert pasienter med alle sykdomsstadier. Pasientene ble stratifisert basert på 36-gentest som lav (grønn), middels (blå) eller høy (rød) risiko (se Materialer og metoder). B) Kaplan-Meier-kurver for tidlig stadium pasienter (Stages IA og IB). Pasientene ble stratifisert basert på 36-gentest som lav (grønn), middels (blå) eller høy (rød) risiko. C) Kaplan-Meier-kurver for pasienter profilert bruker QRT-PCR og FFPE-prøver. Pasientene ble stratifisert basert på 36-gentest som lav (grønn), eller høy-mellomliggende (rød) risiko (se Materialer og metoder). På grunn av den lille utvalgsstørrelsen ble middels og høye risikogruppene samlet. p-val. betydningen av overlevelses forskjeller (log-rank test)
Sammenheng mellom 40-genet Test og TP53 Mutasjoner
Ved hjelp metagenomic sammenligninger av GEMMs (Fig. 2), tidsforløpet inhibering av p53 ble sett å involvere den progressive utseendet på 682-genet signatur med BC formasjonen. I tillegg p53 restaurering i mus lungeadenomer og adenokarsinomer førte til forsvinningen av signaturen; andre forfattere har rapportert tumorcelle tap forekomme, så vel [18]. Et lignende resultat ble oppnådd for den 40-genet signatur i BC-modellen, og for 36-genet signatur i gutten modellen (Fig. S7). Disse funnene støtter ideen om en stor rolle for p53 ved regulering av genene i begge signaturer. Network analyser av 40-genet og 36-genet proteiner i forhold til p53 og pRb (siden 682-signaturen ble innhentet fra de vanlige transcriptomes av p53
ΔEC og p53
ΔEC; pRb
ΔEC modeller [12]) viste både p53 og pRb til å være direkte regulering av de fleste av disse proteiner (fig. S8A og C). Videre disse signatur genene synes å være viktige regulatorer av prosessene som er involvert i kreftutvikling som apoptose, differensiering og spredning (Fig. S8B og D).
Beregningen av risikoscore for BC og gutten pasienter var basert på GE profiler av de p53-manglende tumorer, ikke på tilstedeværelse /fravær av p53-mutasjoner i eksempel pasienter som tidligere er rapportert for BC prediktorene [28], [31]. Gitt betydningen av p53 endringer i utseendet på kreft hos mennesker, har stor innsats vært rettet mot utvikling av behandlingsformer som gjenoppretter p53-funksjon [1]. Men ingen slike behandlinger er tilgjengelig ennå i klinisk setting. En annen mulighet er å identifisere molekylære biomarkører forbundet med p53-endringer som tilbyr seg selv som terapeutiske mål. For å undersøke dette, valgte vi gener som er overuttrykt i p53-mutant menneskelige BC svulster (Miller datasett, Tabell S2) [28], og for hvilke spesifikke hemmere er i preklinisk testing: AURKA, AURKB og PLK1 (Fig. 5A). Disse inhibitorer, hvis validert klinisk, kan være brukbare for behandling av pasienter med p53-mutasjoner. Viktigere, overekspresjon av AURKA, AURKB og PLK1 gener ble også observert i ikke-p53 mutante svulster i høyrisikogruppen som vurderes av 40-gentest (Fig. 5A), som viser at noen pasienter med dårlig resultat lider p53- WT svulster kan også dra nytte av slike behandlinger. For å søke etter eventuelle anti-tumoreffekt av disse hemmere i tumorprøver med p53 mangel, ble GE profiler av menneskelige kreftcellelinjer og transplantater følsomme for målretting behandlinger i forhold til 682-genet signatur. Likhetene observert indikere deres potensial følsomhet for disse midlene. De menneskelige kreft xenografter som besvarte AURKA hemmere ble funnet å være mer lik muse p53-mangel svulster enn de som ikke svarte (Fig. S9A) [32]. Videre disse cellelinjer som er følsomme for målrettet terapi mot AURKB og PLK viste sterke likhetstrekk til p53-mangelfull mus karsinom (Fig. S9B) [33]. Viktigere, disse sensitive cellelinjer inkludert ikke bare BC og LAD-cellelinjer, men celler av andre organer, som tyder på en virkning av disse inhibitorer i forskjellige krefttyper. En annen tilnærming for å søke etter målrettet behandling som kan være nyttig i p53-mangel svulster ble utført ved hjelp av Connectivity kart ressursen [34] (Materialer og metoder). Kort, søker vi etter små molekyl bioaktive forbindelser (kalt perturbagens) i stand til å indusere GE profiler med motsatt mønster av det som ble observert i 682-signatur, slik at de kunne brukes til å behandle p53-mangel svulster. Resultatene tyder på at inhibitorer av histon deacetylases (for eksempel trichostatin A eller vorinostat) er mellom de mest betydningsfulle perturbagens som kan undertrykke 682 signaturmønster (tabell 2). Interessant, antipsykotisk legemiddel tioridazin undertrykker også de p53-manglende karsinom GE-profiler, i samsvar med nyere bevis som viser at stoffet motvirker dopaminreseptorer som er uttrykt på kreft stamceller og på brystkreftceller [35].
A) de AURKA, AURKB og PLK1 gener innenfor 40-gentest er overexpressed i menneskelig BC med p53 mutasjoner. Tumorprøver ble bestilt av p53 Risk Score som bestemmes av 40-genet test; risikogrupper er vist som lav (grønn), intermediat (blå) eller høy (rød) risiko. Legg merke til at det foreligger høy risiko tumorer uten p53-mutasjoner. B) Sammenligning av pasientutvelgelse bestemmes ved hjelp av 40-gentest og p53 mutasjon status i Miller BC datasett. Overlevelseskurven til begge stratifisering metodene vises samtidig til den samme pasient datasett. p-val: betydningen av overlevelse forskjeller (log-rank test). C) Kombinasjon av 40-gentest og p53 mutasjon status for stratifisering pasienter med BC. Pasientene er gruppert som p53-WT (L, jeg og høyrisikogrupper) eller p53-MUT (lav, middels og høy risikogrupper). Bare én prøve av 251 ble klassifisert som lav risiko og p53-MUT; Dette ble ikke tatt med i grafen. p-val: betydningen av overlevelse forskjeller (log-rank test)
En sammenligning mellom klinisk utfall som spådd av 40-gentest og p53 mutasjon status ble utført ved hjelp av Miller datasett. . Den genomisk test viste større følsomhet enn p53 mutasjon status når det gjelder å forutsi pasienter med god prognose (se sammenligninger av den lave risikoen [L, grønn linje] og p53-WT [rosa linje] grupper, Fig. 5B). Interessant, pasienter uten TP53 mutasjoner, men forventes å være høy risiko ved 40-gentest viste dårlig overlevelsespotensial (høy risiko og WT i fig. 5C, rød linje). Viktigere, disse WT pasientene viste like overlevelsessannsynligheter av høy risiko TP53-mutant pasienter (høy risiko og MUT i fig. 5C, stiplet rød linje). Et lignende resultat ble oppnådd ved sammenligning av den 40-genet test med den Miller GE-baserte prediktor for p53 mutasjonstatus [28] (fig. S10). Multivariat Cox regresjon inkludert både prediktorene viste resultatene av den 40-genet test for å være bedre korrelert med overlevelse enn p53 mutasjon genomiske prediktor (tabell S6). Disse resultater indikerer at prediksjonen av klinisk utfall basert på den 40-genet test for å være mer nøyaktig enn den TP53 mutasjonstatus, konsekvensen av dens evne til å detektere dårlig prognose pasienter uten mutasjon og for å diskriminere lave pasienter risiko med større følsomhet.
p53 dysfunksjon i Molecular undergrupper av menneskelig BC og gutten
for tiden er det onkogene biomarkører definerende molekylære undergrupper med forskjellig klinisk utfall og /eller målrettet behandling i BC og gutten, som vi allerede har nevnt for østrogenreseptor og brystkreft (se fig. 3). Den p53 dysfunksjon ble analysert i disse molekylære undergrupper ved å sammenligne p53RS-avledede verdier ved hjelp av 40-gentest og 36-genet genomisk-klinisk test. For brystsvulster, ER eller progesteron reseptor (PR) negative prøver viste høyere risiko rille verdier enn de positive, i tråd med deres høyeste aggressiv atferd (fig. 6A) (tabell S9). HER2-positive karsinomer viste høyere poengsum verdier (Fig. 6A), også i samråd med dårligere klinisk resultat. For Lad, EGFR-mutant svulster viste lavere risiko rille verdier (Fig. 6B) (tabell S10), som forventet på grunn av deres beste kliniske atferd. Men ingen signifikante forskjeller ble funnet mellom prøver med eller uten KRAS-mutasjoner. Til tross for de gjennomsnittlige forskjellene i p53RS verdier, både 40-gentest (Fig. 7) og 36-genet genomisk-klinisk test (Fig. 8) stratifisert pasienter med signifikant overlevelses forskjeller uavhengige om onkogen biomarkør undergruppering.
Pasient risiko score (p53RS) er representert avhengig eR, PR og HER2 status ved hjelp av 40-gentest for brystkreftpasienter (A) og avhengig av EGFR og KRAS mutasjonsstatus som beregnet av 36-genet genomisk-klinikken test for lunge adenokarsinom pasienter (B). Hver prikk representerer en enkelt prøve verdi. Horisontale grønne linjer representerer gjennomsnittsverdier i hver prøve gruppe. Elevens tTest analyse ble gjort for å finne signifikante forskjeller i rille verdier mellom pasient biomarkør undergrupper (terskel p-val 0,05). Pasientene ble stratifisert basert på risikogruppene som for lav (grønn), eller high-mellom (rød) risiko (se Materialer og metoder).
Kaplan-Meier-kurver av fjernmetastaser overlevelse ( DMFs) for pasienter med BC avhengig ER, PR og HER2 status. Pasientene ble stratifisert basert på 40-gentest som lav (grønn), middels (blå) eller høy (rød) risiko (se Materialer og metoder). p-val. betydningen av overlevelses forskjeller (log-rank test)
Kaplan-Meier-kurver for total overlevelse for pasienter med gutten avhengig av EGFR og KRAS mutasjonsstatus. Pasientene ble stratifisert basert på 36-genet genomisk-klinikken test som lav (grønn), middels (blå) eller høy (rød) risiko (se Materialer og metoder). p-val. betydningen av overlevelses forskjeller (log-rank test)
Diskusjoner
p53 veien er en av de viktigste svulst undertrykkelse mekanismer; mutasjoner som påvirker det er ofte funnet i de fleste krefttyper. Korrelasjonen mellom slike mutasjoner og tumor malignitet, antyder behovet for mer detaljert karakterisering av denne reaksjonsvei. Høye throughput teknologier som genom-wide GE analyse eller neste generasjons sekvensering (NGS) kan bidra til å bestemme endringer i enkelte svulster, som ville tillate personlige behandlinger og til slutt bedre vare som kan tilbys pasienter. Men ankommer effektiv personlig medisin er avhengig av tilgjengeligheten av egnede analyse modellsystemer og tilstrekkelig klinisk evaluering /validering. Dette arbeidet drøfter en p53-mangelfull svulst musemodell system med molekylære funksjoner som fører til tumor aggressivitet, og utvikling og validering av GE signaturer som kan forutsi kliniske resultater i menneskelig BC og gutten. Resultatene viser genene som utgjør disse signaturene til å være surrogatmarkører for p53-avhengig pathway endringer og mulige kandidater for målretting terapier.
Vi har tidligere rapportert en mus 682-genet signatur sett i p53-mangel hudkreft til viser betydelige molekylære likheter med humane kreft transcriptomes (slik som de av BC og lAD) involverer TP53 mutasjoner og /eller dårlig utfall. De foreliggende resultater viser at disse likheter er også til stede i GEMMs av BC og lad karsinom hvor p53-ekspresjon eller funksjon blir hemmet, noe som bekrefter våre tidligere funn.
