Έλεγχος γονιδίων προδιάθεσης καρκίνου του παχέος εντέρου.

• Ο καρκίνος του παχέος εντέρου αποτελεί την τρίτη πιο συχνή μορφή καρκίνου παγκοσμίως και δεύτερη πιο συχνή στην Ευρώπη, προκαλώντας μεγάλο φόρτο νοσηρότητας και θνησιμότητας στο γενικό πληθυσμό, αφού υπολογίζεται ότι 1.4 εκατομμύρια νέα περιστατικά διαγιγνώσκονται κάθε χρόνο, ενώ ευθύνεται για 700.000 θανάτους ετησίως. Ο καρκίνος του παχέος εντέρου εμφανίζεται ελαφρώς συχνότερα στους άνδρες, όπου αποτελεί την τρίτη πιο συχνή μορφή καρκίνου μετά από τον καρκίνο του πνεύμονα και του προστάτη, ενώ στις γυναίκες αποτελεί τη δεύτερη πιο συχνή μορφή καρκίνου πίσω από τον καρκίνο του μαστού. 

• Οι κυριότερες αιτίες πρόκλησης καρκίνου του παχέος εντέρου είναι: i) επιδημιολογικοί, περιβαλλοντικοί και διατροφικοί παράγοντες, ii) νόσοι και παθήσεις που θεωρούνται προκαρκινικές καταστάσεις, iii) γενετικοί παράγοντες. Στη πρώτη κατηγορία, κυρίαρχο ρόλο διαδραματίζει η ηλικία, καθώς είναι γεγονός ότι το 90% των ασθενών που διαγιγνώσκονται με τη νόσο είναι άνω των 50 ετών. Εξίσου σημαντικό ρόλο παίζουν οι διατροφικές συνήθειες ενός ατόμου, αφού είναι πλέον καλά εμπεριστατωμένο ότι μία δυτικού τύπου διατροφή (υψηλή κατανάλωση κόκκινου κρέατος, κορεσμένων λιπών, ζάχαρης) αυξάνει σημαντικά το κίνδυνο ανάπτυξης κακοήθειας, ενώ αντίθετα μία μεσογειακή διατροφή (υψηλή κατανάλωση φρούτων και λαχανικών, μονο-/πολυ-ακόρεστων λιπών, ψαριών και θαλασσινών) έχει προστατευτική δράση. Στη δεύτερη κατηγορία, είναι πλέον αδιαμφισβήτητη η σχέση ανάμεσα στην ανάπτυξη αδενωματώδους πολύποδα και καρκίνου του παχέος εντέρου, με θετικούς παράγοντες συσχέτισης το μέγεθος του πολύποδα και το βαθμό δυσπλασίας του. Οποιαδήποτε, επομένως, πάθηση προδιαθέτει στην ανάπτυξη αδενωματωδών πολυπόδων, προδιαθέτει ταυτόχρονα στην ανάπτυξη καρκίνου του παχέος εντέρου, με χαρακτηριστικά παραδείγματα κάποιες ιδιοπαθείς φλεγμονώδεις νόσους του εντέρου, όπως νόσος του Crohn και ελκώδης κολίτιδα, που αυξάνουν τον κίνδυνο ανάπτυξης καρκινικών αλλοιώσεων και μάλιστα αναλογικά του χρόνου ενεργότητας τους. 

• Στην τρίτη κατηγορία αιτιολογικών παραγόντων, υπάγονται γενετικοί μηχανισμοί, που ανάλογα του βαθμού διεισδυτικότητας τους, προδιαθέτουν στην ανάπτυξη του επονομαζόμενου οικογενούς και κληρονομικού καρκίνου του παχέος εντέρου, που συγκεντρωτικά συνιστούν έως το 30% του συνόλου των περιστατικών. Στην οικογενή μορφή καρκίνου, ενώ είναι σαφές ότι υφίστανται κληρονομικοί παράγοντες κινδύνου (συγγενείς α’ βαθμού ατόμων με ιστορικό καρκίνου του παχέος εντέρου διατρέχουν 2-3 φορές μεγαλύτερο κίνδυνο ανάπτυξης της νόσου σε σχέση με το γενικό πληθυσμό), λόγω της χαμηλής ή μέτριας διεισδυτικότητας τους, θεωρούνται ότι, μεμονωμένα, έχουν μικρή επίδραση στην αύξηση του κινδύνου για ανάπτυξη της νόσου και για το λόγο αυτό είναι και δύσκολα ανιχνεύσιμοι. Ωστόσο, ένα 5-10% του συνόλου των περιστατικών καρκίνου του παχέος εντέρου έχει εμπεριστατωμένα αποδοθεί σε γενετικούς παράγοντες υψηλής διεισδυτικότητας, οι οποίοι ευθύνονται για την πρόκληση των λεγόμενων κληρονομικών γενετικών συνδρόμων του παχέος εντέρου. Υπάρχουν δύο κύριες κατηγορίες κληρονομικών γενετικών συνδρόμων του παχέος εντέρου που συνδέονται με την ανάπτυξη καρκίνου: i) Μη-πολυποδιακός καρκίνος του παχέος εντέρου (HNPCC), ii) Οικογενής αδενωματώδης πολυποδίαση (FAP).

Κληρονομικός μη-πολυποδιακός καρκίνος του παχέος εντέρου (HNPCC)

• Ο κληρονομικός μη-πολυποδιακός καρκίνος του παχέος εντέρου (HNPCC) αντιπροσωπεύει το 4-7% των περιστατικών καρκίνου του παχέος εντέρου, τα οποία κατηγοριοποιούνται με βάση την εκπλήρωση των λεγόμενων κριτηρίων του Άμστερνταμ I ή II (AC-I/-II), σύμφωνα με τα οποία: i) Ύπαρξη τουλάχιστον 3 προσβεβλημένων μελών (HNPCC για AC-I, HNPCC-σχετιζόμενοι καρκίνοι για AC-II) εντός της ίδιας οικογένειας, εκ των οποίων το ένα να έχει α’ βαθμού συγγένειας με τα άλλα δύο, ii) Έκταση των προσβεβλημένων μελών εντός δύο διαδοχικών γενεών, iii) Τουλάχιστον ένα περιστατικό (HNPCC για AC-I, HNPCC-σχετιζόμενοι καρκίνοι για AC-II) πρώιμης διάγνωσης (≤50 ετών), iv) Αποκλεισμός ύπαρξης οικογενούς αδενωματώδους πολυποδίασης.

• To 60% των περιστατικών HNPCC προκαλείται από μεταλλάξεις σε ένα από τα 4 βασικά γονίδια της ομάδας MMR (Mismatch Repair) που εμπλέκονται στην επιδιόρθωση βλαβών DNA τύπου μη-συμπληρωματικών βάσεων και συγκεκριμένα: i) mutL homolog 1 (MLH1), ii) mutS homolog 2 (MSH2), iii) mutS homolog 6 (MSH6), iv) postmeiotic segregation increased 2 (PMS2). Άτομα που φέρουν μετάλλαξη σε ένα από αυτά τα γονίδια υφίστανται περεταίρω υποκατηγοριοποίηση και αναφέρονται ότι πάσχουν από σύνδρομο Lynch, ένα γενετικό σύνδρομο με εκτιμώμενη επίπτωση στο γενικό πληθυσμό 1 στα 440 άτομα, που προκαλεί ισχυρή προδιάθεση καρκινογένεσης διαφόρων τύπων και κληρονομείται με αυτοσωμικό επικρατή τρόπο. To 80-90% των περιστατικών συνδρόμου Lynch προκαλούνται από μεταλλάξεις στα γονίδια MLH1 και MSH2, ενώ το υπόλοιπο 10-20% από μεταλλάξεις στα γονίδια MSH6 και PMS2. Το υπόλοιπο 40% των περιστατικών HNPCC που δεν ανευρίσκονται οι μεταλλάξεις στα γονίδια MMR αναφέρονται ότι πάσχουν από κληρονομικό καρκίνο του παχέος εντέρου τύπου Χ (FCCTX).

• Τα άτομα που πάσχουν από σύνδρομο Lynch εμφανίζουν για το σύνολο της ζωής τους 70-80% κίνδυνο ανάπτυξης καρκίνου του παχέος εντέρου, 50-60% καρκίνου του ενδομητρίου, 13-19% καρκίνου του στομάχου, 9-14% καρκίνου των ωοθηκών και σε μικρότερο ποσοστό καρκίνου του λεπτού εντέρου, της χολής, του εγκεφάλου, του ουρητήρα και των νεφρών. Άτομα που φέρουν μεταλλάξεις στα γονίδια MLH1 και MSH2 διατρέχουν 72% συγκεντρωτικό κίνδυνο ανάπτυξης HNPCC-σχετιζόμενου καρκίνου μέχρι την ηλικία των 70, ενώ το αντίστοιχο ποσοστό για τους φορείς μεταλλάξεων στα γονίδια MSH6 και PMS2 είναι 52% και 18% αντίστοιχα. Τα νούμερα αυτά καταδεικνύουν για μία ακόμη φορά τον οικουμενικό και ζωτικής σημασίας ρόλο που έχουν οι παράγοντες που εμπλέκονται στην επιδιόρθωση βλαβών DNA στη διατήρηση της ομαλής φυσιολογίας των κυττάρων.

• Ένα ακόμα χαρακτηριστικό των ασθενών με σύνδρομο Lynch, είναι η εύρεση στο γενετικό υλικό κυττάρων από βιοψία όγκων, υψηλού βαθμού μικροδορυφορικής αστάθειας (MSI), ένα φαινόμενο κατά το οποίο σε συγκεκριμένες περιοχές του γονιδιώματος που εμφανίζονται επαναληπτικές αλληλουχίες μήκους 2-6 βάσεων (μικροδορυφορικές αλληλουχίες), αλλάζει ο αριθμός των επαναλήψεων μέσω προσθήκης ή απαλοιφής βάσεων εξαιτίας λαθών κατά τη διαδικασία αντιγραφής του DNA. Υψηλή μικροδορυφορική αστάθεια (MSI-H) εμφανίζεται στο 90% των περιστατικών συνδρόμου Lynch και στο 10-15% των περιστατικών σποραδικού καρκίνου του παχέος εντέρου και ορθού και είναι απόρροια της μειωμένης ικανότητας επιδιόρθωσης του DNA των κυττάρων λόγω μεταλλάξεων στα γονίδια MMR. Αυτή η άποψη ενισχύεται και από το γεγονός ότι κύτταρα από όγκους ασθενών με FCCTX δε εμφανίζουν MSI-H, γεγονός που αποτελεί και ένα από τα κύρια κριτήρια για την επιμέρους κατάταξη των όγκων ως συνδρόμου Lynch ή FCCTX.

• Οι περισσότεροι ασθενείς με HNPCC ή φορείς που δεν έχουν εκδηλώσει ακόμα τη νόσο, ταυτοποιούνται ύστερα από αναλύσεις διαλογής (screening) σε μέλη οικογενειών που έχουν ιστορικό, είτε πολλαπλών, είτε πρώιμης έναρξης κρουσμάτων σχετιζόμενων καρκίνων και εφαρμόζοντας τα κριτήρια AC-I/-II. Σε αυτές τις περιπτώσεις οι υποψήφιοι ασθενείς αναλύονται, είτε απευθείας για ύπαρξη μεταλλάξεων στα γονίδια MMR, είτε για ύπαρξη MSI σε κύτταρα του όγκου τους, εφόσον προχωρήσουν σε βιοψία. Αν και εφόσον βρεθεί η ύπαρξη MSI τότε μπορούν να προχωρήσουν και σε ανάλυση των γονιδίων MMR για την οριστική επιβεβαίωση της διάγνωσης συνδρόμου Lynch. Σε υποψήφιους φορείς που δεν έχουν εκδηλώσει ακόμα τη νόσο, εφαρμόζεται η ανάλυση των γονιδίων MMR ως μέτρο προληπτικού ελέγχου (screening). Μέχρι σήμερα έχουν ταυτοποιηθεί περί τις 3.100 μεταλλάξεις στα γονίδια της ομάδας MMR, το 57% των οποίων θεωρούνται παθολογικές, προκαλώντας απώλεια λειτουργίας του επηρεασμένου γονιδίου, προσδίδοντας ογκογόνο δυναμικό στο κύτταρο. Οι παραπάνω γενετικές αναλύσεις έχουν ιδιαίτερα μεγάλη αξία καθώς, εκτός της επίτευξης διαφοροδιάγνωσης, θέτουν τα κατάλληλα κριτήρια πρόγνωσης και εφαρμογής της βέλτιστης θεραπείας. Πιο συγκεκριμένα, οι ασθενείς με σύνδρομο Lynch έχουν καλύτερη πρόγνωση σε σχέση με αυτούς με FCCTX και δεν είναι κατάλληλοι για θεραπεία με 5-FU.

• Ο έλεγχος ύπαρξης MSI γίνεται μέσω της ανάλυσης των μικροδορυφορικών αλληλουχιών ΒΑΤ25, ΒΑΤ26, D2S123, D5S346 και D17S250 με τη μέθοδο QF-PCR. Όταν βρεθεί αλλαγή του αριθμού των επαναλήψεων μεταξύ φυσιολογικού και καρκινικού ιστού σε τουλάχιστον δύο από τις πέντε μικροδορυφορικές αλληλουχίες, τότε το δείγμα χαρακτηρίζεται ως High MSI (MSI-H) και προκρίνεται η διάγνωση συνδρόμου Lynch. Σε διαφορετική περίπτωση το δείγμα χαρακτηρίζεται ως Low MSI (MSI-L) και προκρίνεται η διάγνωση FCCTX.

• Ο έλεγχος μεταλλάξεων των γονιδίων MMR γίνεται μέσω πλήρης αλληλούχισης νέας γενιάς (NGS), είτε μεμονωμένα σε καθένα από τα 4 γονίδια που σχετίζονται κατά κόρον με HNPCC (MLH1, MSH2, MSH6, PMS2), είτε σε όλα συγχρόνως στα πλαίσια πολλαπλών γονιδιακών πάνελ. Στην τελευταία περίπτωση, που είναι και η πλέον ενδεδειγμένη, τόσο από άποψη επιστημονικής επάρκειας της γενετικής διερεύνησης ενός περιστατικού καρκίνου του παχέος εντέρου συμβατού για HNPCC, όσο και από οικονομικής απόψεως, το εργαστήριο μας προσφέρει το τεστ PreSENTIA, ανάπτυξης και παροχής της εταιρείας MEDICOVER GENETICS, το οποίο παρέχεται στις εξής κάτωθι εκδοχές:

• Δείγμα: καρκινικός ιστός μονιμοποιημένος σε παραφίνη (MSI), στοματικό επίχρισμα (PreSENTIA).

• Χρόνος απάντησης: 15-20 εργάσιμες ημέρες (MSI), 25-30 εργάσιμες ημέρες (PreSENTIA).

Κληρονομικός πολυποδιακός καρκίνος του παχέος εντέρου (HPCC)

• Ο κληρονομικός πολυποδιακός καρκίνος του παχέος εντέρου (HPCC) αποτελεί μία σπάνια μορφή καρκίνου του παχέος εντέρου, η οποία, όπως εύκολα συμπεραίνεται από την ονομασία της, χαρακτηρίζεται μακροσκοπικά από την ανάπτυξη πολυπόδων, μεγαλύτερου αριθμού (>10) και πρωιμότερης ηλικίας εμφάνισης, σε σχέση με τους πολύποδες παχέος εντέρου που εμφανίζονται σποραδικά, και ποικίλης φύσης (π.χ. αδενωματώδεις, υπερπλαστικοί) ανάλογα του αιτιογόνου γενετικού συνδρόμου. Προς αυτήν την κατεύθυνση, 5 διαφορετικά γενετικά σύνδρομα έχουν ενοχοποιηθεί για πρόκληση πολυπόδων στο έντερο και αυξημένο κίνδυνο εξαλλαγής προς καρκίνο του παχέος εντέρου, τα οποία είναι τα εξής:

• Το πλέον επικρατές από τα παραπάνω είναι η οικογενής αδενωματώδης πολυποδίαση (FAP), η οποία χαρακτηρίζεται από την ανάπτυξη μεγάλου αριθμού (εξ’ ορισμού ≥100) αδενωματωδών πολυπόδων και εμφανίζει επίπτωση στο γενικό πληθυσμό 1-8 ανά 10.000 άτομα. Οι πολύποδες εντοπίζονται κατά κύριο λόγο στο παχύ έντερο και στο ορθό, ενώ δεν είναι σπάνια και η εμφάνισή τους στο δωδεκαδάκτυλο. Η νόσος χαρακτηρίζεται από πρώιμη ηλικιακά έναρξη και ξεκινάει από την ανάπτυξη αδενωμάτων στο γαστρεντερικό σωλήνα των ασθενών που σταδιακά εξελίσσονται σε πολύποδες. Ένα ποσοστό 15% των φορέων μεταλλάξεων για FAP θα αναπτύξουν πολύποδες μέχρι την ηλικία των 10 ετών, ενώ μέχρι την ηλικία των 30 ετών το ποσοστό αυτό ανεβαίνει στο 90%. Χωρίς παρέμβαση, οι πολύποδες θα υποστούν σταδιακά κακοήθη εξαλλαγή με αποτέλεσμα την ανάπτυξη καρκίνου του παχέος εντέρου με μέση ηλικία εμφάνισης τα 42 έτη, σημαντικά χαμηλότερη από την ηλικία των 63 ετών που χαρακτηρίζει τα περιστατικά σποραδικού καρκίνου του παχέος εντέρου.
• Η FAP αποτελεί ένα επικρατές κληρονομικό γενετικό νόσημα που χαρακτηρίζεται σχεδόν ως μονογονιδιακό, καθώς 80-90% των περιστατικών προκαλείται από μεταλλάξεις στο γονίδιο Adenomatous Polyposis Coli (APC). Η σημασία του γονιδίου APC στη διατήρηση της φυσιολογίας του εντερικού επιθηλίου αναδεικνύεται και από το γεγονός, ότι μεταλλάξεις απώλειας λειτουργίας της πρωτεΐνης APC ανευρίσκονται στο 70-80% των σποραδικών αδενωμάτων και 80-90% των σποραδικών καρκινωμάτων του παχέος εντέρου. Η παρατήρηση αυτή έχει οδηγήσει την επιστημονική κοινότητα στην υιοθέτηση του δόγματος, ότι η διατάραξη της λειτουργίας του γονιδίου APC αποτελεί ένα από τα εναρκτήρια γενετικά γεγονότα στη διαδικασία εξαλλαγής των κυττάρων.

• Το APC αποτελεί ένα καλά εμπεριστατωμένο ογκοκατασταλτικό γονίδιο που εδράζεται στο χρωμόσωμα 5 και κωδικοποιεί για μία πρωτεΐνη 2.843 αμινοξέων που εμπλέκεται σε πολλές κυτταρικές διεργασίες, όπως τον έλεγχο της κυτταρικής αύξησης και διαίρεσης, την προσκόλληση του κυττάρου στα γειτονικά του κύτταρα και τη διατήρηση του σωστού αριθμού χρωμοσωμάτων μετά από κάθε διαίρεση. Η πολύπλευρη λειτουργία της πρωτεΐνης APC εκδηλώνεται μέσω της αλληλεπίδρασής της με διάφορες πρωτεΐνες του κυττάρου, με πιο εξέχουσα την beta-catenin, η οποία αποτελεί τον επιτελικό παράγοντα του σηματοδοτικού μονοπατιού wnt και παίζει σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση της έκφρασης γονιδίων που ενέχονται στην αύξηση, διαίρεση και διαφοροποίηση των κυττάρων. Η πρωτεΐνη APC δρα αναστέλλοντας την δραστηριότητα της beta-catenin ως μεταγραφικού παράγοντα μέσω επαγωγής της πρωτεασωματικής αποδόμησης της στο κυτταρόπλασμα, δράση που αίρεται μετά από ενεργοποίηση του σηματοδοτικού μονοπατιού wnt. Απώλεια της λειτουργίας της APC λόγω κάποιας μετάλλαξης, οδηγεί σε ανώμαλη ενεργοποίηση της μεταγραφικής δραστηριότητας της beta-catenin και έκφραση γονιδίων-στόχων που προδιαθέτουν το κύτταρο για αύξηση και πολλαπλασιασμό. Είναι χαρακτηριστικό ότι σχεδόν σε όλες τις περιπτώσεις καρκίνου του παχέος εντέρου, εντοπίζεται ενεργοποίηση του μονοπατιού wnt/b-catenin, όπως επίσης, ότι σχεδόν όλες οι περιπτώσεις που δεν ανευρίσκονται μεταλλάξεις στο γονίδιο APC, αποδίδονται σε λειτουργικά ισοδύναμες μεταλλάξεις σε άλλους παράγοντες του μονοπατιού wnt, όπως μεταλλάξεις κέρδους λειτουργίας της b-catenin.

• Σύμφωνα με το Αμερικάνικο Κολλέγιο Γαστρεντερολογίας, η διάγνωση κλασσικής FAP απαιτεί την ύπαρξη τουλάχιστον 100 αδενωματωδών πολυπόδων. Ωστόσο η εύρεση μικρότερου αλλά ικανού αριθμού πολυπόδων (20-100), αντιμετωπίζεται ως υποκατηγορία του συνδρόμου με την ιατρική ορολογία εξασθενημένη οικογενής αδενωματώδης πολυποδίαση (AFAP) και απαιτεί την ανάλογη διαγνωστική προσέγγιση. Σε αυτούς τους ασθενείς, αλλά και στους συγγενείς τους, συστήνεται γενετικός έλεγχος του γονιδίου APC προκειμένου, στην κατηγορία των πρώτων να επέλθει η οριστική διάγνωση της νόσου, ενώ στη κατηγορία των άμεσα διατρεχόντων κινδύνου συγγενών, να εντοπιστούν οι φορείς, με σκοπό να ακολουθήσουν ειδικό προφυλακτικό πρόγραμμα με τακτικούς κολονοσκοπικούς ελέγχους (6-12 μήνες) ή ακόμη και εκτομή του παχέος εντέρου.

• Περισσότερες από 700 μεταλλάξεις έχουν ταυτοποιηθεί στο γονίδιο APC, οι οποίες ανάλογα της θέσης γενετικού εντοπισμού τους, παρουσιάζουν αξιοσημείωτη σύνδεση με διαφορετικής βαρύτητας κλινική εκδήλωση της νόσου. Πιο συγκεκριμένα, μεταλλάξεις που εντοπίζονται στο γονίδιο APC μεταξύ των κωδικονίων 1250-1464 και ιδιαιτέρως στο κωδικόνιο 1309, συνδέονται με βαριάς μορφής εκδήλωση FAP, που χαρακτηρίζεται από την ανάπτυξη έως και χιλιάδων αδενωματωδών πολυπόδων, ενώ μεταλλάξεις που εντοπίζονται στα άκρα του γονιδίου, καθώς και στο εναλλακτικού ματίσματος εξόνιο 9, συνδέονται με ελαφριάς μορφής FAP (attenuated FAP). Οι μεταλλάξεις στο υπόλοιπο γονίδιο APC συνδέονται με εκδήλωση FAP ενδιάμεσης βαρύτητας. Ανάλογη σύνδεση υπάρχει επίσης ανάμεσα στο γενετικό εντοπισμό της μετάλλαξης και τον κίνδυνο ανάπτυξης καρκίνου στο ορθό μετά από εκτομή του παχέος εντέρου, όπου ο κίνδυνος δευτεροπαθούς εκτομής κυμαίνεται στο 10% για τις λεγόμενες ήπιες μεταλλάξεις, στο 39% για τις λεγόμενες ενδιάμεσες μεταλλάξεις και στο 61% για τις βαριές μεταλλάξεις. Οι βαριές μεταλλάξεις συνδέονται επίσης και με σημαντικά πρωιμότερη ηλικία εμφάνιση της νόσου και πραγματοποίηση χειρουργικής επέμβασης, η οποία υπολογίζεται στα 27 έτη νωρίτερα από την αντίστοιχη ηλικία που χαρακτηρίζει τις ήπιες μεταλλάξεις στο γονίδιο APC.
• Ο έλεγχος μεταλλάξεων του συνδρόμου FAP ή γενικότερα του HPCC γίνεται μέσω πλήρης NGS αλληλούχισης, είτε μεμονωμένα του γονιδίου APC, σε περίπτωση που τα κλινικά χαρακτηριστικά είναι ενδεικτικά για FAP (π.χ. μεγάλος αριθμός αδενωματωδών πολυπόδων), είτε όλων των γονιδίων που σχετίζονται με HPCC. Στην τελευταία περίπτωση,το εργαστήριο μας προσφέρει το τεστ PreSENTIA, ανάπτυξης και παροχής της εταιρείας MEDICOVER GENETICS, στην εξής ειδικά διαμορφωμένη εκδοχή:

Φαρμακογονιδιωματική καρκίνου του παχέος εντέρου. 

• Ο καρκίνος του παχέος εντέρου αποτελεί έναν από τους πλέον μελετημένους σε μοριακό επίπεδο τύπους κακοήθειας, όπου συγκεκριμένα σηματοδοτικά μονοπάτια έχουν ταυτοποιηθεί και χαρακτηριστεί λεπτομερώς για τη συνεισφορά τους στην ογκογένεση. Το γεγονός αυτό, έχει οδηγήσει στην αναγνώριση κρίσιμων βιοδεικτών, οι οποίοι έχουν αξιοποιηθεί στα πλαίσια ανάπτυξης στοχευμένων μοριακών θεραπειών που παρέχονται συμπληρωματικά των κλασσικών θεραπευτικών στρατηγικών (χειρουργικής επέμβασης, χημειοθεραπείας), με πολύ σημαντικά κλινικά οφέλη για τους ασθενείς, τόσο ως προς την παράταση τους χρόνου υποτροπής της νόσου, όσο και ως προς την επιμήκυνση της συνολικής επιβίωσης. Το πλέον εμπεριστατωμένο σηματοδοτικό μονοπάτι που έχει ενοχοποιηθεί για την κρίσιμη συνεισφορά του στη νεοπλασματική διαδικασία, είναι αυτό των μιτογονο-ενεργοποιούμενων πρωτεϊνικών κινασών (MAPK), η ενεργοποίηση του οποίου προάγει την είσοδο του κυττάρου σε κυτταρικό κύκλο και πολλαπλασιασμό. Το μονοπάτι αυτό φαίνεται να έχει έναν καθολικό ρόλο στη βιολογία του καρκίνου, καθώς ανευρίσκεται ανώμαλα ενεργοποιημένο σε πολλές διαφορετικές μορφές καρκίνου (π.χ. παχέος εντέρου, παγκρέατος, πνεύμονα, θυρεοειδούς, μελάνωμα), μέσω ογκογόνου μεταλλιξένεσης διαφόρων πρωτεϊνών που συμμετέχουν σε αυτό. Τα πλέον σημαντικά και εκτενώς μελετημένα γονίδια που συγκεντρώνουν τον κύριο όγκο μεταλλάξεων σε περιστατικά καρκινογένεσης και που χρησιμοποιούνται ως βιοδείκτες για τον καθορισμό της καταλληλότητας εφαρμογής εξατομικευμένων μοριακών θεραπειών, είναι τα KRAS, NRAS, BRAF και EGFR. 

• Το γονίδιο KRAS αποτελεί ένα πρωτο-ογκογονίδιο ομόλογο του ογκογονιδίου που ανακαλύφθηκε πρώτα στον ιό Kirsten rat sarcoma, από το οποίο πήρε και το χαρακτηριστικό πρόθεμα, που μαζί με τα γονίδια HRAS και NRAS συνιστούν τα ιδρυτικά μέλη της οικογένειας RAS. Τα γονίδια RAS κωδικοποιούν για μικρές GTPase πρωτεΐνες που συνδέονται με GTP και μέσω αυτής της σύνδεσης υφίστανται αλλοστερική ενεργοποίηση που τους επιτρέπει να αλληλεπιδράσουν με άλλες πρωτεΐνες του κυτταροπλάσματος. Με αυτόν τον τρόπο, συμμετέχουν στη διεκπεραίωση πολύ σημαντικών σηματοδοτικών μονοπατιών του κυττάρου, όπως PI3K/AKT/mTOR και RAF/MEK/ERK, που εμπλέκονται σε πολύ σημαντικές κυτταρικές διαδικασίες, όπως αύξηση, πολλαπλασιασμός, διαφοροποίηση, απόπτωση. Η εγγενής δραστικότητα GTPase που φέρουν οι πρωτεΐνες RAS μαζί με την αλληλεπίδραση τους με πρωτεΐνες που τη διεγείρουν (GAPs), επιτρέπει την μετατροπή του συνδεδεμένου μορίου GTP σε GDP και την επακόλουθη απενεργοποίηση τους και διακοπή της διενεργήσας σηματοδότησης. Με αυτόν τον τρόπο υφίσταται μία δικλείδα ασφαλείας στο κύτταρο που εξασφαλίζει ότι τα όποια αυξητικά σήματα θα είναι περιορισμένης διάρκειας και δεν θα διαταράξουν τη φυσιολογία του. Η επαναφορά των πρωτεϊνών RAS στην ενεργή τους κατάσταση πραγματοποιείται μέσω της αλληλεπίδρασης τους με μία άλλη κατηγορία πρωτεϊνών (GEFs) που καταλύουν την ανταλλαγή του συνδεδεμένου GDP με GTP. 

• Μεταλλάξεις στα γονίδια RAS που είτε διαταράσσουν την εγγενή δραστικότητα GTPase, είτε προσδίδουν ανθεκτικότητα στην αλληλεπίδρασή τους με τις GAPs ή τις καθιστούν ανεξάρτητες στην ενεργοποίηση τους από τις GEFs, έχουν σαν αποτέλεσμα είτε την ανώμαλη ενεργοποίηση τους ανεξάρτητα της παρουσίας του κατάλληλου σήματος (π.χ. αυξητικός παράγοντας), είτε την παρατεταμένη ενεργοποίηση τους παρουσία του σήματος. Αυτό έχεις σαν αποτέλεσμα τη διενέργεια μιας ανεξέλεγκτης σηματοδότησης, που οδηγεί σε υπέρμετρη κυτταρική αύξηση και πολλαπλασιασμό, ιδιότητες άρρηκτα συνδεδεμένες με την έννοια του καρκίνου. Είναι χαρακτηριστικό ότι στο 30% όλων των περιστατικών καρκίνου στον άνθρωπο ανευρίσκονται μεταλλάξεις σε ένα από τα γονίδια RAS, με τη συντριπτική πλειοψηφία των οποίων να αφορά το γονίδιο KRAS (85%), ενώ ακολουθούν τα γονίδια NRAS (11%) και HRAS (4%). Συγκεκριμένα, το γονίδιο KRAS βρίσκεται μεταλλαγμένο στο 90% των περιστατικών παγκρεατικού αδενοκαρκινώματος, στο 40% των περιστατικών καρκίνου του παχέος εντέρου και στο 15-30% των περιστατικών μη μικρο-κυτταρικού καρκίνου του πνεύμονα (NSCLC), ενώ εμφανίζεται μεταλλαγμένο και σε πολλές περιπτώσεις λευχαιμιών. Στη συντριπτική πλειοψηφία των περιπτώσεων αφορά περιστατικά σποραδικού καρκίνου και όχι κληρονομικά, όπου οι μεταλλάξεις στο γονίδιο KRAS συμβαίνουν κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ατόμου και αποτελούν την κινητήρια δύναμη για την κακοήθη εξαλλαγή του προσβεβλημένου κυττάρου. Οι κυρίαρχες ογκογόνες μεταλλάξεις αφορούν 3 σημεία του γονιδίου και συγκεκριμένα τα κωδικόνια 12 και 13, όπου έχουμε αντικατάσταση των αμινοξέων γλυκίνης (Gly12 και Gly13) και το κωδικό 61, όπου έχουμε αντικατάσταση του αμινοξέος γλουταμίνη (Gln61). Και οι 3 αυτές μεταλλάξεις έχουν το ίδιο λειτουργικό αποτέλεσμα, οδηγώντας στην έκφραση πρωτεϊνών που είναι μονίμως ενεργές, ανεξάρτητα από την παρουσία σηματοδότησης, με αποτέλεσμα να προδιαθέτουν το επηρεαζόμενο κύτταρο για ανεξέλεγκτο πολλαπλασιασμό και επιβίωση. Επίσης, σε πολλούς όγκους είναι συχνό φαινόμενο η ενίσχυση του γονιδίου KRAS, είτε φυσιολογικού είτε μεταλλαγμένου, αυξάνοντας περαιτέρω το ογκογόνο δυναμικό της πρωτεΐνης. 

• Η μεγάλη διασπορά που εμφανίζουν οι μεταλλάξεις στο γονίδιο KRAS στα διάφορα περιστατικά καρκίνου και ο αποδεδειγμένος κομβικός ρόλος τους στη διαδικασία καρκινογένεσης, κατέστησαν από πολύ νωρίς, τόσο την ίδια πρωτεΐνη K-RAS όσο και τα σηματοδοτικά μονοπάτια που συμμετέχει, ιδανικούς υποψήφιους για φαρμακευτική στόχευση. Ένα από τα πλέον σημαντικά σηματοδοτικά μονοπάτια είναι αυτό του υποδοχέα του επιδερμικού αυξητικού παράγοντα (EGFR), το οποίο ενέχεται στη ρύθμιση του κυτταρικού πολλαπλασιασμού, της διαφοροποίησης, της απόπτωσης και της αγγειογένεσης, διαδικασίες πολύ σημαντικές τόσο κατά την έναρξη της καρκινογένεσης όσο και κατά την εξέλιξη της στο στάδιο της μετάστασης. Μία κεντρική οδός του σηματοδοτικού μονοπατιού EGFR περιλαμβάνει την ενεργοποίηση της πρωτεΐνης K-RAS, η οποία με τη σειρά της ενεργοποιεί την κινάση σερίνης/θρεονίνης B-RAF και αυτή ακολούθως, μέσω της αλληλουχίας κινασών MEK/ERK, ενεργοποιεί σημαντικούς μεταγραφικούς παράγοντες στον πυρήνα (π.χ. c-Myc) που διεγείρουν την έκφραση γονιδίων σημαντικών για την διεκπεραίωση των παραπάνω κυτταρικών διεργασιών (αύξηση, πολλαπλασιασμός, επιβίωση κ.α.). Η ανώμαλη ενεργοποίηση του σηματοδοτικού μονοπατιού EGFR είναι ένα κοινό εύρημα σε διαφόρους τύπους καρκίνου, όπως του μαστού, του παχέος εντέρου, του παγκρέατος, του πνεύμονα, του εγκεφάλου και του μελανώματος και, εκτός των καλά εμπεριστατωμένων μεταλλάξεων στο γονίδιο KRAS, μπορεί να συμβεί και μέσω μεταλλάξεων σε άλλους παράγοντες του μονοπατιού, όπως τον ίδιο τον υποδοχέα EGFR και την πρωτεΐνη B-RAF. 

• Το γονίδιο BRAF ανευρίσκεται μεταλλαγμένο στο 50% των περιστατικών κακοήθους μελανώματος, στο 5-22% των περιστατικών καρκίνου του παχέος εντέρου, όπως επίσης και σε άλλους τύπους καρκίνου, όπως του πνεύμονα και του θυρεοειδή. Η πρωτεΐνη Β-RAF είναι μία κινάση σερίνης/θρεονίνης που κατόπιν ενεργοποίησης της από την πρωτεΐνη K-RAS οδηγεί στη φωσφορυλίωση και ενεργοποίηση των κινασών MEK, οι οποίες με τη σειρά τους φωσφορυλιώνουν και ενεργοποιούν τις κινάσες ERK. Στο 86% όλων των περιστατικών καρκίνου με μεταλλαγμένο το γονίδιο BRAF, εντοπίζεται μία συγκεκριμένη μετάλλαξη στο κωδικόνιο 600 που οδηγεί στην αντικατάσταση του αμινοξέος βαλίνη από γλουταμινικό οξύ (BRAFV600E). Αυτή η αλλαγή έχει ως αποτέλεσμα μία ιδιοστατικά ενεργή κινάση B-RAF, που οδηγεί σε ισχυρή ενεργοποίηση του μονοπατιού ΜΕΚ/ΕRΚ και θετική ρύθμιση των επακόλουθων κυτταρικών διεργασιών που προδιαθέτουν για καρκινογένεση (αύξηση, πολλαπλασιασμός, επιβίωση). 

• Ο υποδοχέας EGFR ανευρίσκεται μεταλλαγμένος στο 20% των περιστατικών NSCLC, ενώ το γονίδιο του εμφανίζει ενίσχυση στο 40-80% των περιπτώσεων. Παρομοίως, το γονίδιο EGFR εμφανίζεται ενισχυμένο μέσω αύξησης αριθμού αντιγράφων στο 40% των περιστατικών καρκίνου του παχέος εντέρου, ένα ποσοστό των οποίων φέρουν επίσης μεταλλάξεις στο γονίδιο KRAS. Το γονίδιο EGFR κωδικοποιεί για μία διαμεμβρανική πρωτεΐνη με ενεργότητα κινάσης τυροσίνης στην κυτταροπλασματικής της υπομονάδα, η οποία, κατόπιν πρόσδεσης του κατάλληλου εξωκυττάριου σήματος (π.χ. EGF, TGF-α) ομο- ή ετερο-διμερίζεται με άλλα μέλη της οικογένειας EGFR. Αυτός ο διμερισμός έχεις ως αποτέλεσμα τη διέγερση της ενεργότητας κινάσης και την αυτό-φωσφορυλίωση αμινοξέων τυροσίνης των κυτταροπλασματικών υπομονάδων των διμεριζόμενων πρωτεϊνών. Αυτά τα φωσφορυλιωμένα κατάλοιπα τυροσίνης θα αποτελέσουν θέσεις πρόσδεσης για συγκεκριμένες πρωτεΐνες του κυττάρου (π.χ. κινάσες, μεταγραφικούς παράγοντες), που με τη σειρά τους θα προωθήσουν την ενδοκυττάρια σηματοδότηση μέσω αλληλεπίδρασης με άλλους παράγοντες. Κλασσικό παράδειγμα αποτελεί η πρόσδεση σε φωσφορυλιωμένα κατάλοιπα τυροσίνης της πρωτεΐνης GRB2, η οποία με τη σειρά της στρατολογεί τον παράγοντα SOS, μίας πρωτεΐνης GEF που καταλύει την ενεργοποίηση της K-RAS μέσω ανταλλαγής του προσδεδεμένου GDPμε GTP.

• Τα γονίδια KRAS, ΝRAS, BRAF και EGFR αποτελούν κρίσιμους προγνωστικούς δείκτες για περιστατικά καρκίνου του παχέος εντέρου, αδενοκαρκινώματος του παγκρέατος, NSCLC, κακοήθους μελανώματος και γενικά οποιασδήποτε κακοήθειας στην οποία η υπερ-ενεργοποίηση του σηματοδοτικού μονοπατιού EGFR παίζει καθοριστικό ρόλο στην ανάπτυξη και εξέλιξη του καρκίνου. Ο έλεγχος των παραπάνω γονιδίων για την ύπαρξη ογκογόνων μεταλλάξεων είναι αποφασιστικής σημασίας για την πρόγνωση της νόσου και την εφαρμογή του κατάλληλου θεραπευτικού σχήματος. Προς αυτήν την κατεύθυνση, οι εξελίξεις στο χώρο της μοριακής βιολογίας τις τελευταίες δεκαετίες, οδήγησαν στη εφαρμογή θεραπευτικών επεμβάσεων στο μονοπάτι EGFR για την αντιμετώπιση των παραπάνω περιστατικών καρκίνου. Δύο κύριες κατηγορίες θεραπευτικών παραγόντων έχουν αναπτυχθεί και εφαρμοσθεί με αρκετή επιτυχία τα τελευταία χρόνια, συμπληρωματικά των κλασσικών μεθόδων χημειοθεραπείας και ακτινοθεραπείας, οι οποίες αφορούν τη ανάπτυξη αναστολέων έναντι του υποδοχέα EGFR και αναστολέων έναντι των κινασών BRAF και ΜΕΚ.

• Σε ασθενείς με καρκίνο του παχέος εντέρου, καθώς και άλλες μορφές συμπαγών καρκίνων, συνίσταται επίσης ο έλεγχος του βιοδείκτη της μικροδορυφορικής αστάθειας (MSI) (βλέπε Έλεγχος γονιδίων προδιάθεσης καρκίνου του παχέος εντέρου). Ο δείκτης αυτούς, εκτός από την παροχή πληροφοριών σχετικά με τη βιολογία του καρκίνου (π.χ. ανεπάρκεια μηχανισμών επιδιόρθωσης DNA MMR), θα καθοδηγήσει επίσης για την καταλληλότητα εφαρμογής στον ασθενή ενός νέου είδους αντικαρκινικής θεραπείας, της επονομαζόμενης ανοσοθεραπείας. Η ανοσοθεραπεία, έχει εφαρμοσθεί τα τελευταία χρόνια σε διάφορες μορφές καρκίνου, άλλοτε με περισσότερη και άλλοτε με λιγότερη επιτυχία, έχοντας όμως ως κοινό χαρακτηριστικό το γενικά χαμηλό ποσοστό των ασθενών που αποκρίνονται σε αυτού του είδους τη θεραπεία. Προκειμένου να αξιολογηθεί εκ των προτέρων η πιθανότητα απόκρισης ενός ασθενούς σε ανοσοθεραπεία και να αποφευχθούν περιττές, υψηλού κόστους και φόρτου τοξικών παρενεργειών, θεραπευτικές επεμβάσεις, έχουν καθοριστεί και ελέγχονται διάφοροι σχετιζόμενοι βιοδείκτες, με έναν από αυτούς να είναι ο δείκτης MSI. Η εύρεση υψηλής μικροδορυφορικής αστάθειας (MSI-Η) προσδίδει περισσότερες πιθανότητες αποκρισιμότητας του ασθενούς σε ανοσοθεραπεία τύπου immune checkpoint inhibitors (ICIs). Άλλοι δείκτες, οι οποίοι όμως χρησιμοποιούνται κυρίως σε άλλες μορφές καρκίνου (π.χ. πνεύμονα, μελάνωμα) είναι η έκφραση των μορίων ανοσο-ελέγχου (immune checkpoint) PD-1/PD-L1 και CTLA-4, οι οποίοι επίσης χρησιμοποιούνται για την αξιολόγηση της καταλληλότητας εφαρμογής ανοσοθεραπείας τύπου ICIs (π.χ. nivolumab, pembrolizumab). Ο δείκτης MSI χρησιμοποιείται επίσης στον καρκίνο του παχέος εντέρου για την αξιολόγηση της καταλληλότητας ασθενών έναντι συγκεκριμένων χημειοθεραπευτικών παραγόντων (π.χ. 5-fluorouracil, irinotecan), καθώς και για την πρόγνωση της νόσου (MSI-H σχετίζεται με καλύτερη πρόγνωση πιθανόν λόγω καλύτερης ανοσολογικής απόκρισης). Στον παρακάτω πίνακα παρουσιάζονται οι ογκογενετικοί δείκτες που αναλύθηκαν εκτενώς παραπάνω και οι κλινικές επιπτώσεις που έχει η ανίχνευση αυτών σε ενδεικτικά περιστατικά κακοήθειας που επιδέχονται της αντίστοιχης φαρμακογονιδιωματικής ανάλυσης.

• Οι βιοδείκτες φαρμακογονιδιωματικής για καρκίνο του παχέος εντέρου μπορούν να ελεγχθούν είτε στοχευμένα, για διερεύνηση συγκεκριμένων (των συχνότερων) μεταλλάξεων, μέσω της μεθόδου real-time PCR, είτε καθολικά μέσω NGS αλληλούχισης, εφαρμόζοντας αντίστοιχα τεστ της πλατφόρμα ForeSENTIA, ανάπτυξης και παροχής της εταιρείας MEDICOVER GENETICS. Αναλυτικά, παρέχονται οι κάτωθι αναλύσεις:

• Αν και οι παραπάνω βιοδείκτες θεωρούνται οι πλέον σημαντικοί από άποψη φαρμακογονιδιωματικής διαχείρισης του καρκίνου του παχέος εντέρου, καθώς και των λοιπών αναφερόμενων ειδών καρκίνων, η νέα τάση στο χώρο της ογκογενετικής και της εξατομικευμένης θεραπείας του καρκίνου συνιστά την ανάπτυξη και εφαρμογή πολυγονιδιακών πάνελ που ελέγχουν συγχρόνως τους παραπάνω αλλά και πολλούς ακόμα γενετικούς δείκτες που έχουν αναδειχθεί κατά καιρούς ως κλινικά σημαντικοί για την πρόγνωση και βέλτιστη θεραπεία του καρκίνου. Τα διάφορα εμπορικά διαθέσιμα για κλινική εφαρμογή πάνελ, μπορεί να διαφέρουν τόσο ως προς τη σύσταση τους, κυρίως ως προς το βαθμό επέκτασης σε γενετικούς δείκτες πέραν των βασικών που αναφέρθηκαν παραπάνω, περικλείοντας από δεκάδες έως εκατοντάδες γονίδια στόχους, αλλά και ως προς το επίπεδο ανάλυσης τους, καθώς κάποια πάνελ περιορίζονται αποκλειστικά σε ανάλυση επιπέδου DNA, ενώ άλλα επεκτείνουν την ανάλυση και σε επίπεδο RNA και πρωτεϊνών. Επίσης, οι διάφορες πλατφόρμες διαφέρουν και ως προς το είδος του βιολογικού υλικού που δύναται να εφαρμοστούν, με κάποιες να είναι συμβατές με καρκινικό ιστό (βιοψία, χειρουργική αφαίρεση), κάποιες με ορό/πλάσμα περιφερικού αίματος (υγρή βιοψία) και κάποιες και με τα δύο. Το εργαστήριο μας συνεργάζεται με διάφορες εταιρείες ανάπτυξης τεχνολογιών γενετικής βιοψίας καρκίνου πολλαπλών βιοδεικτών και είναι σε θέση να παρέχει τις ακόλουθες πλατφόρμες:

• Δείγμα: καρκινικός ιστός μονιμοποιημένος σε παραφίνη (MSI, γονίδια KRAS, NRAS & BRAF, ForeSENTIA), περιφερικό αίμα (NeoThetis).
• Χρόνος απάντησης: 7-10 εργάσιμες ημέρες (γονίδια KRAS, NRAS, BRAF), 10-15 εργάσιμεςημέρες (NeoThetis), 15-20 εργάσιμες ημέρες (MSI), 25-30 εργάσιμες ημέρες (ForeSENTIA).