Identificación de biomarcadores predictivos, pronósticos y de respuesta al tratamiento en cáncer de próstata

Resumen

El cáncer de próstata (PCa) es el cáncer más frecuentemente diagnosticado en hombres y su incidencia va en aumento. El test de PSA continúa siendo la principal herramienta empleada en el cribado del PCa a pesar de su falta de especificidad y precisión, lo que conlleva la realización de biopsias innecesarias. Por otra parte, el PCa es una enfermedad biológicamente heterogénea que cursa con diferentes grados de agresividad, pero las características que definen el PCa como estadío clínico (estadío TNM), el grado tumoral (puntuación de Gleason) y el nivel de PSA, no son adecuadas para distinguir con precisión los tumores indolentes de los tumores agresivos. Todo esto provoca, en muchos casos, un sobretratamiento de tumores poco agresivos que acarrean efectos secundarios y un sobrecoste, igualmente innecesarios. Además estos marcadores tampoco son capaces de predecir la respuesta a un tratamiento. Por lo que a día de hoy uno de los principales retos es identificar biomarcadores específicos que permitan a los clínicos detectar la enfermedad en un estadío temprano, redefinir la estratificación en grupos de riesgo y predecir el curso de la enfermedad. Estudios epidemiológicos han sugerido la combinación de un componente ambiental y un componente genético en el PCa. El desarrollo de técnicas de análisis genético en la última década ha permitido la identificación de variantes genéticas comunes en el ADN germinal que se asocian de forma significativa con susceptibilidad al PCa y la agresividad. Del mismo modo, los recientes avances tecnológicos han revelado el papel que juegan los miRNAs en la regulación de la expresión génica y su desregulación en PCa. Los patrones de expresión de miRNAs parecen reflejar el estado de diferenciación del tumor y su evolución, por lo se presentan como potenciales biomarcadores en el PCa. La incorporación de estas variantes genéticas y de miRNAs a la práctica clínica habitual podría mejorar la precisión del diagnóstico, pronóstico y predicción en el PCa. No obstante, los resultados de los estudios hasta la fecha arrojan datos contradictorios, lo que dificulta dicha incorporación. Nuevos estudios son necesarios para clarificar su rol en el PCa. Debido a la importancia de los andrógenos y estrógenos en la próstata y su desregulación en el PCa, uno de los objetivos de esta Tesis Doctoral fue el estudio de la posible relación entre variantes germinales de nucleótido simple (SNPs) en genes que participan en la síntesis y metabolismo esteroides sexuales y el riesgo y agresividad en pacientes con PCa. Los genes seleccionados y variantes fueron: AR (rs6152, rs9332969); CYP17A1 (rs7437572, rs6162, rs6163, rs1004467); LHCGR (rs2293275), ESR1 (rs1062577) y ERS2 (rs1256049). Para ello se incluyeron 311 individuos sospechosos de PCa con nivel de PSA >4 ng/ml e indicación de biopsia prostática diagnóstica. De ellos 155 tuvieron una biopsia negativa y pasaron a formar parte del grupo control; y 156 tuvieron una biopsia positiva constituyendo el grupo de pacientes con PCa. Se recogió información clínica relevante en el grupo de pacientes y se les hizo un seguimiento durante 54 meses para determinar la respuesta al tratamiento. Ninguno de los SNPs analizados en sangre, mostró diferencias significativas entre pacientes con PCa y controles. Sin embargo, al centrar el estudio en los pacientes, diferentes variantes genéticas se asociaron con características de PCa agresivo. Los SNPs rs743572, rs6162 y rs6163, todos ellos pertenecientes al gen CYP17A1, se relacionaron con valores de PSA > 10 ng/ml y con un riesgo D'Amico intermedio y alto. Además el rs6163 se asoció con un menor tiempo libre de recurrencia bioquímica en aquellos pacientes sometidos a prostatectomía radical. Así mismo el rs2293275 ubicado en el gen LHCGR mostró una tendencia de asociación con estadios localmente avanzados y avanzados. Por otra parte, en esta Tesis Doctoral estudiamos el patrón de expresión de varios miRNAs relacionados con procesos como la proliferación celular y la transición epitelio-mesénquima, previamente asociados a presencia tumoral y progresión hacia cáncer de próstata resistente a la castración. En concreto, nuestro objetivo fue analizar la expresión de los miR-141 y miR-375 en tejido de biopsia de próstata y su posible asociación con la agresividad en pacientes con PCa. Para este estudio se incluyeron 131 pacientes con PCa de los 156 incluidos en el estudio de SNPs. Por lo tanto, tuvimos igualmente información acerca de las variables clínicas y la respuesta al tratamiento tras 54 meses de seguimiento. En primer lugar se evaluó el gen normalizador más apropiado entre los candidatos GAPDH, RNU6B y miR-130b, siendo el RNU6B elegido por su mayor estabilidad. Descartado el miR-130b como normalizador, se analizó la posible asociación con las variables clínicas de los pacientes de PCa ya que previamente se ha propuesto como miRNA supresor de tumores. Ninguno de los tres miRNAs finalmente analizados (miR-14, miR-375 y miR-130b) mostró una asociación estadísticamente significativa con las variables clínicas de los pacientes (PSA, Gleason, TNM y riesgo D'Amico), ni con el tiempo libre de recurrencia bioquímica. Por todo ello, nuestros estudios sugieren por un lado, una relación de variantes genéticas específicas de los genes CYP17A1 y LHCGR con la agresividad en el PCa y por el otro, la falta de un patrón de expresión diferencial de los miRNAs 141, 375 y 130b en el tejido tumoral entre los diferentes grupos de pacientes con PCa. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Prostate cancer (PCa) is the most frequently cancer diagnosed in men and its incidence is increasing. The PSA test continues to be the main tool used in the screening of the PCa despite its lack of specificity and precision, which leads to the performance of unnecessary biopsies. On the other hand, PCa is a biologically heterogeneous disease with different degrees of aggressiveness. However, PCa clinical parameters which defines the disease, as clinical stage (TNM), tumor grade (Gleason score) and PSA level are not adequate to distinguish indolent tumors from aggressive tumors. This is one of the reasons about many cases have an overtreatment of non-aggressive tumors causing unnecessary side effects and an additional costs. Furthermore, these markers are also not able to predict a treatment response. So, today one of the main challenges is to identify specific biomarkers allowing clinicians to detect an early stage disease, redefine risk stratification and predict the disease course. Epidemiological studies have suggested the combination of both, environmental and genetic components in PCa. The development in the last decade of novel techniques in genetic analysis has allowed the identification of common genetic variants in germinal DNA; which are significantly associated with PCa susceptibility and aggressiveness. In the same way, recent technological advances have revealed the role of miRNAs in the regulation of gene expression and its deregulation in PCa. The miRNAs expression patterns seem to reflect the state of tumor differentiation and evolution, so they are presented as PCa potential biomarkers. The incorporation of these genetic variants and miRNAs into routine clinical practice could improve the accuracy of diagnosis, prognosis and prediction in PCa. However, to date there are contradictory data which make difficult its incorporation in clinical practice. New studies are needed to clarify their role in PCa. Due to the importance of androgens and estrogens in prostate gland and its deregulation in PCa, we focused on this aim one of the objectives of this PhD. Analyzing the relationship between germline variants of simple nucleotide (SNPs) in genes involved in the sex steroid synthesis and metabolism with PCa risk and aggressiveness. The selected genes and variants were: AR (rs6152, rs9332969); CYP17A1 (rs7437572, rs6162, rs6163, rs1004467); LHCGR (rs2293275), ESR1 (rs1062577) and ERS2 (rs1256049). 311 individuals with a PCa suspicion, with PSA level> 4 ng / ml and indication for a diagnostic prostatic biopsy were included. Of these, 155 had a negative biopsy and became part of the control group; and 156 had a positive biopsy constituting the group of PCa patients. Relevant clinical information was collected in the group of patients and followed up for 54 months to determine the treatment response. None of the analyzed SNPs in blood showed significant differences between PCa controls and patients. However, when we focused the study on patients, different genetic variants were associated with aggressive PCa characteristics. The SNPs rs743572, rs6162 and rs6163 (CYP17A1 gene) were associated with PSA values> 10 ng / ml and with intermediate and high D'Amico risk. In addition, rs6163 was associated with a shorter time of free biochemical recurrence (in those patients undergoing radical prostatectomy). Likewise, rs2293275 (LHCGR gene) showed a tendency to be associated to locally advanced and advanced stages. On the other hand, in this PhD we studied the expression pattern of several miRNAs with relevance in processes such as cell proliferation and epithelial-mesenchymal transition. These miRNAs were previously associated with tumor presence and progression to castration resistant prostate cancer. Specifically, our objective was to analyze the expression of miR-141 and miR-375 in prostate biopsy tissue and its possible association with aggressiveness in PCa patients. For this analysis, 131 PCa patients were included. Therefore, we had also information about the clinical variables and response to treatment after 54 months of follow-up. Firstly, we have evaluated the most appropriated housekeeping gene among GAPDH, RNU6B and miR-130b candidates ones, chosen RNU6B for its greater stability. For this reason, miR-130b was included as another miRNA to be analyzed for its several associations with PCa clinical variables as tumor suppressor role. However, none of the three analyzed miRNAs (miR-14, miR-375 and miR-130b) showed any statistically significant associations with clinical parameters in patients (PSA, Gleason, TNM and D'Amico risk) or with the free time of biochemical recurrence. For all these reasons, our studies suggest: On the one hand, there is a relationship of CYP17A1 and LHCGR specific genetic variants with PCa aggressiveness. On the other, the inexistence of 141, 375 and 130b miRNAs differential expression patterns in tumor tissue between the different PCa groups of patients.