Liquid biopsy based on circulating tumor cells and extracellular vesicle miRNAs for the relapse and death risk stratification in non-small cell lung cancer patients

Resum

El cáncer de pulmón es la causa más común de muerte ligada a cáncer en el mundo, siendo el cáncer de pulmón no microcítico (CPNM) el subtipo histológico más común, abarcando el 80% de todos los casos. A pesar de los grandes avances en el diagnóstico y tratamiento de esta enfermedad, las recidivas se presentan de manera temprana y la tasa de supervivencia permanece baja, con una tasa de supervivencia a los 5 años del ~18%(1). La cirugía es el tratamiento recomendado en estadíos tempranos del CPNM (I-IIIA) y el más efectivo, con tan solo un pequeño beneficio tras la adición de la quimioterapia adyuvante basada en platino(2). Por otra parte, la mayoría de los pacientes de CPNM son diagnosticados en estadíos avanzados, donde las tasas de supervivencia son incluso más bajas, alrededor del 5% a los 5 años. En estos pacientes, el tratamiento recomendado es la quimio-radioterapia concomitante, pero aun así la progresión de la enfermedad se produce incluso antes(3). El fracaso de los tratamientos puede estar causado por la compleja heterogénea y dinámica naturaleza de los tumores(4) y las diferencias moleculares entre adenocarcinomas y carcinomas de células escamosas, la cual puede no ser reflejada por la biopsia del tejido. De esta manera, se necesitan nuevos marcadores pronósticos y predictivos. Las células tumorales circulantes (CTCs), encontradas en sangre, están asociadas al proceso metastásico y se han postulado como potenciales factor pronóstico en estos pacientes. Sin embargo, poco se conoce acerca de las subpoblaciones heterogéneas de CTCs que pueden ser encontradas en un mismo paciente(5). Los microARNs (miRs), conocidos como importantes reguladores de genes en cáncer, pueden ser encapsulados selectivamente dentro de vesículas extracelulares (VEs), actuando así como biomarcadores tumorales(6). Esta tesis incluyó dos cohortes independientes, una de pacientes con estadíos tempranos de cáncer de pulmón, donde se analizaron CTCs y tejidos, y una segunda cohorte de pacientes con estadíos avanzados en los cuales se evaluaron CTCs y VE miRs. En este contexto, hipotetizamos que la presencia de poblaciones heterogeneas de CTCs y la expresión de miRs en el tejido o en VEs, podría revelar la complejidad molecular de los tumores y actuar así como biomarcadores pronóstico en pacientes de estadío temprano y avanzado de CPNM. En nuestro estudio de estadíos tempranos, se asoció el perfil de expresión de miRs y genes (AXL-IL6R-miR-155) con la presencia de CTCs con un fenotipo mesenquimal, tan solo en pacientes de adenocarcinoma, y ésta, a su vez, se correlacionó con la afectación de los nódulos linfáticos. Además, la presencia de CTCs un mes tras la cirugía y a los 6 meses fueron biomarcadores pronóstico independientes de peor supervivencia libre de recurrencia (SLR) y peor supervivencia global (SG), respectivamente en pacientes de adenocarcinoma. Por otra parte, la alta expresión de AXL fue un factor pronóstico independiente asociado con una peor SG. El valor pronóstico de las CTCs tras la cirugía concuerda con la escasa evidencia previa que mostraba el biomarcador pronóstico de la presencia de CTCs en estadíos tempranos(7), y nosotros reportamos, por primera vez, que la presencia la presencia de CTCs a los 6 meses tras la cirugía se asoció con el exitus de los pacientes. Por otra parte, la sobreexpresión de AXL ha sido relacionada con el proceso de transición epitelio-mesénquima (TEM), así como con una mayor evasión del sistema inmune y un mayor potencial metastásico(8). La inhibición de AXL ha demostrado beneficios al evitar el proceso de TEM y al activar la respuesta inmune antitumoral. Estos datos sugieren que los inhibidores de AXL podrían aumentar el beneficio de la inmunoterapia combinada, así como el de tratamientos adyuvantes con cisplatino. De hecho, se han propuesto nuevas combinaciones de inmunoterapia con otros tratamientos como la quimioterapia como potenciales estrategias adyuvantes en pacientes resecados de CPNM(9). En conjunto, estos resultados proponen que la detección y caracterización de CTCs tras la cirugía pueden servir como biomarcadores en la identificación de pacientes con peor pronóstico. Además, nuestro estudio podría justificar la inclusión de la expresión tisular de AXL y la caracterización de células TEM como biomarcadores en la selección del tratamiento y de la actividad de nuevos agentes terapéuticos en pacientes de adenocarcinoma con estadío temprano, así como el uso de inhibidores de AXL en estos pacientes. En nuestro estudio con pacientes avanzados se observaron correlaciones específicas de la dinámica del número de CTCs y la expresión de VE miRs. Así, la expresión del miR-218, un descrito supresor de la autofagia, se correlacionó con los niveles de actividad autofágica en las CTCs a lo largo del tratamiento. De manera interesante, la presencia de CTCs con alta actividad autofágica durante el tratamiento fue un factor pronóstico independiente de una menor SLR, junto con una alta expresión del miR-21 en VE. Esto sugirió la activación de la autofagia como mecanismo de resistencia tumoral ante el tratamiento radio-quimioterápico(10). Además, la dinámica de los niveles del miR-155 en VE se correlacionó de manera inversa con la presencia de CTCs epiteliales. Ambos, factores pronósticos de una menor supervivencia global tras el tratamiento. Nuestro estudio aportó por primera vez, suficiente evidencia para demostrar que la presencia de CTCs con fenotipo autofágico durante el tratamiento y que CTCs al final de éste, fueron factores pronósticos de peor supervivencia en pacientes con CPNM en estadío avanzado. Además, nuestro estudio propone el uso de los niveles de miR-21 y miR-155 en VE en la identificación de pacientes con tumores más agresivos y radio-quimioresistentes. Recientes estrategias en el tratamiento del cáncer han incluido la inhibición de la autofagia en combinación con la quimioterapia o la inmunoterapia con resultados prometedores(11). Además, estudios preliminares en CPNM demostraron cómo la radioterapia estereotáctica del cuerpo aumenta el componente inmunoactivo y reduce el inmunosupresor de la respuesta inmune(12). Sin embargo, la autofagia puede jugar un papel doble en esta respuesta, lo que dificulta el desarrollo clínico de tratamientos autofágicos(13). En conjunto, todos estos datos sugieren que el estudio de miRs en VE específicos y de CTCs, debido a su carácter repetible y no invasivo, podrían aportar información a tiempo real del nivel de autofagia del tumor, actuando así como potenciales predictores de tratamientos combinacionales basados en la inhibición de la autofagia y de la inmunoterapia. Bibliografía/Bibliography: 1. Ferlay J, Colombet M, Soerjomataram I, et al. Estimating the global cancer incidence and mortality in 2018: GLOBOCAN sources and methods. Int J Cancer. 2019;144(8):1941-1953. doi:10.1002/ijc.31937 2. Howington JA, Blum MG, Chang AC, Balekian AA, Murthy SC. Treatment of stage I and II non-small cell lung cancer: Diagnosis and management of lung cancer, 3rd ed: American college of chest physicians evidence-based clinical practice guidelines. Chest. 2013;143(5 SUPPL). doi:10.1378/chest.12-2359 3. Flentje M, Huber RM, Engel-Riedel W, et al. 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