PLoS ONE: Mouse p53-Mangelfuld Cancer Modeller som platforme for Indhentning genomiske Prædiktorer af menneskelig Kræft Kliniske Outcomes

Abstrakt

mutationer i TP53 genet er meget almindelige i humane kræftformer, og er forbundet med dårlig klinisk resultat. Transgene musemodeller mangler Trp53-genet eller som udtrykker mutant Trp53 transgener producerer tumorer med maligne funktioner i mange organer. Vi viste tidligere transkriptomet af en p53-deficient mus hud carcinoma model til at ligne dem af humane cancere med TP53 mutationer og forbundet med dårlige kliniske resultater. Denne rapport viser, at meget af den 682-genet undertegnelse af denne murine hud karcinom transkriptom er også til stede i bryst og lungekræft musemodeller, hvor p53 hæmmes. Endvidere rapporterer vi valideret gen-udtryk-baserede tests til at forudsige det kliniske resultat af menneskelig bryst og lunge adenocarcinom. Det konstateredes, at humane patienter med cancer kunne stratificeres baseret på ligheden mellem deres transkriptom med musen hudkræft 682-genet signatur. Resultaterne giver også nye mål for behandling af p53-defekte tumorer

Henvisning:. Dueñas M, Santos M, Aranda JF, Bielza C, Martínez-Cruz AB, Lorz C, et al. (2012) Mouse p53-mangel Cancer Modeller som platforme for Indhentning genomiske Prædiktorer af menneskelig Cancer kliniske resultater. PLoS ONE 7 (8): e42494. doi: 10,1371 /journal.pone.0042494

Redaktør: Lucia R. Languino, Thomas Jefferson University, USA

Modtaget: Maj 29, 2012; Accepteret: 6 juli 2012; Udgivet: 7. august, 2012 |

Copyright: © Dueñas et al. Dette er en åben adgang artiklen distribueres under betingelserne i Creative Commons Attribution License, som tillader ubegrænset brug, distribution og reproduktion i ethvert medie, forudsat den oprindelige forfatter og kilde krediteres

Finansiering:. Oncocycle S2006 /BIO-0232 (CAM), ISCIII-Retic RD06 /0020 (MICINN), og SAF2008-00121 (MICINN). J.M.P. var modtageren af ​​en bevilling fra Fundación Sandra Ibarra. De finansieringskilder havde ingen rolle i studie design, indsamling og analyse af data, beslutning om at offentliggøre, eller forberedelse af manuskriptet

Konkurrerende interesser:. Forfatterne har læst tidsskriftets politik og har følgende konflikter: RG-E. , J.-MP, ABM-C., MS, PL og C. B. holde to patenter til de genomiske prøver beskrevet i denne undersøgelse. Patent 1: Opfindere: R. García Escudero, A.B. Martínez Cruz, M. Santos Lafuente og J. M. Paramio, Titel: Genomisk fingeraftryk af brystkræft, Anmod N °: PCT /ES2009 /07028, Prioriterede lande: Spanien, Prioritet dato: 01 /juli /2009 Organisme: CIEMAT. 2. Opfindere: R. García Escudero, JM Paramio, Pedro Larrañaga, og Concepción Bielza, Titel: Predictor test af global overlevelse i lungeadenokarcinom anmode N °: P201031626, Prioriterede lande: Spanien, Prioritet dato: 05 /November /2010, organisme: CIEMAT og UPM. I forhold til beskæftigelse, rådgivning, eller produkter i udvikling forfatterne erklærer nogen interessekonflikt. Den interessekonflikt, at forfatterne erklærer ændrer ikke deres tilslutning til alle PLoS ONE politikker om datadeling og materialer.

Introduktion

Mutationer i TP53 tumorsuppressorgen er meget almindelige i humane cancere, og i de fleste tilfælde er forbundet med en dårlig klinisk resultat. Selv om der er gjort en stor indsats for at finde specifikke terapier for TP53-mutant kræftformer [1], der ikke i øjeblikket anvendes i den kliniske omgivelser. Manglen på sådanne behandlinger kan forklares ved de store forskelle i p53-relaterede genomiske forandringer (punkt eller beskærer mutationer, onkogene eller dominant-negative mutationer, tab af heterozygositet, etc.) og ved tilstedeværelsen af ​​yderligere ændringer i onkogene signalveje [ ,,,0],2]. Desuden er sådanne mutationer er prædiktorer for resistens over for Nutlin-3a [3], en inhibitor af MDM2 E3 ligase, der negativt regulerer p53 proteinniveauer. Imidlertid er følsomheden af ​​humane cancercellelinjer at kemoterapeutiske lægemidler ikke er associeret med p53-mutationer [3]. Søgningen efter effektive behandlinger for mutant patienter er derfor af afgørende betydning. En måde at nå frem til en behandling kunne være at identificere og validere molekylære biomarkører for TP53-baserede carcinogenese, hvoraf nogle kan være egnet som mål for terapi. En merværdi p53-baserede biomarkører vil være deres potentielle anvendelse til at forudsige respons på kræftbehandlinger, hvilket giver mulighed for personlig behandling af patienter.

Der er forskellige måder at søge efter sammenhænge mellem tumor genekspression (GE ) mønstre og den kliniske adfærd af tumorer [4]. I modellen tilgang, transkriptomet af celler udsat for specifikke stimuli (såsom et sår) eller efter aktivering af specifikke onkogene veje, anvendes til at bestemme en prognose [5], [6]. Denne fremgangsmåde har den ulempe, at den eksperimentelle model anvendes måske ikke nøjagtigt afspejler de processer, der forekommer i tumorer. Fordelen er imidlertid, at modelsystemet fungerer som en “filter” af gener, der er vigtige i onkogen signalering. Anvendelsen af ​​gensplejsede musemodeller (GEMMs) designet til at efterligne de genetiske ændringer fundet i humane cancere repræsenterer et stort fremskridt på dette område. Den målrettede over-ekspression af et særligt onkogen eller knockout af en specifik tumorsuppressorgen i et veldefineret genetisk baggrund giver mange fordele til undersøgelse tumorudvikling initieret af genetiske afvigelser [7]. En stor fordel ved GEMMs end cellulære systemer er, at muse carcinomer indeholde tumorceller samt stromale og endotelceller, som alle bidrager til en tumor biologi [8]. Således genom-dækkende GE profiler af primære carcinomer fra GEMMs for kræft [9], [10], samt sammenligninger mellem metastatiske og primær muse carcinoma prøver, er blevet anvendt til at forsøge at udvikle prædiktorer for udfaldet af human cancer [11 ].

Vi har tidligere rapporteret, at en 682-genekspression signatur fælles for to hud karcinom modeller mangler p53 (alene eller kombineret med en mangel på pRb, i det følgende benævnt p53

ΔEC og p53

ΔEC; pRb

ΔEC henholdsvis) i stratificeret epitel [12], [13] viste stærke ligheder med underskrifter fra humane primære carcinomer involverer TP53 mutationer (både beskærer og point), der opstår i forskellige anatomiske steder. Bioinformatiske værktøjer, der anvendes til at undersøge muse hudkræft gen underskrift og transcriptomes af forskellige typer af human cancer viste en menneskelig underskrift 20 overudtrykte gener forbundet med TP53 mutation og en dårlig prognose. Vigtigere, når patienter med cancer blev stratificeret afhængigt af ekspressionen af ​​disse gener blev forskellige kliniske resultater observeret: jo stærkere ekspression, desto lavere er sandsynligheden for at overleve cancere, såsom brystcarcinom (BC) eller multipelt myelom [12]

Denne rapport viser de ovennævnte 682-gen signatur at være til stede i forskellige GEMMs af BC og lunge adenocarcinom (LAD). Vigtigt er det, lighederne var stærkest i de modeller, der involverer p53 hæmning, og i de metastatiske prøver skyldes nogle af dem. Ved hjælp af denne 682-gen signatur, vi opnåede og valideret GE tester i stand til at stratificere patienter med disse kræftformer i grupper med betydelige forskelle i forventede kliniske resultat, og som viste høj følsomhed med hensyn til identifikation af patienter med en potentielt godt resultat.

Resultater

Den 682-gen Signatur er til stede i GEMMs af BC og LAD med p53 Hæmning

genom-dækkende microarray-analyser har vist menneskelige aggressive og /eller TP53-mutant tumorer til besidder transcriptomes ligner den 682-genet musehud carcinoma signatur [12]. Disse ligheder er særlig mærkbar for menneskers BC og LAD [12]. Endvidere transkriptomet af muse hudcarcinomer viser stærke ligheder med embryonale stamceller (ESC), hvilket antyder, at p53-mangel inducerer en potent de-differentiering proces i epitelceller [12]. p53-mutant menneskelige BCs vise disse ESC underskrifter for [14]. Dette er i overensstemmelse med de lokalt invasive egenskaber af disse musetumorer, og deres tilbøjelighed til at metastasere til fjerne organer [15].

På grund af de betydelige GE ligheder mellem disse mus hudtumorer og menneskelig BC og LAD med en p53 mutation i det foreliggende arbejde blev søgt 682-genet signatur i GEMMs af BC og LAD viser p53 hæmning. Raw GE data blev downloadet fra GEO database (tabel S1) [10], [11], [16] – [22] og ligheder med 682-genet tumor signatur søgt ved beregning Pearson-korrelationer (se Materialer og fremgangsmåder). Metagenomisk sammenligninger viste carcinomer fra specifik BC (fig. 1A) og LAD (fig. 1B) GEMMs at have GE profiler der meget ligner dem af musehud carcinoma. Med hensyn til BC, modeller af p53-inaktivering via ekspressionen af ​​SV40 stort T-antigen (C3 (1) Tag og WAP-TNP8 modeller) [20], [23], og p53

fl /fl; MMTV -cre transplantation model [23], var blandt de mest lignende (fremhævet med rødt, fig. 1A). Væsentlige ligheder blev set med 682-genet signatur for en LAD model, hvor p53-ekspression undertrykkes i nærvær af et onkogent Kras

G12D allel (Kras

LA2 /+; Trp53

LSL /LSL; Rosa26Cre

ERT2 model) [18] (fremhævet med rødt, fig. 1B). Vigtigt er det, de p53-mangelfulde hudcarcinomer delte GE mønstre med metastatiske prøver opstår i en Kras /p53

R172H og en Kras /LKB1

L /L LAD GEMM [10], [11], der bekræfter deres aggressive molekylære egenskaber (fremhævet i pink, fig. 1B). Vigtigere, de fleste Kras /p53

R172H metastatiske prøver taber vildtype (WT) Trp53 allel under malign transformation [10]. Disse sammenligninger mellem GEMMs viser, at 682-genet hud signatur er signifikant til stede i p53-mangelfulde mus lunge og brystcancer, og kan betragtes som en fælles underskrift p53-mangelfuld karcinom GEMMs.

Heatmaps af 682- gen signatur udskrifter fra (A) primær bryst carcinomer og normale mælkekirtler fra forskellige transgene GEMMs (øverste panel), og fra (B) primære og metastatiske lunge adenokarcinomer og normale lunger fra forskellige transgene GEMMs (øverste panel) (tabel S1) vises . T-værdier, der returneres af t-test sammenligninger mellem normal hud og carcinoma prøver, hvor 682-genet signatur blev bestemt (GSE11990) blev anvendt til at bygge en centroid skabelon. The Pearson korrelationskoefficienten (og den tilsvarende p-værdi) i forhold til det geometriske tyngdepunkt blev beregnet for hver mus prøve. Prøverne blev bestilt fra venstre til højre er baseret på øget sammenhæng. Probesets bestilles fra top til bund baseret på T-værdier (se Materialer og fremgangsmåder). Prøver inden blå rektangler er normale hudprøver og hud tumorprøver. Antallet af prøver i hver gruppe vises under heatmaps. Pearson værdier er vist i den midterste panel. Værdier spænder fra -1 (negativ korrelation, blålig baggrund) til en (positiv korrelation, rødlig baggrund). Betydningen værdi for korrelationen er vist i det nederste panel som -log

10 (p-val). Den røde linje angiver p-val = 0,01. Genotyper fremhævet med rødt er modeller med p53 ændringer signifikant korreleret med den 682-signatur. Prøver fremhævet i pink er metastaser. I (B), Kras (1) og Kras /LKB1

L /L (1) prøver er fra GSE6135 datasættet; Kras (2) og Kras /LKB1

L /L (2) prøver fra GSE21581 datasættet.

Siden p53-mangelfuld primær hudprøver profilerede var åbenlyse carcinomer, det kan ikke være udelukkes, at andre onkogene begivenheder kan fungere som vigtige aktører i deres transkriptom deregulering, og derfor lighederne set med humane primære tumorer med dårligt resultat. For at afsløre eventuelle direkte konsekvenser af p53 protein aktivitet i GE mønster, bryst og lunge GEMMs hvor p53 ekspressionsniveauerne kunne moduleres blev undersøgt. I WAP-TNP8 model, tidsforløbet analyser af p53-inhibering ved hjælp af SV40 stort T-antigen-ekspression (1, 2, 3, 4 og 5 måneder) viste en progressiv stigning i overekspression af allerede overudtrykkes (plus en reduktion i ekspressionen af ​​allerede underexpressed) 682-signatur gener i brystcarcinomer (fig. 2A). Hertil kommer, at restaureringen af ​​Trp53 udtryk med tamoxifen i Kras

LA2 /+; Trp53

LSL /LSL; Rosa26Cre

ERT2 mus lungeadenomer og adenokarcinomer reducerede overekspression (og inducerede underekspression) af 682-signatur mRNA’er (fig. 2B). Som tidligere rapporteret [18], tamoxifen-afhængig p53 induktion i disse maligne lunge-adenokarcinomer fører til signifikant tumor celletab. Disse resultater direkte forbinder tumor reduktion (ved p53-ekspression) med forsvinden 682-genet signatur, hvilket indikerer, at dens transkriptionel regulering er afhængig af p53. Dette bekræfter, at denne signatur er fælles for begge p53-ændret mennesker og mus karcinomer.

A) SV40 Large T-antigen-ekspression i mælkekirtler blev analyseret på forskellige tidspunkter i løbet af carcinoma dannelse i transgene WAP-TNP8 mus . Heatmaps af 682-gen signatur udskrifter fra normale mælkekirtler (grøn), primære brystcarcinomer (rød) og brystkirtler prøver med transgen ekspression på 1, 2, 3, 4 og 5 måneder (blå) er vist (øverste panel). B) p53-ekspression blev induceret i lungeadenomer og adenokarcinomer i Kras

LA2 /+; Trp53

LSL /LSL; Rosa26Cre

ERT2 musemodel. De heatmaps af 682-gen signatur udskrifter fra normale lunger (grøn), lungeadenomer (orange) og adenokarcinomer (rød) (behandlede og ubehandlede) vises (øverste panel). I A og B, er eksempler på grupper bestilt fra venstre mod højre baseret på forøgelse Pearson korrelation med det geometriske tyngdepunkt skabelon baseret på 682-genet signatur. Probesets bestilles fra top til bund baseret på T-værdier (se Materialer og fremgangsmåder). Antallet af prøver i hver gruppe vises under Heatmap. Korrelationsværdierne for individuelle prøver med det geometriske tyngdepunkt er vist i den midterste panel. Værdier spænder fra -1 (negativ korrelation, blålig baggrund) til en (positiv korrelation, rødlig baggrund). Betydningen af ​​korrelationen for hver prøve er vist i det nederste panel som -log

10 (p-val). Den røde linje angiver en p-val på 0,01.

Udvikling og validering af prognostisk Genomisk Test for human BC Klinisk Outcome

På grund af lighederne mellem musen huden underskrift og de af mus lunge og BC (se ovenfor) og humane tumorer, der opstår i disse organer [12], opstod spørgsmålet, om 682-genet signatur kunne bruges til at udvikle prognostiske tests for disse menneskelige kræftformer. At udvikle sådanne genomiske prædiktorer, blev gnaver signatur kombineret med GE data for primære humane BC eller LAD prøver med kendte overlevelsesdata.

For menneskelig BC, en undergruppe af 40 probesets, svarende til 32 gener (40-gen test), blev valgt baseret på optimal fjernmetastase forudsigelse nøjagtighed og lille gensæt størrelse (materialer og metoder, fig. S1 og S2A-C, Borde S2 og S3). De 40-gen test stratificeret BC patienter i tre risikogrupper: høj, mellemliggende og lav. Forudsigelsen nøjagtigheden af ​​testen blev valideret i 12 yderligere datasæt, som omfatter i alt 2993 tumorprøver, 4 forskellige endpoints, og 2 microarray platforme (Affymetrix og Agilent) (fig. 3A, fig. S3 og S4, tabel S2). Multivariat Cox regressionsanalyse herunder både genomiske og kliniske variable viste 40-gentest til at diskriminere patientgrupper risikogrupper uafhængige af kliniske prognostiske faktorer (tabel 1).

A) Kaplan-Meier kurver af fjernmetastaser overlevelse ( DMFS) for en samlet befolkning på 12 GE datasæt patienter med BC. Patienterne blev stratificeret baseret på 40-gentest som lav (grøn), mellemprodukt (blå) eller høj (rød) risiko (se Materialer og fremgangsmåder). B) Kaplan-Meier-kurver for DMFS fra ER +, tamoxifen-behandlede kvinder med BC. Patienterne blev stratificeret baseret på 40-gentest som lav (grøn), mellemprodukt (blå) eller høj (rød) risiko. C) Kaplan-Meier-kurver for ER +, tamoxifen-behandlede patienter med brystkræft i Miller datasættet. Patienterne blev stratificeret afhængigt af tilstedeværelse (rød) eller fravær (grøn) af p53-mutationer. p-val:. betydningen af ​​overlevelse forskelle (log-rank test)

De fleste brystkræft er østrogen receptor positive (ER +) og behandles med adjuverende hormonbehandling, såsom tamoxifen. Interessant, selvom 40-genet test blev udviklet ved hjælp af data fra patienter, der modtog sådan behandling, det forudsagde resultatet for sådanne hormonalt behandlede patienter samt (fig. 3B). En mulig forklaring på dette er, at denne test identificerer tumorer med iboende malign adfærd, og som derfor er mindre tilbøjelige til at reagere på adjuverende terapi. Alternativt kan det være, at høj risiko patienter med BC lider inhibering af p53-afhængige vej bundet til ER signalveje [24] – [27]. I overensstemmelse med denne hypotese skal det bemærkes, at en reduceret respons på tamoxifen er blevet rapporteret hos patienter med BC transporterer TP53 mutationer [28], [29] (fig. 3C).

Udvikling og validering af prognostisk Genomisk-klinisk Test for human LAD klinisk Outcome

Brug den samme fremgangsmåde bruges med BC, en optimal gruppe på 36 probesets svarende til 30 gener (36-gen test) blev opnået at forudsige den samlede overlevelse (materialer og metoder, fig. S1, fig. S2 [paneler A, D og E], tabel S4 og S5). Shedden et al. [30] rapporterede, at nøjagtigheden af ​​genomiske prædiktorer for LAD udfald kunne forbedres ved at indarbejde visse kliniske variabler. Således blev en klinisk prædiktor test udviklet herunder tumor fase, tålmodig køn og alder (Fig. S5A). Kombinationen af ​​både genomisk og kliniske oplysninger (36-gen genomisk-klinisk test) steg forudsigelse nøjagtighed, af den samlede overlevelse, at patienterne kan blive stratificeret i tre risikogrupper (lav, mellem og høj) ved hjælp af samme fremgangsmåde som for BC. Validering i 3 ekstern microarray GE datasæt viste nøjagtigheden af ​​den kombinerede test med de poolede patienter (n = 313) (fig. 4A), eller i individuelle datasæt (fig. S6). Endnu vigtigere er det også forudsiges nøjagtigt kliniske resultat blandt patienter tidlige fase (fig. 4B, fig. S6). Da antallet af indberettede menneskelige LAD prøver, som vi har brugt til validering er lavere i forhold til menneskelig BC, besluttede vi at tilføje nye LAD prøver ved at udføre GE fra FFPE tumorblokke. Denne analyse vil også hjælpe til at demonstrere muligheden for den 36-genet genomisk-klinisk prædiktor hjælp FFPE væv. Validering blev udført under anvendelse kvantitativ realtids-PCR (QRT-PCR) (materialer og metoder, fig. S5B). Resultaterne bekræftede, at det genomiske-klinisk test stratificeret patienter med forskellige overlevelsessandsynligheder (fig. 4C) med samme nøjagtighed som hos “friske” (dvs. ikke-FFPE) prøver profileret hjælp GE microarrays (areal under kurven [AUC] = 0,72, p-val = 1,4 × 10

-9 for microarrays; AUC = 0,70, p-val = 0,05 for QRT-PCR). Univariate Cox regressionsanalyse herunder alle patienter i validerings- datasæt (n = 362) viste signifikante risikofaktorer forskelle mellem patient lag. Den hazard ratio (HR) for OS på 5 år var 14.14 gange højere (95% CI = 3,46-57,83, p-val = 0,0002) end i den høje end grupperne med lav risiko. Hertil kommer, at hazard ratio (HR) for OS på 5 år var 7,60 gange højere (95% CI 1,82-31,78, p-val = 0,005) for den høje risikogruppe end den mellemliggende risikogruppe.

A ) Kaplan-Meier kurver for samlet overlevelse (OS) for de sammenfattede population af patienter med lungekræft i tre datasæt, herunder patienter med alle stadier sygdom. Patienterne blev stratificeret baseret på 36-gentest som lav (grøn), mellemprodukt (blå) eller høj (rød) risiko (se Materialer og fremgangsmåder). B) Kaplan-Meier-kurver for patienter tidligt stadie (Stages IA og IB). Patienterne blev stratificeret baseret på 36-gentest som lav (grøn), mellemprodukt (blå) eller høj (rød) risiko. C) Kaplan-Meier-kurver for patienter profilerede hjælp QRT-PCR og FFPE prøver. Patienterne blev stratificeret baseret på 36-gentest som lav (grøn), eller høj-mellemprodukt (rød) risici (se Materialer og fremgangsmåder). På grund af den lille stikprøvestørrelse, blev de mellemliggende og højrisikogrupper samles. p-val:. betydningen af ​​overlevelse forskelle (log-rank test)

Sammenhæng mellem 40-gen Test og TP53 mutationer

Brug metagenomisk sammenligninger af GEMMs (. Fig 2), tidsforløbet inhibering af p53 blev set at inddrage den gradvise udseendet af 682-genet signatur med BC-dannelse. Derudover p53 restaurering i muse lungeadenomer og adenocarcinomer førte til forsvinden af ​​underskriften; andre forfattere har rapporteret tumorcelle tab forekomme såvel [18]. Et lignende resultat blev opnået for 40-genet signatur i BC model, og for 36-genet signatur i LAD model (fig. S7). Disse fund støtter idéen om en stor rolle for p53 i kontrollen af ​​generne i begge signaturer. Netværk analyser af de 40-gen og 36-gen proteiner i forhold til p53 og pRb (siden 682-signaturen blev opnået fra de fælles transcriptomes af p53

ΔEC og p53

ΔEC; pRb

ΔEC modeller [12]) viste både p53 og pRb at være direkte regulatorer af de fleste af disse proteiner (fig. S8A og C). Endvidere disse signatur gener synes at være vigtige regulatorer af processer involveret i carcinogenese såsom apoptose, differentiering og proliferation (Fig. S8B og D).

Beregningen af ​​partituret risiko for BC og LAD-patienter var baseret på GE profiler af p53-deficiente tumorer, ikke på tilstedeværelse /fravær af p53-mutationer i prøve patienter som tidligere rapporteret for BC prædiktorer [28], [31]. I betragtning af betydningen af ​​p53 ændringer i udseendet af human cancer, har været rettet stor indsats for at udvikle terapier som genopretter p53 [1] -funktionen. Men sådanne behandlinger er endnu tilgængelige i kliniske omgivelser. En anden mulighed er at identificere molekylære biomarkører forbundet med p53 ændringer, der tilbyder sig som terapeutiske mål. For at undersøge dette, valgte vi gener, der er overudtrykt i p53-mutant humane BC tumorer (Miller datasæt, tabel S2) [28], og for hvilke specifikke inhibitorer er i præklinisk test: AURKA, AURKB og PLK1 (. Figur 5A). Disse inhibitorer, hvis de er valideret klinisk, kan være anvendelige til behandling af patienter med p53-mutationer. Vigtigt er det, blev overekspression af de AURKA, AURKB og PLK1 generne også observeret i ikke-p53 mutant tumorer i risikogruppe højt som vurderes af 40-gentest (fig. 5A), der viser, at nogle patienter med dårligt resultat lider p53 WT tumorer kan også drage fordel af sådanne behandlinger. At søge efter enhver potentiel anti-tumorale virkning af disse inhibitorer i tumorprøver med p53-mangel blev GE profiler af humane cancercellelinier og xenotransplantater følsomme for målretning terapier i forhold til 682-genet signatur. Lighederne observerede angiver deres potentielle følsomhed over for disse stoffer. De humane cancer-xenotransplantater, der reagerede på AURKA inhibitorer blev fundet at være mere lig de muse p53-deficiente tumorer end dem, der ikke reagerer (fig. S9A) [32]. Endvidere disse cellelinjer følsomme over for målrettede behandlinger mod AURKB og PLK viste stærke ligheder med de p53-mangelfulde mus karcinomer (fig. S9B) [33]. Vigtigere er, disse følsomme cellelinier omfattede ikke blot BC og LAD cellelinier, men celler af andre organer, hvilket antyder en virkning af disse inhibitorer i forskellige typer cancer. En anden tilgang til at søge efter målrettede behandlinger som kan være nyttige i p53-deficiente tumorer blev udført under anvendelse af Forbindelse Kort ressource [34] (Materialer og fremgangsmåder). Kort fortalt, vi søge efter småmolekylære bioaktive forbindelser (eftersynkroniseret perturbagens), der kan inducere GE profiler med den omvendte mønster af den observeret i 682-signatur, så de kunne anvendes til behandling af p53-deficiente tumorer. Resultaterne indikerer, at inhibitorer af histondeacetylaser (såsom trichostatin A eller vorinostat) er mellem de mest signifikante perturbagens som kan repressere 682-signatur mønster (tabel 2). Interessant, det antipsykotiske lægemiddel thioridazin undertrykker også p53-mangelfulde karcinom GE profiler, i overensstemmelse med de seneste beviser viser, at stoffet antagoniserer dopaminreceptorer, som udtrykkes på cancer stamceller og på brystkræftceller [35].

A) de AURKA, AURKB og PLK1 gener i den 40-gentest overudtrykkes i human BC med p53-mutationer. Tumorprøver blev bestilt af p53 Risk Score, som bestemt ved den 40-gentest; risikogrupper er vist som lav (grøn), mellemprodukt (blå) eller høj (rød) risiko. Bemærk at der findes højrisiko tumorer uden p53 mutationer. B) Sammenligning af patientens lagdeling bestemmes ved hjælp af den 40-gentest og p53 mutation status i Miller BC datasættet. Overlevelseskurverne for både lagdeling metoder er vist samtidigt til den samme patient datasæt. p-val: betydning af overlevelse forskelle (log-rank test). C) Kombination af 40-gentest og p53 mutation status stratificere patienter med BC. Patienterne er grupperet som p53-WT (L, I og højrisikogrupper) eller p53-MUT (lav, mellem og høj risiko grupper). Kun én prøve ud af 251 var klassificeret som lav risiko og p53-MUT; dette blev ikke medtaget i grafen. p-val: betydning af overlevelse forskelle (log-rank test)

En sammenligning mellem klinisk resultat som forudsagt af 40-gentest og p53 mutation status blev udført ved hjælp af Miller datasættet. . Den genomiske test viste større følsomhed end p53 mutation status med hensyn til at forudsige patienter med en god prognose (se sammenligninger af den lave risiko [L, grønne linje], og p53-WT [pink linje] grupper. Figur 5B). Interessant, patienter uden TP53 mutationer, men forventes at være i høj risiko ved 40-gen test viste dårlig overlevelse potentiale (høj risiko og WT i fig. 5C, rød linje). Vigtigt er det, viste disse WT patienter lignende overlevelsessandsynligheder til TP53-mutant højrisikopatienter (høj risiko og MUT i fig. 5C, stiplet rød linje). Et lignende resultat blev opnået ved sammenligning af 40-genet test med Miller GE-baserede prædiktor for p53 mutation status [28] (fig. S10). Multivariate Cox regression herunder både prædiktorer viste resultaterne af den 40-genet test for at være bedre korreleret med overlevelse end p53 mutation genomiske prædiktor (tabel S6). Disse resultater viser, at forudsigelsen af ​​kliniske resultat baseret på 40-gen test for at være mere præcis end den TP53 mutationen status, konsekvensen af ​​sin evne til at opdage dårligt resultat patienter uden mutation og til at skelne patienter med lav risiko med større følsomhed.

p53 dysfunktion i molekylær undertyper af menneskelig BC og LAD

i øjeblikket er der onkogen biomarkører definerer molekylære undertyper med forskellige kliniske resultat og /eller målrettet terapier i BC og lad, som vi allerede har nævnt for østrogenreceptor og brystcancer (se fig. 3). P53 dysfunktion blev analyseret i disse molekylære undertyper ved at sammenligne p53RS-afledte værdier under anvendelse af 40-gentest og 36-genet genomisk-klinisk test. For brysttumorer, ER eller progesteron receptor (PR) negative prøver viste højere risiko score værdier end de positive, i overensstemmelse med deres højeste aggressiv adfærd (fig. 6A) (tabel S9). HER2-positive karcinomer havde højere score-værdier (Fig. 6A), også efter aftale med dårligere kliniske resultat. For LAD viste EGFR-mutant tumorer lavere risiko score-værdier (fig. 6B) (tabel S10), som forventet på grund af deres bedste kliniske adfærd. Dog blev der ikke fundet signifikante forskelle mellem prøver med eller uden KRAS mutationer. På trods af de gennemsnitlige forskelle i p53RS værdier, både 40-gentest (fig. 7), og 36-gen genomisk-klinisk test (fig. 8) lagdelte patienter med signifikante overlevelse forskelle uafhængige på onkogen biomarkør undergruppe.

Patient risikoscorer (p53RS) er repræsenteret afhængigt eR, PR og HER2 status ved hjælp af 40-genet test for brystkræftpatienter (A) og afhængigt af EGFR og KRAS mutation status som beregnet af 36-genet genomisk-klinik test for lungeadenocarcinom patienter (B). Hver prik repræsenterer en individuel prøve værdi. Vandrette grønne linjer repræsenterer middelværdier i hver prøve gruppe. Students TTEST analyse blev gjort for at finde signifikante forskelle i score værdier mellem patient biomarkør undergrupper (tærskel p-val 0,05). Patienterne blev stratificeret baseret på risikogrupper som lav (grøn) eller høj mellemliggende (rød) risici (se materialer og metoder).

Kaplan-Meier kurver af fjernmetastaser overlevelse ( DMFS) for patienter med BC afhængigt ER, PR og HER2-status. Patienterne blev stratificeret baseret på 40-gentest som lav (grøn), mellemprodukt (blå) eller høj (rød) risiko (se Materialer og fremgangsmåder). p-val:. betydningen af ​​overlevelse forskelle (log-rank test)

Kaplan-Meier kurver over total overlevelse for patienter med LAD afhængig EGFR og KRAS mutation status. Patienterne blev stratificeret baseret på 36-genet genomisk-klinik test som for lav (grøn), mellemprodukt (blå) eller høj (rød) risiko (se Materialer og fremgangsmåder). p-val:. betydningen af ​​overlevelse forskelle (log-rank test)

Diskussion

p53 pathway er en af ​​de vigtigste tumor undertrykkelse mekanismer; mutationer, der påvirker det er almindeligt forekommende i de fleste kræftformer. Sammenhængen mellem sådanne mutationer og tumor malignitet, tyder på et behov for mere detaljeret karakterisering af denne vej. Høje throughput teknologier som genom-dækkende GE analyse eller næste generation sekventering (NGS) kan hjælpe med at bestemme de ændringer i individuelle tumorer, som gør det muligt personlige behandlinger og i sidste ende forbedre pleje, der kan tilbydes til patienter. Men ankommer til effektiv personlig medicin afhænger af tilgængeligheden af ​​passende analyse modelsystemer og tilstrækkelig klinisk evaluering /validering. Den nuværende arbejde diskuterer en p53-mangelfuld tumor musemodel-system med molekylære funktioner, der fører til tumor aggressivitet, samt udvikling og validering af GE signaturer, der kan forudsige kliniske resultater i menneskets BC og LAD. Resultaterne viser generne, der udgør disse underskrifter at være surrogatmarkører for p53-afhængige vej ændringer og mulige kandidater til målretning terapier.

Vi har tidligere rapporteret en mus 682-genet signatur set i p53-deficiente hudtumorer til signifikante molekylære ligheder med human cancer transcriptomes (såsom dem af BC og LAD) involverer TP53 mutationer og /eller dårligt resultat. De foreliggende resultater viser, at sådanne ligheder er også til stede i GEMMs af BC og LAD carcinom, hvori p53-ekspression eller funktion inhiberes, hvilket bekræfter vore tidligere fund.