HUELLA GENOMICA PARA EL PRONOSTICO DE LA EVOLUCION DE ADENOCARCINOMA COLORECTAL.

La presente invención se relaciona con una huella genómica formada por un conjunto de 13 genes,

cuya cuantificación de la expresión respecto a genes constitutivos permite (i) predecir la mejor o peor evolución de un sujeto diagnosticado de adenocarcinoma colorectal tras la administración de una terapia; (ii) monitorizar el efecto de la terapia administrada a un sujeto diagnosticado de adenocarcinoma colorectal y pronosticar si el individuo va a responder bien a ella; y (iii) diseñar una terapia personalizada a un sujeto diagnosticado de adenocarcinoma colorectal, decidiendo el tipo de terapia adecuada a cada sujeto

Huella genómica para el pronóstico de la evolución de adenocarcinoma colorectal.

Campo de la invención

La presente invención se relaciona con métodos in vitro para predecir la respuesta clínica de un sujeto diagnosticado de adenocarcinoma colorectal a una terapia, para monitorizar el efecto la terapia administrada a dicho sujeto y para diseñar una terapia personalizada a un sujeto diagnosticado de adenocarcinoma colorectal.

Antecedentes

El cáncer de intestino grueso es el tercer tumor maligno más frecuente en el mundo occidental, después del cáncer de pulmón y mama, representando el 10% de todos los cánceres y ocasionando el 10% de la mortalidad secundaria a cáncer. Aproximadamente un tercio de los cánceres de intestino grueso se forman en el recto, y la mayoría de estos se diagnostican como cánceres de recto localmente avanzados (CRLAs).

En el CRLA el desarrollo de la Excisión Total del Mesorrecto (ETM) y de estrategias preoperatorias con quimioterapia y radioterapia ha mejorado notablemente la supervivencia global, el control local y probablemente la tasa de procedimientos que preservan el esfinter anal. Además, de esta forma, se ha mitigado la toxicidad de la quimiorradioterapia (QRT).

De acuerdo a los datos de ensayos clínicos aleatorizados antiguos y recientes, el tratamiento combinado preoperatorio con QRT ha extendido la supervivencia global a los 5 años desde un 45%, con cirugía convencional (Douglass, H.O., et al. 1986, N. Engl. J Med., 315: 1294-1295; Tveit, K.M., et al. 1997 Norwegian Adjuvant Rectal Cancer Project Group, Br.J Surg., 84: 1130-1135), a un 66-76% con QRT preoperatoria, y las recidivas locales han disminuido desde un 30-50% a un 6-8%. Sin embargo, un tercio de los pacientes desarrollará metástasis a distancia, que son responsables de la elevada mortalidad (Sauer, R., et al. 2004 N. Engl. J. Med., 351: 1731-1740; Bosset, J.F., et al. 2006 N. Engl. J Med., 355: 1114-1123).

Además, un número importante de enfermos sufre considerables efectos adversos asociados a la QRT sin beneficio alguno. De forma opuesta, otros pacientes pueden ser infra-tratados. Así, resulta de enorme interés identificar las potenciales dianas involucradas en la resistencia a la QRT e identificar a los pacientes que recaerán y serían subsidiarios de tratamientos más intensivos.

La selección del tratamiento QRT para cada caso individual de adenocarcinoma de recto depende de variables clínicas y patológicas que resultan incapaces de predecir la eficacia terapéutica. Estrategias dirigidas, individuales, que correlacionan biomarcadores basales concretos con la respuesta al tratamiento QRT preoperatorio han mostrado marcadores de interés, incluyendo las mutaciones en p53 (Kandioler, D. et al., 2002. Ann. Surg., 235:493-498; Rebischung, C., et al. 2002, Int. J Cancer, 100: 131-135), expresión de timidilato sintetasa (Johnston, P.G., et al. 1994, J Clin Oncol, 12: 2640-2647; Edler, D. et al., 2000, Clin Cancer Res. 6:1378-1384), p21 (Reerink, O., et al. 2004, Anticancer Res., 24:1217-1221; Qiu, H., et al. 2000, Dis. Colon Rectum, 43: 451-459; Fu, C.G., et al. 1998, Dis. Colon Rectum, 41: 68-74; Rau, B., et al. 2003, J Clin Oncol, 21: 3391-3401), EGFR (Milas, L., et al. 2004, Int. J Radiat. Oncol Biol. Phys., 58: 966-971), COX 2 (Smith, F.M., et al. 2006 Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys., 64: 466-472), índice de apoptosis espontánea (Rodel,C., et al. 2002, Int. J Radiat. Oncol Biol. Phys., 52: 294-303; Abe, T., et al. 2001, Anticancer Res., 21: 2115-2120) o el CEA (Park, Y.A., et al. 2006, J Surg. Oncol, 93: 145-150). Sin embargo, ninguna de ellas ha demostrado claramente su utilidad predicativa en clínica.

Puesto que la exposición a QRT induce la expansión clonal de células cancerosas resistentes, la evaluación dinámica de marcadores que responden a QRT ha despertado un gran interés en el cáncer de recto (Crane, C.H., et al. 2003, J Clin Oncol, 21: 3381-3382). El cribaje ciego de genes a través de esta estrategia puede identificar nuevas dianas pronósticas y potencialmente terapéuticas. Además, las comparaciones intra-paciente reducen las fuentes de variabilidad, ofreciendo un contexto atractivo para el cribaje de dianas.

Unos pocos estudios clínicos han abordado la evaluación dinámica de marcadores individuales antes y después del tratamiento. Rau et al. encontraron, en una serie de 66 pacientes, que la reducción en la expresión inmunohistoquímica de p21, y el aumento en la expresión de Ki-67, se asoció a un peor pronóstico (Rau, B., et al. 2003, J Clin Oncol, 21: 3391-3401). De forma análoga, en 40 pacientes incluidos en el mencionado ensayo alemán, la persistencia de enfermedad ganglionar tras el tratamiento y el aumento en la expresión de timidilato sintetasa en los mismos, tras microdisección tumoral con láser, se acompañó de una mayor tasa de recidivas (Liersch, T. et al. 2006, J Clin Oncol, 24: 4062-4068).

La solicitud de patente internacional WO2006/037993, a nombre de Auvation Limited, describe marcadores de cáncer, tal como el cáncer de ovario y colon, y el uso de éstos como marcadores de pronóstico y diagnóstico. Los marcadores descritos corresponden a enzimas del citocromo p450: CYP51, CYP52, CYP2U1, CYP3A43, CYP4F11, CYP4X1, CYP4Z1, CYP26A1, CYP3A7, CYP2F1, CYP4V2 y CYP39.

La solicitud de patente internacional WO2007/073220, a nombre de Pacific Edge Biotechnology Limited, describe composiciones y métodos para determinar el pronóstico de cáncer en un paciente, particularmente, cáncer de colon. En concreto, se relaciona con el uso de marcadores genéticos para la predicción del pronóstico del cáncer a partir de una firma característica (los marcadores genéticos se describen en la tablas 1 y 2). Las huellas génicas obtenidas se muestran en las tablas 8a, 8b y tabla 9 de dicho documento.

Barrier, A., et al., 2006 (Journal of Clinical Oncology, Vol. 24(29): 4685-4691) describe la capacidad de un microarray de expresión de genes para predecir el pronóstico de pacientes con cáncer de colon en estado II. Los microarray evaluados están compuestos por 30 y 23 genes.

Knoesel, T., et al., 2005 (Neoplasia, Vol. 7(8): 741-747) describe los perfiles inmunogénicos de 11 biomarcadores para el cáncer de recto mediante microarrays de tejido. Los genes considerados son Adam 10, CyclinD1, AnnexinII, NFBK, casein-kinase-2-beta (CK2B), YB-1, P32, Rad51, c-fos, IGFBP4, y connexin 26 (Cx26).

Por último, Watanabe, T., et al., 2006 (Cancer Res, Vol. 66(7): 3370-3374) describe un patrón de expresión genético útil para predecir la sensibilidad de células de cáncer de recto en respuesta a la radioterapia preoperativa.

Por tanto, existe en el estado de la técnica la necesidad de proporcionar un nuevo método que permita pronosticar la evolución de un sujeto diagnosticado de adenocarcinoma colorectal previo a la administración de una terapia una vez que dicho sujeto ha sido sometido a terapia, y así identificar qué sujetos recaerán tras la terapia y que podrían, por tanto, ser objeto de un tratamiento alternativo al originalmente administrado.

Compendio de la invención

En un aspecto, la presente invención se relaciona con un método in vitro para predecir la respuesta clínica de un sujeto diagnosticado de adenocarcinoma colorectal a una terapia que comprende

(i) cuantificar los niveles de expresión de los genes mostrados en las Tablas 1A y 1B o

(ii) cuantificar los niveles de proteínas codificadas por los genes de las Tablas 1A y 1B, o cualquier variante funcionalmente equivalente de dichas proteínas,

en una muestra biológica procedente de dicho sujeto antes de la administración de la terapia, en donde una expresión elevada de los genes de la Tabla 1A o de la expresión de la proteína correspondiente a cada gen, o cualquier variante funcionalmente equivalente de dicha proteína, y una expresión disminuida de los genes de la Tabla 1B o de la expresión de la proteína correspondiente a cada gen, o cualquier variante funcionalmente equivalente de dicha proteína, con respecto a genes que se expresan de forma constitutiva, o sus correspondientes proteínas, es indicativa de una mejor respuesta del sujeto tras la administración de la terapia.

1. Método in vitro para predecir la respuesta clínica de un sujeto diagnosticado de adenocarcinoma colorectal a una terapia que comprende

(i) cuantificar los niveles de expresión de los genes ALDH1A1, MLH1, RELB, TYMS, GPX2, TFF3, BAK1, CDKN1, FOS, STAT3, CKB, HIG2 y PH-4, o

(ii) cuantificar los niveles de proteínas codificadas por los genes ALDH1A1, MLH1, RELB, TYMS, GPX2, TFF3, BAK1, CDKN1, FOS, STAT3, CKB, HIG2 y PH-4, o cualquier variante funcionalmente equivalente de dichas proteínas,

en una muestra biológica procedente de dicho sujeto antes de la administración de la terapia, en donde una expresión elevada de los genes ALDH1A1, MLH1, RELB, TYMS, GPX2 y TFF3 o de la expresión de la proteína correspondiente a cada gen, o cualquier variante funcionalmente equivalente de dicha proteína, y una expresión disminuida de los genes BAK1, CDKN1, FOS, STAT3, CKB, HIG2 y PH-4 o de la expresión de la proteína correspondiente a cada gen, o cualquier variante funcionalmente equivalente de dicha proteína, con respecto a genes que se expresan de forma constitutiva, o sus correspondientes proteínas, es indicativa de una mejor respuesta del sujeto tras la administración de la terapia.

2. Método in vitro para predecir la respuesta clínica de un sujeto diagnosticado de adenocarcinoma colorectal a la terapia que comprende

(i) cuantificar los niveles de expresión de los genes BAK1, MLH1, RELB, TYMS, CKB, TFF3, PH-4, ALDH1Al, CDKN1, FOS, STAT3, GPX2 y HIG2, o

(ii) cuantificar los niveles de proteínas codificadas por los genes BAK1, MLH1, RELB, TYMS, CKB, TFF3, PH-4, ALDH1A1, CDKN1, FOS, STAT3, GPX2 y HIG2, o cualquier variante funcionalmente equivalente de dichas proteínas,

en una muestra biológica procedente de dicho sujeto antes de la administración de la terapia, en donde una expresión elevada de los genes BAK1, MLH1, RELB, TYMS, CKB, TFF3 y PH-4 o de la expresión de la proteína correspondiente a cada gen, o cualquier variante funcionalmente equivalente de dicha proteína, y una expresión disminuida de los genes ALDH1A1, CDKN1, FOS, STAT3, GPX2 y HIG2, o de la expresión de la proteína correspondiente a cada gen, o cualquier variante funcionalmente equivalente de dicha proteína, con respecto a genes que se expresan de manera constitutiva, o sus correspondientes proteínas, es indicativa de peor respuesta del sujeto tras la administración de la terapia.

3. Método según las reivindicaciones 1 y 2, en donde el parámetro que indica la evolución de un sujeto diagnosticado de adenocarcinoma colorectal antes de la administración de la terapia se selecciona del grupo de respuesta tumoral, riesgo de recaída, la supervivencia libre de enfermedad y/o la supervivencia global del sujeto.

4. Método in vitro para monitorizar el efecto de la terapia administrada a un sujeto diagnosticado de adenocarcinoma colorectal, que comprende

(i) cuantificar los niveles de expresión de los genes ALDH1A1, MLH1, RELB, TYMS, GPX2, TFF3, BAK1, CDKN1, FOS, STAT3, CKB, HIG2 y PH-4o

(ii) cuantificar los niveles de proteínas codificadas por los genes ALDH1A1, MLH1, RELB, TYMS, GPX2, TFF3, BAK1, CDKN1, FOS, STAT3, CKB, HIG2 y PH-4, o cualquier variante funcionalmente equivalente de dichas proteínas,

en una muestra biológica procedente de dicho sujeto tras la administración de la terapia, en donde una expresión elevada de los genes ALDH1A1, MLH1, RELB, TYMS, GPX2 y TFF3 o de la expresión de la proteína correspondiente a cada gen, o cualquier variante funcionalmente equivalente de dicha proteína, y una expresión disminuida de los genes BAK1, CDKN1, FOS, STAT3, CKB, HIG2 y PH-4, o de la expresión de la proteína correspondiente a cada gen, o cualquier variante funcionalmente equivalente de dicha proteína, con respecto a genes que se expresan de forma constitutiva, o sus correspondientes proteínas, es indicativa de buena respuesta tumoral a la terapia.

5. Método in vitro para monitorizar el efecto de la terapia administrada a un sujeto diagnosticado de adenocarcinoma colorectal, que comprende

(i) cuantificar los niveles de expresión de los genes BAK1, MLH1, RELB, TYMS, CKB, TFF3, PH-4, ALDH1A1, CDKN1, FOS, STAT3, GPX2 y HIG2 o

(ii) cuantificar los niveles de proteínas codificadas por los genes BAK1, MLH1, RELB, TYMS, CKB, TFF3, PH-4, ALDH1Al, CDKN1, FOS, STAT3, GPX2 y HIG2, o cualquier variante funcionalmente equivalente de dichas proteínas,

en una muestra biológica procedente de dicho sujeto tras la administración de la terapia, en donde una expresión elevada de los genes BAK1, MLH1, RELB, TYMS, CKB, TFF3 y PH-4 o de la expresión de la proteína correspondiente a cada gen, o cualquier variante funcionalmente equivalente de dicha proteína, y una expresión disminuida de los genes ALDH1A1, CDKN1, FOS, STAT3, GPX2 y HIG2 o de la expresión de la proteína correspondiente a cada gen, o cualquier variante funcionalmente equivalente de dicha proteína, con respecto a genes que se expresan de forma constitutiva, o sus correspondientes proteínas, es indicativa de mala respuesta tumoral a la terapia.

6. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la cuantificación de los niveles de expresión de los genes ALDHIAI, MLH1, RELB, TYMS, GPX2, TFF3, BAK1, CDKN1, FOS, STAT3, CKB, HIG2, PH-4, BAK1, MLH1, RELB, TYMS, CKB, TFF3, PH-4, ALDH1A1, CDKN1, FOS, STAT3, GPX2 y HIG2 comprende la cuantificación del ARN mensajero (ARNm) de dichos genes, o un fragmento de dicho ARNm, el ADN complementario (ADNc) de dichos genes, o un fragmento de dicho ADNc, o sus mezclas.

7. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la cuantificación de los niveles de expresión de los genes ALDH1A1, MLH1, RELB, TYMS, GPX2, TFF3, BAK1, CDKN1, FOS, STAT3, CKB, HIG2, PH-4, BAK1, MLH1, RELB, TYMS, CKB, TFF3, PH-4, ALDHIAI, CDKN1, FOS, STAT3, GPX2 y HIG2 se realiza mediante una reacción en cadena de la polimerasa (PCR) cuantitativa multiplex o un array de ADN o ARN.

8. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde la cuantificación de los niveles de la proteína codificada por los genes ALDH1A1, MLH1, RELB, TYMS, GPX2, TFF3, BAK1, CDKN1, FOS, STAT3, CKB, HIG2, PH-4, BAK1, MLH1, RELB, TYMS, CKB, TFF3, PH-4, ALDH1A1, CDKN1, FOS, STAT3, GPX2 y HIG2 comprende la cuantificación de las proteínas codificadas por dichos genes.

9. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde la cuantificación de los niveles de proteína codificada por los genes ALDH1A1, MLH1, RELB, TYMS, GPX2, TFF3, BAK1, CDKN1, FOS, STAT3, CKB, HIG2, PH-4, BAK1, MLH1, RELB, TYMS, CKB, TFF3, PH-4, ALDH1A1, CDKN1, FOS, STAT3, GPX2 y HIG2se realiza mediante western blot, ELISA o un array de proteínas.

10. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde la terapia es un tratamiento citotóxico y/o citostático.

11. Método según la reivindicación 10, en donde el tratamiento citotóxico y/o citostático es quimioterapia, radioterapia, agentes antitumorales o combinaciones de los mismos.

12. Método según la reivindicación 11, en donde la quimioterapia comprende un compuesto seleccionado de un agente alquilante que previene la replicación, una fluorpirimidina, un inhibidor de la timidilato sintetasa, un inhibidor de la topoisomerasa y combinaciones de los mismos.

13. Método según la reivindicación 11, en donde los agentes antitumorales comprenden agentes antiangiogénicos e inhibidores de rutas de señalización.

14. Método según la reivindicación 13, en donde el agente antiangiogénico es Bevacizumab y el agente inhibidor de la ruta de señalización es Cetuximab, Panitumumab o erlotinib.

15. Método según la reivindicación 12, en donde el agente alquilante que previene la replicación es oxaliplatino, la fluorpirimidina es 5-fluoruracilo, UFT, Utefos o Capecitabina, el inhibidor de la timidilato sintetasa es raltitrexed y el inhibidor de la topoisomerasa I es irinotecan.

16. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en donde la muestra biológica es una muestra de tejido o un fluido biológico.

17. Método según la reivindicación 16, en donde la muestra de tejido es tumoral.

18. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17 en donde el cáncer de colorectal es adenocarcinoma colorectal en estadios II ó III ó IV.