Ứng dụng sinh học phân tử trong các bệnh lý ung thư

Ứng dụng sinh học phân tử trong các bệnh lý ung thư Bệnh ung thư do bất thường gengaay nên, nhưng không hoàn toàn đồng nghĩa là bệnh di truyền. Đột...

ỨNG DỤNG SINH HỌC PHÂN TỬ TRONG CÁC BỆNH LÝ UNG THƯ

TS.BS Hoàng Anh Vũ

Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh

Tháng 03 năm 2013

1

NỘI DUNG TRÌNH BÀY

TRONG UNG THƯ

UNG THƯ

CHO ĐIỀU TRỊ UNG THƯ

MÔ HÌNH UNG THƯ ĐẠI TRỰC TRÀNG

(Jones S, PNAS 2008)

4

UNG THƯ LÀ “BỆNH” CỦA GEN

Rối loạn hoạt động của gen:

1 Bất thường nhiễm sắc thể

2 Đột biến gen: Thêm chức năng gen sinh ung

và mất chức năng gen đè nén khối u

ĐỘT BIẾN GEN KRAS TRONG UNG THƯ

ĐỘT BIẾN GEN P53 TRONG UNG THƯ

VAI TRÒ P53 TRONG APOPTOSIS (CHẾT TẾ BÀO THEO LẬP TRÌNH)

(Wiman KG, Oncogene 2010)

CHIẾN LƯỢC ĐIỀU TRỊ DỰA TRÊN P53

(PRIMA-1: P53 reactivation and induction of massive apoptosis)

CƠ CHẾ TÁC ĐỘNG CỦA PRIMA-1

10

Đỏ: đột biến thêm chức năng; xanh lá: đột biến mất chức năng; xanh dương: tăng biểu hiện gen BC: breast cancer; CRC: colorectal cancer; EC: endometrial cancer; GB: glioblastoma; HNC: head and neck cancer; LC: lung cancer; Me: melanoma; OC: ovarian cancer; PC: pancreatic cancer; PrC:

prostate cancer; TC: thyroid cancer (Laurent-Puig P, Clin Cancer Res 2009)

BẤT THƯỜNG PHÂN TỬ TRONG UNG THƯ

11

(Ma W, CA Cancer J Clin 2009;59;111-137)

THUỐC NHẮM TRÚNG ĐÍCH PHÂN TỬ

(Aggarwal S, Nature Review Cancer 2010)

THỊ PHẦN THUỐC ĐIỀU TRỊ UNG THƯ

12

CÁC NHÓM GEN TRONG QUÁ TRÌNH UNG THƯ

(Chiang AC, NEJM 2008)

CÁC NHÓM GEN TRONG QUÁ TRÌNH UNG THƯ

THỜI GIAN TIỀM ẨN CỦA DI CĂN

(Nguyen DX, Nat Rev Cancer 2009)

DI CĂN PHỔI

Epiregulin (EREG), prostaglandin G/H synthase 2 (PTGS2)

Lysyl oxidase (LOX), angiopoietin-like 4 (ANGPTL4), transforming

growth factor-β (TGFβ)

(Nguyen DX, Nat Rev Cancer 2009)

(Micalizzi DS, J Mammary Gland Biol Neoplasia 2010)

CÁC THAY ĐỔI CHÍNH TRONG SỰ CHUYỂN DẠNG

BIỂU MÔ – TRUNG MÔ (EMT)

(Epithelial – mysenchymal transformation)

EMT trong quá trình phát triển phôi 3 lá

EMT trong quá trình phát triển phôi thần kinh

EMT TRONG PHÁT TRIỂN PHÔI

(Micalizzi DS, J Mammary Gland Biol Neoplasia 2010)

EMT THÚC ĐẨY DI CĂN

THAY ĐỔI FOCAL ADHESION KINASE (FAK)

VÀ DIỄN TIẾN UNG THƯ

(Tế bào đậm màu là tế bào biểu hiện mạnh FAK)

(Gabarra-Niecko V, Cancer and Metastasis Reviews 2003)

(N: normal; B: benign; PI: preinvasive; M: metastatic; IHC: immunohistochemistry)

TƯƠNG TÁC FAK-SRC

THUỐC ỨC CHẾ FAK VÀ SRC

(Bolos V, OncoTargets and Therapy 2010)

26

1 GIỚI THIỆU CÁC BẤT THƯỜNG GEN

TRONG UNG THƯ

UNG THƯ

3 PHÁT HIỆN CÁC ĐÍCH NHẮM PHÂN TỬ

CHO ĐIỀU TRỊ UNG THƯ

GEN MẪN CẢM VỚI UNG THƯ

APC: adenomatous polyposis coli; FAP: familial adenomatous polyposis;

GWA, genome-wide association (Fletcher O, Nat Rev Cancer 2010)

Hội chứng Gen liên quan Loại khối u

Ung thư vú/buồng trứng gia đình BRCA1, BRCA2 Ung thư vú, ung thư buồng trứng

xương Hội chứng Lynch

(ung thư đại tràng không polyp

gia đình)

hMLH1, hMSH2, hPMS2, hMSH6

Ung thư đại trực tràng, ung thư nội mạc tử cung, ung thư dạ dày, ung thư buồng trứng

u não, leukemia

Upon generation of a double-strand break , the MRN complex (Mre11–Rad50–Nbs1) recognizes the lesion The MRN complex recruits CtIP and BRCA1/BARD1 MRN nuclease activity is stimulated following its interaction with CtIP This nuclease activity, together with other unconfirmed factors, generates 3’-ssDNA overhangs on either side of the break that rapidly bind RPA (replication protein A) Through its interaction with PALB2, BRCA1 leads to the recruitment of BRCA2, which, in turn, recruits and loads the Rad51 recombinase, displacing RPA This RAD51 nucleoprotein filament catalyzes strand invasion and initiates the homology search on the intact sister chromatid

CÁC GEN MẪN CẢM VỚI UNG THƯ VÚ

VAI TRÒ CÁC GEN TRONG UNG THƯ VÚ

BRCA1: BREAST CANCER 1 GENE

Đột biến mầm:

•Gặp trong 5% ung thư vú chung

•Gặp trong 20 – 40% các gia đình có nhiều người bị ung

thư vú

•Người mang gen đột biến có 80% nguy cơ ung thư vú

34

Đối với người mang gen đột biến:

•Chương trình tầm soát: Chụp nhũ ảnh, siêu âm và MRI

•Can thiệp phòng ngừa: Tamoxifen, đoạn nhũ hoặc cắt buồng trứng

37

BRCA1: SẢN PHẨM PCR

Giải trình tự DNA

39

BRCA1: 18 KIỂU THAY ĐỔI (VIỆT NAM)

MUTATION

WILD-TYPE

41

BRCA1: ĐỘT BIẾN GÂY BỆNH R1751X

sống tại Mỹ (Kurian AW, J Clin Oncol 2008)

ĐỘT BIẾN GEN RB TRONG RETINOBLASTOMA

Phát hiện đột biến gen RB:

•Tầm soát ung thư cho người lành mang gen đột biến

•Đánh giá nguy cơ xuất hiện bệnh ở mắt còn lại trên bệnh nhân đang điều trị

ĐỘT BIẾN GEN RB TRONG RETINOBLASTOMA

44

1 GIỚI THIỆU CÁC BẤT THƯỜNG GEN

TRONG UNG THƯ

2 PHÁT HIỆN NGUY CƠ DI TRUYỀN CỦA

UNG THƯ

CHO ĐIỀU TRỊ UNG THƯ

Protein HER-2

Gen HER-2

(IHC: Immunohistochemistry)

UNG THƯ VÚ: KHUẾCH ĐẠI GEN HER2

ĐÁNH GIÁ HER2 BẰNG IHC VÀ FISH

47

UNG THƯ VÚ: KHUẾCH ĐẠI GEN HER2

HER2 (NST 17)

Bình thường:

2 tín hiệu màu đỏ

Ung thư vú: nhiều tín hiệu đỏ

Trastuzumab (Herceptin)

48

(Kitamura Y, Cancer Sci 2003)

Exon 9 Exon 11 Exon 13

Exon 17

49

PHÂN BỐ ĐỘT BIẾN KIT TRONG GIST

50

KIT-wt

KIT-mt

(Science 2003;299:708-710)

51

HOẠT HÓA THỤ THỂ

(Tzen CY, Journal of Cancer Surgery 2007)

KHÔNG IMATINIB:

ĐỘT BIẾN KIT CÓ TIÊN LƯỢNG XẤU

52

(Blanke, J Clin Oncol 2008)

HIỆU QUẢ ĐIỀU TRỊ GIST BẰNG IMATINIB

53

ĐÁP ỨNG BAN ĐẦU VỚI IMATINIB

TÙY THUỘC ĐỘT BIẾN KIT

(Heinrich, J Clin Oncol 2008)

(Blay, Cancer 2010)

(Wozniak, Cancer Investigation 2010)

(Pierotti, Nat Rev Clin Oncol 2011)

54

ĐỘT BIẾN KIT VÀ PDGFRA KHÁNG IMATINIB

(Lasota, Histopathology 2008)

• Xanh: đột biến nguyên phát/ GIST mắc phải

• Vàng: đột biến nguyên phát/ GIST di truyền

• Đỏ: đột biến kháng thuốc

56

SAU KHÁNG IMATINIB: ĐÁP ỨNG

SUNITINIB TÙY THUỘC KIỂU ĐỘT BIẾN

(Wozniak, Cancer Investigation 2010)

(PFS: Progression-free survival)

• Khảo sát các exon 9, 11, 13 và 17

• Tỷ lệ đột biến 69% (33/48)

Exon 9 Exon 11 Exon 13 Exon 17

VIỆT NAM: ĐỘT BIẾN GEN KIT TRONG GIST

Exon 11 Exon 11 Exon 11

Exon 17

• Protein EGFR tăng biểu hiện trong 40-80% ung thư phổi

không tế bào nhỏ (NSCLC: Non-small Cell Lung Cancer)

• Gefitinib ức chế đặc hiệu EGFR

• Chỉ 10% bệnh nhân NSCLC có đáp ứng với gefitinib

(Lynch TJ, N Engl J Med 2004)

58

ĐỘT BIẾN EGFR TRONG UNG THƯ PHỔI

(Fukui T, Gen Thorac Cardiovasc Surg 2008)

• Carcinôm tuyến > carcinôm

61

ĐÁP ỨNG VỚI THUỐC ỨC CHẾ EGFR

PHỤ THUỘC KIỂU ĐỘT BIẾN

Vai trò quan trọng của giải phẫu bệnh

KHUẾCH ĐẠI CÁC VÙNG GEN EGFR VÀ KRAS

Kỹ thuật giải trình tự DNA phù hợp cho

chẩn đoán đột biến EGFR trong ung thư phổi

ĐỘT BIẾN GEN EGFR TRÊN BỆNH NHÂN VIỆT NAM

UNG THƯ PHỔI KHÔNG TẾ BÀO NHỎ

• 35/106 có đột biến (33%)

ĐỘT BIẾN GEN KRAS TRÊN BỆNH NHÂN VIỆT NAM

UNG THƯ PHỔI KHÔNG TẾ BÀO NHỎ

65

HÌNH ẢNH ĐỘT BIẾN GEN EGFR

66

HÌNH ẢNH ĐỘT BIẾN GEN KRAS

UNG THƯ PHỔI: ĐẢO ĐOẠN NST

• 2007: Đảo đoạn của NST 2 tạo

gen tổ hợp EML4/ALK trong ung

thư phổi không tế bào nhỏ

• Tháng 8/2011: FDA chấp thuận chỉ

định crizotinib cho ung thư phổi có

biểu hiện EML4/ALK

• Đột biến EGFR trong ung thư đại trực tràng: rất hiếm

• 70% - 80% có biểu hiện EGFR: Đích điều trị của kháng thể đơn dòng

• Cetuximab có hiệu quả hơn trên bệnh nhân có biểu hiện mạnh EGFR dạng hoạt động (pEGFR) hoặc có khuếch đại

gen EGFR qua khảo sát bằng FISH

BẤT THƯỜNG EGFR TRONG UNG THƯ ĐẠI TRỰC TRÀNG

KHẢO SÁT BIỂU HIỆN EGFR BẰNG FISH

71

PR: partial response, SD: stable disease, PD: progressive disease

LIÊN HỆ GIỮA EGFR, KRAS VÀ BRAF

(Uramoto H, British Journal of Cancer 2007;96,857 – 863)

DỰ ĐOÁN ĐÁP ỨNG VỚI THUỐC ỨC CHẾ EGFR

(Xám: nhạy, đen: kháng)

76

TÓM TẮT NHỮNG ĐIỂM CHÍNH

truyền

xuyên màng tế bào như EGFR, KIT, PDGFRA,…)

bào ung thư góp phần quan trọng vào hiện tượng di căn của ung thư

có thể mang bất thường của cùng lúc nhiều gen

biến BRCA1 và BRCA2

trastuzumab

tính nhạy cảm với thuốc đặc hiệu erlotinib hoặc gefitinib khác nhau Đột biến exon 19 và 21 thường cho đáp ứng với thuốc tốt nhất, trong khi đột biến T790M của exon 20 gây kháng thuốc

crizotinib

Đột biến thường gặp nhất ở codon 12 và 13