Caratterizzazione molecolare dei tumori mammari Tripli Negativi

Abstract

I tumori mammari “Tripli Negativi” (TN) rappresentano circa il 15% di tutti i tumori mammari. Sono tumori clinicamente molto aggressivi, con una prognosi infausta: alta è l’incidenza di metastasi e di recidiva locale. Attualmente per pazienti affetti da questo tumore non esiste uno schema terapeutico efficace, né una terapia molecolare, infatti questi tumori non esprimono il recettore estrogenico (ER), quello progestinico (PGR) e il recettore HER2 (da cui il nome Tripli Negativi). Nella quasi totalità dei casi possiedono mutazione funzionale di BRCA1 e p53. Inoltre presentano inattivazione del sistema Base Excision Repair (BER) e ipermetilazione del promotore della O6-methylguanine-DNA methyltransferase (MGMT). Sono tumori caratterizzati da un’elevata instabilità genomica che porta alle numerose alterazioni cromosomiche riscontrabili nelle cellule. Considerando sia l’alta instabilità genomica che questi tumori presentano, sia l’importanza dei sistemi di riparo del DNA nel determinare la risposta agli agenti chemioterapici, il presente studio ha voluto indagare lo stato di espressione di tali sistemi in 80 tumori TN e correlare i risultati con le caratteristiche clinico-patologiche dei pazienti. I dati sono stati confrontati con un gruppo di controllo di 70 tumori Luminal A, che rappresenta un sottotipo tumorale con caratteristiche biologiche e cliniche opposte al TN (ER+, PGR+, HER2-). Dai tessuti tumorali paraffinati è stato estratto e valutato il livello di espressione dell’mRNA dei geni dei tre principali sistemi di riparo del DNA: Base Excision Repair (BER), Nucleotide Excision Repair (NER) e Fanconi Anemia (FA). I sistemi NER e FA sono risultati meno espressi nei tumori TN rispetto al gruppo di controllo, mentre una situazione contraria si è osservata per l’espressione di PARP1 appartenente al sistema BER. Valutando anche l’espressione di proteine chiave nel mantenimento dell’integrità genomica, quali: p53, Bcl2 e Chk1, è emerso nei TN un’alta espressione proteica della forma mutata di p53, mentre la proteina Bcl2 e l’mRNA del gene CHK1 hanno un’espressione molto bassa nei TN rispetto ai Luminal A. In relazione alle caratteristiche clinico-patologiche, bassi livelli di espressione del gene XPG e FANCA sono risultati associati a masse tumorali di dimensioni maggiori (≥ pT2), mentre alti livelli di XPF sono associati con assenza di invasione linfonodale. Alti livelli del gene FANCA nell’analisi univariata sono risultati correlati con un incremento della sopravvivenza totale e libera da malattia, anche se nell’analisi multivariata, mediante regressione di Cox, tale gene non è stato confermato come un fattore prognostico indipendente. I dati presentati supportano le evidenze sperimentali che bassi livelli di espressione dei sistemi di riparo del DNA sono associati a fenotipi tumorali aggressivi, in particolare si è confermato che i tumori TN sono portatori di difetti nei sistemi di riparo del DNA rispetto ai Luminal A. Questo potrebbe spiegare sia l’iniziale sensibilità di questo tumore alla chemioterapia, ma nel contempo fornire una possibile causa della prognosi infausta in questi pazienti, correlata con l’alto tasso di accumulo di mutazioni per mancanza di un efficiente sistema di riparo del DNA.

Triple Negative Breast Cancer (TNBC) accounts for about 15% of breast tumors and is characterized by an aggressive clinical course with therapeutic resistance, high rates of local and systemic relapse, and poor survival. Currently for this patients an effective regimen doesn’t exist, nor a molecular therapy, in fact, these tumors do not express the estrogen receptor, the progestin and the HER2 receptor (hence the name Triple Negative). DNA repair deficiencies, including BRCA1 and p53 dysfunction, base excision repair (BER) inactivation, MTMG promoter hypermethylation have been variably reported in TNBC. These tumors do also exibit higher DNA copy alterations than other breast cancer types, suggesting higher genomic instability. Considering both the high genomic instability in these tumors and the importance of DNA repair systems in determining the cellular response to different anticancer agents, the aim of the present work was to investigate the expression status of such systems in a cohort of 80 Triple Negative Breast Cancers and their correlation with the clinical-pathological characteristics. The control group was a cohort of 70 Luminal A Breast Tumors (LABC), that represent the breast cancer subtype with the best prognosis. From paraffin-embedded tumor tissue was extracted and evaluated the mRNA expression level of the genes of the three main DNA repair systems: Base Excision Repair (BER), Nucleotide Excision Repair (NER) and Fanconi Anemia (FA). NER and FA system were significantly lower in TN than in Luminal A. On the contrary, PARP1 levels were higher in TNBC than in LABC. The expression of genomic integrity key proteins, such as: p53, Bcl2 and Chk1, showed higher p53 expression in TNBC that in LABC, on the contrary Bcl2 protein and CHK1 mRNA were lower in TNBC than LABC. From association analysis between gene expression and clinic-pathological characteristics low levels of XPG and FANCA correlated with higher pT classification at surgery (≥ pT2), while high levels of XPF associated with no lymph node involvement. In univariate analysis high levels of FANCA correlated with an increase in both overall survival and event free survival in TNBC, however multivariate analyses using Cox regression did not confirm FANCA expression level as an independent prognostic factor. These data support the latter data, suggesting as low expression levels of DNA repair systems are associated with aggressive tumor phenotypes, in particular, they confirm defects in TNBC’s DNA repair systems. This could explain both the extremely chemo-sensitivity of this tumor type to chemotherapy in a short term and the worse outcome, probably correlated with the high rate of mutations for the lack of an efficient DNA repair status.