COMBAT.breast.cancer 211108 I
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Die Östrogenrezeptorgen- (ESR1) Amplifikation beim Mammakarzinom: Ein neuer prädiktiver Marker ? Frederik Holst Institut für Pathologie Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf Genamplifikation normale Kopiezahl Amplifikation Amplikons enthalten sehr wahrscheinlich Gene, die sehr wichtig für das Krebswachstum sind. gesunde Zelle HER2 & Herceptin HER2 Gen Herceptin® Zellteilung Tumor or Tum Tumorzelle T Eigenschaften amplifizierter Gene - Wichtig für die Tumorentwicklung (Achillesferse) - in Tumoren stark überexprimiert (therapeutisches Fenster) - in Normalgewebe schwach exprimiert (wenig Nebenwirkungen) Amplifizierte Gene können optimale Therapieziele sein Bekannte Amplifikationsloci: >40 NMYC RAF1 E2F3 EGFR CCND1 CDK4 MDM2 MYC HER2 TOP2A AR NCOA3 Antikörper gegen HER2 verlängert Überleben beim metastasierten Mammakarzinom (N Engl J Med, März 2001) Individualisierte Tumortherapie Identifizierung neuer Zielgene ESR1 – Amplifikation Problem: Diagnostik DNA Profil: Mammakarzinom Chromosome 6 BD_12 BD_25 Östrogen-Rezeptor (ER, ESR1) Östrogen Östrogen-Rezeptor Co-Aktivatoren mRNA Zellwachstum, Proliferation Protein NRIP1, GREB1, ABCA3 .... Potentielle Konsequenzen der Östrogenrezeptorgen- (ESR1) Amplifikation Massive ER-Überexpression Überaktivierung des ER-Signalweges Tumorbildung VALIDIERUNG !!! Traditionelle Methode 1 Tumor Gewebearray 1000 Tumoren normales Brustgewebe präneoplastische Läsionen in-situ Karzinome alle Gewebeproben 1398 261 51 60 1,0 % Überleben Duktales Karzinom Lobuläres Karzinom Medulläres Karzinom Kribriformes Karzinom Mucinöses Karzinom Tubuläres Karzinom Papilläres Karzinom Klarzelliges Karzinom Apokrines Karzinom Atypisches medulläres Karzinom andere seltene Typen 58 47 27 13 15 6 17 450 >2500 0,8 pT1 (n=823) pT2 (n=1022) pT3 (n=123) pT4 (n=241) 0,6 0,4 0,2 0,0 p<0,00001 0 40 80 120160 Monate Fluoreszenz in situ Hybridisierung FluoreszenzMarkierung Denaturierung Hybridisierung FISH normale Genkopiezahl Amplifikation ESR1 Amplifikation* in 358/1739 (21%) Mammakarzinomen CCND1: HER2: MDM2: MYC: 5 % EGFR: 20 % 18 % 6 % 1 % *Amplifikation: Cen6 / ESR1 Ratio 2.0 Holst et al. (2007) Nature Genetics 39 (5): 655-660 ESR1-Amplifikation vs ER-Überexpression ??? Anteil der Tumoren (%) ESR1 Amplifikation führt zu massiver Überexpression des Proteins ER Expressionstärke (Allred score) ESR1 Kopiezahl P < 0,0001 ESR1-Amplifikationen: Ansprechen auf Tamoxifen 1.0 ESR1 Amplifikation (n=43) 0.9 0.8 ER IHC Positiv (n=109) Surviving 0.7 0.6 0.5 ER IHC Negativ (n=23) 0.4 0.3 0.2 p<0.0001 0.1 0.0 0 20 40 60 months surv n=175, Tamoxifen Monotherapie 80 100 ESR1-Amplifikationen sind bereits in frühen Stadien des Mammakarzinoms häufig Anteil Tumoren (%) %der of samples 45 p=0.7295 40 p<0.0001 35 30 25 GAIN AMP 20 15 10 5 0 pT1 (820) pT2 (1023) pT3 (124) pT4 (242) G1 (545) G2 (844) G3 (655) ESR1-Amplifikationen in proliferativen Erkrankungen der Brustdrüse Tumor Adjacent normal breast epithelium B. Niroumand-Soumeh San Antonio Breast Cancer Symposium 2007 Studie 1: ESR1-Amplifikationen im normalen umgebenden Epithel vom Mamma-Ca (vorläufige Ergebnisse) Gewebe n Tumor 10 10 Umgebendes Epithel 10 9 Kontrollgruppe 8 Normales Epithel (kein Tu.-Patient) ESR1AMP 0 Die ESR1 Amplifikation scheint ein frühes, vielleicht initiales Ereignis der Brustkrebsentstehung zu sein Studie 2: ESR1-Amplifikationen in Mastopathien (Ergin Kilic, Pathologie Basel) Testkollektiv: n=70 Mastopathie 7 Jahre Karzinom Kontrollkollektiv: n=20 Mastopathie 7 Jahre Kein Tumor Studie 2: ESR1-Amplifikationen in Mastopathien (vorläufige Ergebnisse) Gewebe n ESR1AMP Karzinom 52 9 (15%) Mastopathie 52 9 Kontrollgruppe (kein Ca.) 20 0 Die ESR1 Amplifikation scheint ein Risikofaktor für die Brustkrebsentstehung zu sein Zusammenfassung: ESR1-Amplifikation - ist eine häufige Veränderungen - verursacht massive ER Überexpression - kennzeichnet eine Patientengruppe, die vielleicht besonders gut auf anti-ER Therapien anspricht - ist vielleicht der „erste Schritt“ zum Brustkrebs - Ist ein potentieller Risikofaktor Mögliche Konsequenzen für die Klinik - Patienten mit Karzinom Adaptierte Therapie nach ESR1 Test ESR1 AMP + : anti ER-Therapie vielleicht ausreichend, keine zusätzliche Chemo ESR1 AMP - : anti-ER-Therapie vermutlich nicht ausreichend, Chemotherapie! 1.0 ESR1 Amplifikation (n=43) 0.9 0.8 ER IHC Positiv (n=109) Surviving 0.7 0.6 0.5 ER IHC Negativ (n=23) 0.4 0.3 0.2 p<0.0001 0.1 0.0 0 20 40 60 months surv 80 100 Mögliche Konsequenzen für die Klinik - Patienten mit Karzinom Adaptierte Therapie nach ESR1 Test ESR1 AMP + : anti ER-Therapie vielleicht ausreichend, keine zusätzliche Chemo ESR1 AMP - : anti-ER-Therapie vermutlich nicht ausreichend, Chemotherapie! - Patienten mit proliferativen, benignen Läsionen Identifizierung von Risikogruppen nach ESR1 Test: ESR1 AMP + ESR1 AMP - : hohes Karzinomrisiko, engmaschige Kontrolle, prophylaktische anti ER-Therapie? : geringes (normales) Karzinomrisiko ESR1 gene amplification in breast cancer: a common phenomenon? %##+'#* +#)* +#*+ Holst et al. Brown et al. Horlings et al. Array CGH n=21, amp .: 4%, gain : 3% n=171, amp.: 1%, gain: 8% n=143, amp.: 0%, gain: 3% n= 77, amp.: 3%, gain: 9% n=148, amp.: 1%, gain : n= 31, amp.: 10%, gain : n= 68, amp.: 0%, gain : n= 37, amp.: 0%, gain : n= 89, amp.: 3%, gain : n= 50, amp.: 0%, gain : n=112, amp.: 4%, gain : FISH (CISH) n = 2221, amp. : 21% gain. : 15% n=334, amp. : 1% automated scoring qPCR - Watts et al., 1992 Schuur et al., 2000 Nessling et al., 2005 Hicks et al., 2006 Ejlertsen et al., 2007 1% 3% 7% 5% 2% 4% 0% +#,$# Vincent-Salomon et al. Reis-Filho et al. n=341, amp. : 0,9 %, gain : ? n=70, amp.: 4.3%, gain: 7.1% n=54, amp. :3.7%, gain : ? n=245, amp.: 1.4% by CISH - N=125, incr.c.n.: 16 % copy number ESR2 reference, 2.4 - 4 % using another two reference genes Nembrodt et al., 1990 +#, ca 20 % (42%) 2,7% ca 20 % (43%) (total: 38 %) 10 % 7 % ca 7 % (14%) n=168, amp. : 2% - 6 out of 14 (ER+) Southern Blot 1 out of 37 Southern Blot 3 out of 7 (ER+) (but 5 of 14 ER-) 3 out of 30 PCR-RFLP n = 99 (combined index) 13 out of 94 (ER+--) aCGH aCGH FISH %*/&(/ %##+'#* +#*+ n=35, amp.: 5.7%, gain : 5.7% n=35, amp.: 2.8%, gain : 0% depending on reference gene ESR1 FISH HER2 FISH ESR1 FISH HER2 FISH Durchschnittliche Genkopiezahl im ESR1-Amplikon (n=25) ESR1 average gene number Durchschnittliche ESR1copy Kopiezahl 7.00 MTHFD1L AKAP1 ESR1 SYNE1 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 150.8 151.3 151.8 152.3 genome position (Mb from 6p telomere) genomische Position (Mb vom 6p Telomer) 152.8 153.3 ESR1: TO DO Externe Validierung der Amplifikationsrate Externe Validierung von ESR1 als prädiktivem Marker Festlegung von Diagnosekriterien Klinische Studien zur prophylaktischen Therapie von ESR1 positiven Mastopathien
