PLoS ONE: Tumor BRCA1, RRM1 og RRM2 mRNA Expression Niveauer og klinisk respons på First Line Gemcitabin plus Docetaxel i ikke-småcellet kræftpatienter

Abstrakt

Baggrund

Overekspression af RRM1 og RRM2 er blevet forbundet med gemcitabin modstand. BRCA1 overekspression øger følsomheden over for paclitaxel og docetaxel. Vi har efterfølgende undersøgt effekten af ​​RRM1, RRM2 og BRCA1 udtryk på resultatet til gemcitabin plus docetaxel i avanceret ikke-småcellet lungekræft (NSCLC) patienter.

Metode og vigtigste resultater

Tumor prøver blev indsamlet fra 102 kemoterapi-naive avanceret NSCLC patienter behandlet med gemcitabin plus docetaxel som en del af et randomiseret forsøg. RRM1, RRM2 og BRCA1 mRNA niveauer blev vurderet ved kvantitativ PCR og korreleret med respons, tid til progression og overlevelse. Som BRCA1 niveauer øges sandsynligheden for respons øget (Odds Ratio [OR], 1,09:

s

= 0,01) og risikoen for progression faldt (hazard ratio [HR], 0,99;

p

= 0,36). Som RRM1 og RRM2 niveauer øges sandsynligheden for respons faldt (RRM1: OR, 0,97;

s

= 0,82; RRM2: OR, 0,94;

s

0,0001) og risikoen for progression øget (RRM1: HR, 1,02;

s

= 0,001; RRM2: HR, 1,005;

s

= 0,01). En interaktion observeret mellem BRCA1 og RRM1 tillod patienterne at blive klassificeret i tre risikogrupper i henhold til kombinationer af genekspression niveauer, med tider til progression af 10,13, 4,17 og 2,30 måneder (

s

= 0,001). Lav BRCA1 udtryk var den eneste faktor signifikant associeret med længere tid til progression i 31 patienter, der fik cisplatin-baserede andetvalgsbehandling.

Konklusioner

mRNA udtryk for BRCA1, RRM1 og RRM2 er potentielt et nyttigt redskab til at udvælge NSCLC patienter for individualiseret kemoterapi og berettiger yderligere undersøgelser i prospektive studier

Henvisning:. Boukovinas i, Papadaki C, Mendez P, Taron M, Mavroudis D, Koutsopoulos a, et al. (2008) Tumor BRCA1, RRM1 og RRM2 mRNA Expression Niveauer og klinisk respons på First Line Gemcitabin plus Docetaxel i ikke-småcellet kræftpatienter. PLoS ONE 3 (11): e3695. doi: 10,1371 /journal.pone.0003695

Redaktør: Torbjørn Ramqvist, Karolinska Institutet, Sverige

Modtaget: Juni 2, 2008; Accepteret: 21 Oktober 2008; Udgivet: 11. november 2008

Copyright: © 2008 Boukovinas 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:. Dette arbejde blev delvist støttet af kretensiske Association for Biomedical Research (CABR). Dr. John Souglakos er modtageren af ​​en CABR forskning fællesskab. 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 erklæret, at der ikke findes konkurrerende interesser

Introduktion

Ikke-småcellet lungecancer (NSCLC) forbliver den førende årsag til kræft død [1], med en lille forbedring i overlevelse uanset typen af ​​kemoterapi anvendes, enten i kombination eller som enkelte midler [2] . Kombinationer af tredje generation cytotoksiske midler, såsom taxaner, vinorelbin og gemcitabin, med cisplatin er dukket op som nye standarder. I flere kliniske fase III forsøg inden for avanceret NSCLC, kombinationen af ​​platin med taxaner opnået median overlevelse på 8-11 måneder og 1-års overlevelse på 31-46% [3]. Ikke-platin-baserede kombinationer med gemcitabin plus docetaxel eller paclitaxel have haft en lignende overlevelse fordel med en mere gunstig bivirkningsprofil [4], [5]. For yderligere at forbedre overlevelsen blev et fase III-forsøg med skræddersyede cisplatin ifølge ERCC1 mRNA-niveauer i stadie IV NSCLC gennemført. Patienter i kontrolgruppen modtog cisplatin plus docetaxel, mens der i den genotypiske arm, patienter med lave ERCC1 niveauer modtog cisplatin plus docetaxel og dem med høje niveauer modtaget gemcitabin plus docetaxel [6]. Selvom objektiv respons var højere i den genotypiske arm end i kontrolgruppen (50,7% vs. 39,3%), dette ikke oversætte til forbedret overlevelse. Den britiske Thoracic Oncology Group forsøg (BTOG1) fandt også ingen sammenhæng mellem ERCC1 niveauer og overlevelse i avanceret NSCLC patienter behandlet med docetaxel plus carboplatin [7]. Retrospektive studier af stadie IV NSCLC har rapporteret, at patienter med lav ERCC1 eller RRM1 mRNA niveauer havde en median overlevelse på op til 15 måneder, når de behandles med gemcitabin plus cisplatin, med mere signifikante forskelle i overlevelse baseret på RRM1 niveauer [8], [9], [10]. En forundersøgelse af skræddersyet behandling i NSCLC patienter med forhøjet ERCC1 og lav ribonukleotidreduktase subunit M1 (RRM1) mRNA-ekspression viste, at gemcitabin plus docetaxel kunne være den optimale kombination for denne undergruppe af patienter [11].

RRM1 og RRM2 kodes af forskellige gener på separate kromosomer og deres mRNA’er udtrykkes forskelligt i hele cellecyklussen. Reduceret ekspression af lad-7 microRNA (miRNA) er ofte observeret i NSCLC [12], og fører ofte til overekspression af RRM1 og RRM2 [13]. Modstand mod gemcitabin er blevet forbundet med både RRM1 og RRM2 overekspression [14], [15]. Lille interfererende RNA målretning RRM2 forbedret kemosensitivitet til gemcitabin i pancreas adenocarcinom [16]. I vores undersøgelse af metastatisk lunge adenocarcinom patienter behandlet med gemcitabin plus docetaxel, patienter med lave niveauer af både RRM1 og RRM2 havde en signifikant højere responsrate (60% vs. 14,2%), tid til progression (9,9 vs 2,3 måneder), og samlet overlevelse (15,4 vs. 3,6 måneder) end patienter med høje niveauer af begge gener [17].

er også blevet observeret en tæt sammenhæng mellem ekspressionsniveauer af RRM1 og BRCA1 [18], [19], [20], og tabet af lad-7 har vist sig at opregulere

BRCA1

samt

RRM1

RRM2

[13]. Desuden har både

BRCA1

og

RRM1

er opreguleret i SV40 T /t-antigen-signatur [21]. BRCA1 udtryk giver forskellen kemosensitivitet i kræft cellelinjer [22], [23]. Ovariecancerpatienter i de laveste terciles af BRCA1 ekspression viste følsomhed over for cisplatin og modstandsdygtighed over for paclitaxel og docetaxel, mens de i de højeste terciles havde resistens over for cisplatin og følsomhed over for paclitaxel og docetaxel [23]. Lave niveauer af BRCA1 også korreleret med øget overlevelse i NSCLC patienter behandlet med gemcitabin plus cisplatin [18].

For at validere vores tidligere resultater om RRM1 og RRM2 [17], og for yderligere at undersøge den rolle, BRCA1 i taxan følsomhed og modstand, vi retrospektivt analyseret en række tumorprøver fra avanceret NSCLC patienter behandlet med gemcitabin plus docetaxel i en randomiseret fase III forsøg, der udføres af den Hellenske Oncology Research Group (Horg) [5].

Metoder

patienter

Tumor prøver blev indsamlet fra primære tumorer fra patienter med histologisk bekræftet ubrugeligt stadie IIIB og IV NSCLC, der blev inkluderet i den eksperimentelle arm af en Horg randomiseret forsøg udført fra april 1999 til september 2002 [5] (ingen retssag registrering, før 2005). Berettigelseskriterier er tidligere blevet rapporteret. Undersøgelsen blev godkendt af de etiske komitéer i de deltagende hospitaler, og alle patienter gav deres underskrevet informeret samtykke før studere indrejse. Patienterne fik første linje gemcitabin (Gemzar®, Eli Lilly, Indianapolis, IN, USA) 1000 mg /m

2 på dag 1 og 8 og docetaxel (Taxotere®; Sanofi-Aventis, Collegeville, NJ, USA) 100 mg /m

2 på dag 8, med human granulocyt kolonistimulerende faktor support hver 3. uge, som tidligere beskrevet. Patient evaluering blev udført ved baseline og efter hver tre cyklusser af kemoterapi [5].

Studie design

Den foreliggende undersøgelse var en retrospektiv analyse af den prognostiske værdi af BRCA1, RRM1 og RRM2 mRNA-ekspression i NSCLC patienter behandlet med første-line gemcitabin plus docetaxel. Alle tumordata biopsier af den primære tumor med mere end 100 celler per sektion blev inkluderet i analysen. Alle effektresultater blev vurderet for alle tilmeldte patienter på en intent-to-treat basis.

genanalyse

Alle paraffinindlejrede tumorer blev revideret af to uafhængige patologer til at definere den mest hensigtsmæssige tumor område for mikrodissektion at sikre et minimum af 90% af tumorcellerne. Maligne celler blev anskaffet med en Eppendorf piezoelektrisk microdissector (Eppendorf, Hamburg, Tyskland). RNA blev oprenset ved Trizol LS metode (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA) efterfulgt af isopropanol udfældning og DNase-behandling (Ambion, Austin, TX, USA). cDNA-syntese blev udført under anvendelse SuperScript III revers transkriptase (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA). Relativ kvantificering af genekspression blev udført under anvendelse af ABI Prism 7900HT Sequence Detection System (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA). (For yderligere oplysninger om genekspression analyse, se tekst S1).

statistiske analyser

Udover at analysere ekspressionsniveauerne af hvert gen som en kontinuerlig variabel, genekspression blev også kategoriseret i terciles i henblik på at undersøge risikoen tendensen af ​​genet variabler og for nemt at identificere grupper af genekspressionsniveauer med forskellig risiko. Svarene blev registreret i henhold til RECIST-kriterierne [24]. Median tid til tumor progression og samlet overlevelse blev beregnet fra starten af ​​behandlingen til den første dokumenterede sygdomsprogression eller død, henholdsvis.

Den potentielle sammenhæng mellem baseline karakteristika, respons og genekspressionsniveauer blev sammenlignet med enten to Print automatisk Fishers eksakte test eller Chi-square test for kategoriske variabler og Kruskal-Wallis test for kontinuerte variable. Den normalitet af kontinuerlige variabler blev verificeret med en Kolmogorov-Smirnov test. Spearman test blev anvendt til at evaluere sammenhængen mellem BRCA1, RRM1 og RRM2 mRNA-ekspression. Alle potentielle risikofaktorer for respons blev evalueret i en univariat analyse, og en multivariat logistisk regressionsanalyse, med justerede ulige forhold og deres konfidensintervaller 95% (CI), blev brugt til at vurdere, hvilke af de faktorer, havde en betydelig indflydelse på svar. Den Hosmer-Lemeshow sandsynlighed test blev anvendt til at vurdere godhed pasform.

Foreningen af ​​risikofaktorer med time-to-begivenhed endepunkter blev analyseret med log-rank test, og Kaplan-Meier-metoden blev anvendt at plotte de tilsvarende tid-til-progression og overlevelse kurver. En univariate Cox regressionsanalyse, med hazard ratio og 95% CIs, blev anvendt til at vurdere sammenhængen mellem de enkelte potentielle prognostiske faktor og overlevelse og tid til progression. Disse faktorer blev derefter indgår i en multivariat Cox proportionel risiko regressions model med en trinvis procedure (både fremad og bagud) til at vurdere selvstændig betydning af forskellige variabler på overlevelse og tid til progression. Sandsynligheden kvotientkriteriet blev anvendt til at vurdere goodness of fit, og Wald test blev anvendt til at vurdere koefficienten betydning. I tilfælde af potentielle multiple sammenligninger blev

p

-værdier korrigeres med Bonferroni korrektion.

Alle statistiske beregninger blev udført med SPSS version 15.0 (SPSS, Inc., Chicago, IL , USA). Tosidet

s

-værdier på mindre end 0,05 blev betragtet som signifikante.

Resultater

Patient karakteristika og klinisk resultat

I den oprindelige randomiserede undersøgelse [ ,,,0],5], blev 209 NSCLC patienter behandlet med gemcitabin plus docetaxel; 107 var ikke medtaget i nærværende undersøgelse på grund af manglende tumorvæv (fig. 1). Kliniske data og prøver fra primære tumorer var tilgængelige for 102 patienter, der indgik i den foreliggende undersøgelse. Forstærkning af BRCA1, RRM1 og RRM2 lykkedes i 96 prøver. Firs-én var adenocarcinomer, ti planocellulært karcinom, og fem store celle carcinomer. Patient karakteristika er vist i tabel 1. I den oprindelige retssag, var responsraten 30%, tid til progression 4 måneder, og median overlevelse 9 måneder [5]. Resultater for de 96 patienter, der vurderes i nærværende undersøgelse var den samme:. Svarprocent 30,5%, tid til progression 4,2 måneder, og median overlevelse 10,5 måneder

To hundrede og ni patienter blev behandlet med gemcitabin plus docetaxel som en del af et fase III randomiseret forsøg i avanceret NSCLC [5]. Tumor biopsi blev opnået fra i alt 102 patienter; 68 patienter blev udelukket, fordi kun cytologiske prøver var tilgængelige, og 39 bronchiale biopsier indeholdt for få tumorceller til analyse. mRNA-ekspression analyse var muligt i tumor prøver fra 96 ​​af 102 patienter.

BRCA1, RRM1 og RRM2 mRNA ekspressionsniveauerne

Median mRNA ekspressionsniveauerne var 3,64 (område 0- 34,37) for BRCA1, 0,82 (interval fra 0 til 325,23) for RRM1 og 27.16 (interval fra 0,97 til 256,84) for RRM2 (tabel 1). Ekspressionsniveauer fulgte ikke en normalfordeling (fig. S1). Der var ingen sammenhæng mellem alder, køn, PS, eller sygdom scenen og BRCA1, RRM1 eller RRM2 mRNA-niveauer. Væsentlige korrelationer blev samlet observeret mellem BRCA1 og RRM1 (ρ = 0,27;

s

= 0,008) og en ikke-signifikant tendens til sammenhæng mellem RRM1 og RRM2 (ρ = 0,19;

s

= 0,06 ) mRNA-niveauer. Der var også en signifikant omvendt korrelation mellem BRCA1 og RRM2 mRNA-niveauer (ρ = -0,25;

s

= 0,02). Tabel 1 viser også mRNA ekspressionsniveauer for de tre gener ifølge terciles.

Genekspression og respons på behandling

For at forudsige respons på behandling blev en logistisk regressionsmodel monteret til ekspression af hvert gen som en kontinuerlig variabel. Som BRCA1 niveauer øges sandsynligheden for respons steget markant (Odds Ratio [OR] = 1,09; 95% CI, 1,02-1,16;

s

= 0,01). I modsætning hertil som RRM2 niveauer øges sandsynligheden for respons faldt betydeligt (OR = 0,94; 95% CI, 0,91-0,97;

s

0,0001). En lignende, men ikke-signifikant tendens blev observeret for RRM1 niveauer (OR = 0,97; 95% CI, 0,77-1,23;

s

= 0,82)

Når responders blev klassificeret i henhold til deres gen. udtryk niveauer ved terciles, de fleste respondenter havde høj BRCA1 udtryk og lav RRM2 udtryk: 58,6% i den højeste tercile af BRCA1 udtryk (

s

= 0,002) og 72,4% i den laveste tercile af RRM2 udtryk (

s

. 0,0001) (tabel 2)

univariat logistisk regressionsanalyse viste, at lav RRM2 udtryk, ECOG PS 0, og høj BRCA1 udtryk væsentligt var forbundet med en højere sandsynlighed af respons (tabel 2). I multivariat logistisk regressionsanalyse af disse variable sammen med RRM1 og sygdom scenen, kun lav RRM2 udtryk opstod som en selvstændig prædiktiv faktor for respons (Tabel 2).

Genekspression og tid til progression

den univariate analyse for tid til progression afslørede, at den eneste klinisk variabel er forbundet med tid til progression var PS (Hazard Ratio [HR] for PS 1-2, 1,55; 95% CI, 0,99-2,41;

s

= 0,05) (tabel 3). Den univariate analyse for tid til progression i henhold til genekspression niveauer som kontinuerlige variabler viste, at som RRM1 og RRM2 værdier øges, risikoen for progression steget betydeligt: ​​RRM1 (HR, 1,02; 95% CI, 1,01-1,02;

p

= 0,001); RRM2 (HR, 1,005; 95% CI, 1,001-1,008;

s

= 0,01). Men som BRCA1 niveauer øges risikoen for progression faldt, (HR, 0,99; 95% CI, 0,95-1,02;

s

= 0,36).

Når genekspression niveauer var kategoriseret efter terciles, risikoen for progression var større for patienter i den mellemliggende og højeste terciles af RRM1 og RRM2 end for dem i den laveste tercile: RRM1 mellemliggende tercile (HR, 1,20; 95% CI, 0,72-1,97;

s

= 0,49); RRM1 højeste tercile (HR, 1,51; 95% CI, 0,91-2,51;

s

= 0,11); RRM2 mellemliggende tercile (HR, 1,28; 95% CI, 0,77-2,13;

s

= 0,35); RRM2 højeste tercile (HR, 1,93; 95% CI, 1,16-3,22;

s

= 0,01) (tabel 3). Risikoen for progression var større for patienter i den mellemliggende og laveste tercile af BRCA1 end for dem i den højeste tercile: BRCA1 mellemliggende tercile (HR, 1,33; 95% CI, 0,80-2,22;

s

= 0,28) ; BRCA1 laveste tercile (HR, 1,51; 95% CI, 0,91-2,49;

s

= 0,11) (tabel 3). Tid til progression i henhold til genekspression ved terciles er vist i tabel 3.

En multivariat model var udstyret med de undersøgte i univariate indstilling variabler.

Når interaktion vilkår blev undersøgt for at kontrollere, om de væsentligt forbedret pasform, ingen var signifikant bortset BRCA * RRM1, som gav en betydning af

s

= 0,02 til modellen uden samspillet sigt (tabel S1). Den multivariat model blev derefter stratificeret efter RRM1 (tabel S2) og uden sygdom scenen. I denne model, patienter i laveste tercile af RRM2 fortsatte med at have den laveste risiko for progression, uafhængigt af RRM1 niveauer.

Patienterne blev klassificeret i tre grupper efter risikoen for progression, baseret på interaktionen observeret mellem RRM1 og BRCA1. Fireogtyve patienter var i lavrisiko-gruppen (mellemliggende BRCA1 + lav RRM1; høj BRCA1 + lav RRM1; høj BRCA1 + mellemliggende RRM1); 42 patienter var i den mellemliggende-risikogruppe (lav BRCA1 + lav RRM1; mellemliggende BRCA1 + høj RRM1; høj BRCA1 + høj RRM1); og 30 patienter var i højrisikogruppe (lav BRCA1 + mellemliggende RRM1; mellemliggende BRCA1 + mellemliggende RRM1; lav BRCA1 + høj RRM1).

Den mediane tid til progression var 10.13 måneder (95% CI, 7,65 -12,62) for patienter i gruppen med lav risiko, 4,17 måneder (95% CI, fra 72,90 til 5,44) for patienter i gruppen mellemliggende risiko, og 2,30 måneder (95% CI, 1,76-2,84) for patienter i høj- risiko gruppe (

p

= 0,001) (tabel S2, S3,. figur 2).

Patienterne blev klassificeret i tre grupper efter risikoen for progression, baseret på interaktionen observeret mellem RRM1 og BRCA1. Fireogtyve patienter var i lavrisiko-gruppen (mellemliggende BRCA1 + lav RRM1; høj BRCA1 + lav RRM1; høj BRCA1 + mellemliggende RRM1); 42 patienter var i den mellemliggende-risikogruppe (lav BRCA1 + lav RRM1; mellemliggende BRCA1 + høj RRM1; høj BRCA1 + høj RRM1); og 30 patienter var i højrisikogruppe (lav BRCA1 + mellemliggende RRM1; mellemliggende BRCA1 + mellemliggende RRM1; lav BRCA1 + høj RRM1). Den mediane tid til progression var 10.13 måneder (95% CI, 7.65-12.62) for patienter i gruppen med lav risiko, 4,17 måneder (95% CI, fra 72,90 til 5,44) for patienter i gruppen mellemliggende risiko, og 2,30 måneder ( 95% CI, 1,76-2,84) for patienter i gruppen med høj risiko (

s

= 0,001) (se også tabel S2, S3).

Genekspression og overlevelse

i univariate analyse af overlevelse, den eneste signifikante kliniske variable var PS (HR for PS 1-2, 1,94; 95% CI, 1,21-3,12;

s

= 0,005) (tabel 4 ). Som RRM1 og RRM2 værdier øges, dødsrisikoen steget: RRM1 (HR, 1,01; 95% CI, 1,00-1,02;

s

= 0,005); RRM2 (HR, 1,004; 95% CI, 1,00 til 1,008;

s

= 0,06). Men som BRCA1 niveauer øges risikoen for dødsfald faldt (HR, 0,99; 95% CI, 0,96-1,03;

s

= 0,60). Når genekspressionsniveauer blev kategoriseret i terciles blev samme mønster på en øget risiko for død observeret for højere niveauer af både RRM1 og RRM2 og lavere niveauer af BRCA1 (tabel 4). I den flerdimensionale model herunder alle de variabler fra univariat analyse, kun PS opstået som en væsentlig faktor for overlevelse (tabel 4).

Genekspression og second-line behandling

Anden -line terapi blev administreret i 31 patienter, 90,3% af dem modtog cisplatin kemoterapi. Der var ingen forskelle i genekspression niveauer mellem patienter, der fik og dem der ikke modtager andetvalgsbehandling. Tid til progression for alle 31 patienter beregnet fra starten af ​​andetvalgsbehandling var 3,40 måneder (95% CI, 2,73-4,07). I modsætning til det mønster, observeret med første-linje-behandling, blev lave niveauer af BRCA1 signifikant associeret med den laveste risiko for progression til andetvalgsbehandling. Median tid til progression var 6,60 måneder for patienter i laveste tercile, 2 måneder for dem i den mellemliggende tercile og 2,40 måneder for dem i den højeste tercile af BRCA1 udtryk (

s

= 0,004) (tabel 5, fig. 3). BRCA1 mRNA-ekspression opstået som den eneste væsentlige faktor i både univariate og multivariate analyser af tid til progression i de 31 patienter, der fik andetvalgsbehandling (tabel 6).

I modsætning til det mønster, observeret med første-line terapi, lave niveauer af BRCA1 var signifikant forbundet med den laveste risiko for progression til andetvalgsbehandling. Median tid til progression var 6,60 måneder for patienter i laveste tercile, 2 måneder for dem i den mellemliggende tercile og 2,40 måneder for dem i den højeste tercile af BRCA1 udtryk (

s

= 0,004) (tabel 5) . (For yderligere oplysninger, se tekst.) Vejviser

Diskussion

Den foreliggende undersøgelse har fundet en omvendt korrelation mellem RRM2 mRNA-ekspression og reaktion på gemcitabin plus docetaxel i avanceret NSCLC patienter. Patienter med lav RRM2 mRNA-ekspression opnået en signifikant højere responsrate og tid til progression end dem med høj RRM2 udtryk. Derudover blev RRM2 mRNA-ekspression afslørede som en uafhængig forudsigende faktor for respons. Disse resultater bekræfter vores tidligere resultater i en lille gruppe af lunge adenokarcinomer behandlet med samme regime [17]. Selv median RRM2 niveauer var forskellige i de to undersøgelser, muligvis på grund af små forskelle i patientpopulationer eller i nogle trin af RNA ekstraktion og PCR kvantificering procedurer, vises sammenhængen mellem mRNA-niveauer og kliniske resultater var ens i begge undersøgelser. Interessant nok transgene mus udviklede lungeadenocarcinom men ikke andre tumorer i nærvær af RRM2 overekspression [25]. I tidligere retrospektive undersøgelser [8], [9], fandt vi, at høje niveauer af RRM1 forudsagde længere overlevelse i fase IV NSCLC patienter behandlet med gemcitabin plus cisplatin, men ikke i dem behandlet med cisplatin-baserede regimer uden gemcitabin.

den signifikant sammenhæng mellem den øverste tercile af BRCA1 mRNA-ekspression og forbedret respons observeret i den foreliggende undersøgelse bidrager til den voksende mængde beviser på, at BRCA1 er en afgørende mediator af DNA skade responset [26]. Lav BRCA1 ekspression giver øget følsomhed over for cisplatin [22], [23], [27], [28] og etoposid [22] og modstandsdygtighed over for antimikrotubulær lægemidler, såsom paclitaxel [22], [23], [28], docetaxel [23] og vinorelbin [22], mens høj BRCA1 ekspression fører til resistens over for cisplatin [22], [23], [27], [28] og etoposid [22] og følsomhed over for paclitaxel [22], [23], [28], docetaxel [23] og vinorelbin [22]. I den foreliggende undersøgelse, patienter med lav BRCA1 mRNA-ekspression havde dårlig respons og tid til progression til første linje gemcitabin plus docetaxel; derimod de opnåede det maksimale udbytte af second-line cisplatin-baseret behandling, opnå en median tid til progression på 6,6 måneder.

Flere lag af beviser viser, at ophævelsen af ​​BRCA1 funktion fører til resistens over for antimikrotubulær narkotika . Spindellejer checkpoint defekter associeret med resistens mod taxaner og vinca-alkaloider. Undertrykkelse af

MAD2

eller

BubR1

i paclitaxel-behandlede brystkræft MCF-7 celler afskaffer spindel checkpoint funktion, hvilket resulterer i øget paclitaxel modstand [29]. Desuden nedregulering af BRCA1 ekspression medierer paclitaxel modstand gennem tidlig inaktivering af spindel checkpoint i MCF-7-celler via nedregulering af BubR1 [30].

BRCA1

dysfunktion er tæt forbundet med spindel checkpoint defekter men ikke til G2 fase ændringer. Faktisk har et sæt af genekspression ændringer som følge af knockdown af endogent BRCA1 blevet identificeret i prostata (DU-145) og bryst (MCF-7) cancerceller ved DNA microarray analyse [31]. Forskellige kategorier af gener nedreguleres i BRCA1-knockdown celler, herunder gener involveret i transskription og cellecyklus regulering og i DNA-replikation og reparation. BRCA1-kort interferens RNA’er (siRNA’er) forårsagede også nedreguleringen af ​​DNA-topoisomerase II alpha (TOP2A), et enzym involveret i DNA-replikation og i både DNA beskadigelse-responsive G2 checkpoint og G2 decatenation kontrolpunkt. Denne checkpoint kræver TOP2A, ATR, WRN (Werner syndrom helicase), og BRCA1; den er defekt i celler med mutant

BRCA1

. Men i modsætning til

BRCA1

-mutant cellelinier,, havde knockdown af vildtype BRCA1 ikke svække dette kontrolpunkt men viste dæmpning af den mitotiske spindel checkpoint [31]. BRCA1 positivt regulerer ekspressionen af ​​mange gener involveret i spindelen checkpoint, såsom

Bub1

BubR1

. I overensstemmelse med disse resultater, celler forbehandlet med BRCA1-siRNA’er undladt at arrestere i metafase efter behandling med nocodazol [31].

Interessant, BRCA1-siRNAs forårsagede også nedregulering af stofskiftet gener, herunder

RRM2

og

dihydrofolatreduktase (DHFR)

[31]. Desuden er et integreret gen signatur fra flere transgene modeller af epitel kræft iboende til funktionerne for Simian Virus 40T /t-antigener, der består af gener, der regulerer celle replikation, proliferation og DNA-reparation. BRCA1 er overudtrykt i tre T /t-antigen transgene musemodeller (bryst-, lunge-, prostata), som er andre gener, herunder

Bub1b

,

TOP2A

,

DHFR

,

thymidylatsyntase (TS)

, og

RRM1

[21].

Den begrænsede effekt af nuværende kemoterapi tilgange er indbegrebet i metastatisk NSCLC, hvor tiden til progression spænder fra 5.2 til 5.5 måneder med forskellige kombinationer af kemoterapi, såsom docetaxel plus cisplatin [32] eller nye forbindelser som pemetrexed (en inhibitor af TS og DHFR) plus cisplatin [33]. Derfor på trods af den tilbagevirkende kraft af den foreliggende undersøgelse, en tid til progression af 10 måneder i 24 af 96 patienter i gruppen med lav risiko (høj BRCA1 og lave RRM1 niveauer), behandlet med docetaxel plus gemcitabin, repræsenterer en lovende ny vartegn, der fortjener validering i et prospektivt studie af tilpassede kemoterapi. Disse kliniske fund svarer til dem opnået med EGFR tyrosinkinaseinhibitorer i NSCLC-patienter, der huser

EGFR

mutationer. I den eneste prospektive undersøgelse rapporteret af behandling med gefitinib i 31 NSCLC patienter med

EGFR

mutationer, en tid til progression på 9,2 måneder var nået [34].

Fra den foreliggende undersøgelse, kan vi ikke bestemme, om mRNA-ekspression af BRCA1, RRM1 eller RRM2 kunne have en prognostisk – såvel som en prædiktiv – rolle. I den tidlige fase, tidligere havde modtaget kemoterapi, operativt fjernede NSCLC patienter, BRCA1 mRNA-ekspression var den eneste uafhængige prognostiske variable [20]. Tilsvarende har høj mRNA ekspression af BRCA1-interagerende protein BACH1 /Brip1 blevet fundet i aggressive brystcancere [35]. Desuden har BRCC36 blevet vist at være til stede i BRCA1-RAP80 komplekset [36] og overudtrykkes i brystcancer, hvor den giver radioresistance [37]. Dette understreger den mulighed, at BRCA1 – eller flere interagerende partnere -. Kan give dårlig prognose samt resistens over for cisplatin eller andre DNA-ødelæggende midler

Sammenfattende vores resultater tyder på, at effekten af ​​gemcitabin plus docetaxel kan være forbedres, når tilpasses i henhold til mRNA ekspressionen af ​​BRCA1, RRM1 og RRM2. Det er spændende at spekulere, at BRCA1 kan blive en vigtig prædiktiv markør for tilpasning pemetrexed plus cisplatin hos patienter med lave BRCA1 niveauer, da BRCA1 kunne være et surrogat for DHFR og TS-niveauer [21], [31]. er blevet åbnet Prospektive undersøgelser af tilpassede kemoterapi baseret på ekspressionen af ​​disse gener.

Støtte oplysninger

figur S1.

Box plots viser mRNA udtryk værdier for BRCA1, RRM1 og RRM2. Numeriske værdier, der vises på hver boks plot er værdier, der afviger fra medianen. Disse numeriske værdier har sandsynligheden af ​​at høre til distributionen af ​​disse gener

doi:. 10,1371 /journal.pone.0003695.s001

(2,25 MB TIF)

tabel S1.

Interaktioner for tid til progression

doi: 10,1371 /journal.pone.0003695.s002

(0,05 MB DOC)

tabel S2.

Multivariat analyse af tid til progression stratificeret efter RRM1

doi: 10,1371 /journal.pone.0003695.s003

(0,04 MB DOC)

tabel S3.

Median tid til progression stratificeret efter RRM1

doi: 10,1371 /journal.pone.0003695.s004

(0,04 MB DOC)

Text S1.

Boukovinas et al – BRCA1

doi: 10,1371 /journal.pone.0003695.s005

(0,04 MB DOC)