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Importancia clínica de los micrornas de la vía de p53 en cáncer de pulmón no microcítico: miR-34a y miR-16

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Universitat de Barcelona. Facultat de Medicina

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[spa] El cáncer de pulmón no célula pequeña es la neoplasia más frecuente en la actualidad en los países industrializados, siendo la primera causa de mortalidad por cáncer en el varón.
Su incidencia continúa aumentando progresivamente, y su tratamiento, pese a los esfuerzos de investigación de los últimos años, sigue siendo poco efectivo en la mayor parte de los casos, situándose la supervivencia global a los cinco años alrededor del 13%.
La alta tasa de recaída, incluso en estadios iniciales susceptibles de cirugías radicales, justifica el interés de estudiar marcadores pronósticos de supervivencia y recaída. Esto nos ayudaría a distinguir grupos de riesgo, cuyo interés radica en ayudarnos a conocer la necesidad y efecto de los tratamientos adyuvantes, con quimioterapia y radioterapia así como abrir la puerta a posibles nuevas armas terapéuticas.
Dada la alta incidencia de alteraciones en la vía de p53 en el cáncer de pulmón no célula pequeña, y su probable valor pronóstico, nuestra hipótesis es que existen alteraciones en los niveles de expresión de los miRNAs directamente regulados por p53, así como en los reguladores intermedios de la función de p53, con posible valor pronóstico en recaída y supervivencia de pacientes operados de cáncer de pulmón no célula pequeña o no microcítico(CPNCP).
Tratamos pues de identificar el papel que juegan los miRNAs como marcadores útiles en el pronóstico del CPNCP en estadios iniciales, tras cirugía radical. De forma más específica determinar el posible papel pronóstico en recaída y en supervivencia de los miRNAs de la familia de miR-34: miR-34a, miR-34b y miR-34c, cuya transcripción es activada por p53. También definir el posible papel pronóstico en recaída y en supervivencia de los miRNAs miR-16 y miR-143, cuyos niveles finales en la célula, están modulados por p53. Así como, conocer si existen posibles interacciones entre miR-34a, miR-34b, miR-34c, miR-16 y miR-143 a nivel pronóstico.
Para ello, hemos planteado un estudio retrospectivo, con las muestras de tejido tumoral y normal pareado de 70 pacientes, diagnosticados y tratado, de cáncer de pulmón no microcítico estadios I-III, entre Febrero de 1996 y Septiembre de 2002, en el Hospital Clínic de Barcelona. Se realizaron la extracción y cuantificación de RNA. Determinación de los niveles de los microRNAs mencionados. Determinación del estado de metilación de la región promotora del gen MIR34A. Determinación de la presencia de mutaciones de P53 entre los exones 5-8.
Tras estos estudios los resultado obtenidos se han publicado en dos artículos. El primero de ellos en la revista “Carcinogenesis” y el segundo en la revista “Journal of Surgical Oncology”.
En el primer artículo, titulado “miR-34a as a prognostic marker of relapse in surgically resected non-small-cell lung cancer”, relacionamos los niveles de miR-34a con la recaída tumoral, estableciendo tres grupos en función de esta tasa de recaída: el grupo con niveles bajos de miR34a, con un 67% de recaída, los que tenían niveles altos, con un 43% de recaída y los que tenían los niveles más altos con un 0% de recaída. Además, en el análisis univariado para riesgo de recaída, el estado mutacional de P53, los niveles de miR-34a
y el estadio IA vs el resto, se correlacionaron con probabilidad de recaída. Se realizaron dos análisis mutilvariados, incluyendo o no el estado mutacional de P53, permaneciendo en ambos análisis la expresión de miR-34a, como factor independiente para recaída tumoral. Se observó que los pacientes con mutaciones de P53 presentaban una media de expresión de miR-34a más baja. Se observó que el subgrupo de pacientes en el que los niveles de expresión de miR-34a baja coincidían con presencia de mutaciones de P53, presentaban una alta tasa de recaída. En los pacientes sin mutaciones de de P53, existe una diferencia significativa en los niveles de expresión de miR-34a entre los pacientes que presentaban la región promotora de MIR34A metilada vs los que no. Por todo esto, encontramos que miR-34a se demuestra como un nuevo marcador biológico con significación en el pronóstico de la recaída de pacientes sometidos a cirugía del CPNCP, abriendo la posibilidad de una futura herramienta en el algoritmo de decisiones terapéuticas.
En el segundo artículo, titulado “Prognostic Implications of miR-16 Expression Levels in Resected Non-Small-Cell Lung Cancer”, desde la hipótesis de que P53 activa la transcripción de la familia de miRNAs de miR-34 y regula la maduración de miR-16 y miR143, se estudiaron los niveles de expresión de miR-143 y miR-16 en el tejido normal y tumoral pareado de cada paciente de la serie, antes mencionada, de 70 pacientes.
Así los pacientes se clasificaron de acuerdo a los niveles de expresión de miR-16(alto, normal y bajo). Aquellos pacientes con niveles normales tuvieron la mejor evolución, mientras que aquellos con niveles más altos tuvieron la peor. La supervivencia libre de enfermedad (SLE) era de 22,4 meses para los pacientes con niveles altos de miR-16, 71,8 meses para los de niveles normales y de 55,8 meses para los de niveles bajos. La supervivencia global (SG) fue de 23,9 meses para los que tenían niveles altos de miR-16, de 97,6 meses para los que tenían niveles normales y 63,5 meses para aquellos con niveles bajos. No se observó correlación entre los niveles de miR-143 y la evolución clínica de los pacientes. El análisis multivariado mostró a miR-16 como factor pronóstico independiente de SLE Y SG. En un análisis secundario, examinamos la correlación potencial entre la expresión de miR-16 y miR-34a y el estado mutacional de P53.No hubo correlación entre el estado mutacional de P53 y miR-16, pero si se observó una interacción entre miR-16 y miR-34a. En los pacientes con niveles altos de miR-34a, se observaron diferencias entre SLE Y SG, de acuerdo a los niveles de expresión de miR-16, mientras que en los pacientes con niveles bajos de miR-34a presentaban un pobre pronóstico, independientemente de los niveles de expresión de miR-16. Estos resultados nos indican el posible valor pronóstico de miR-16 en pacientes intervenidos de CPNCP, además del posible sinergismo entre miR-34a y miR16.

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[eng] Non small cell lung cancer is more common today, in industrialized countries and is the leading cause of cancer death in men. Its incidence continues to increase gradually, and their treatment, despite the research efforts of recent years, it remains ineffective in most cases, putting the overall survival at five years about 13%. The high rate of relapse, even in early stages susceptible to radical surgery, justifies the interest in studying prognostic markers of survival and relapse. This would help us distinguish risk groups, whose interest lies in helping to meet the need and effect of adjuvant treatment with chemotherapy and radiotherapy as well as opening the door to possible new therapeutic tools. Given the high incidence of alterations in the p53 pathway in non small cell lung cancer, and likely its prognostic role, our hypothesis is that there are alterations in the expression levels of miRNAs directly regulated by p53, as well as in intermediate regulators of p53 function with potential prognostic value on relapse and survival of patients undergoing non small cell lung cancer (NSCLC). Then, we try to identify the role of miRNAs as useful markers for the prognosis of NSCLC in initial stages, after radical surgery. More specifically determine the possible prognostic role in relapse and survival of the family miRNAs miR-34: miR-34a, miR-34b and miR-34c, whose transcription is activated by p53. Also define the possible prognostic role in relapse and survival of the miRNAs miR-16 and miR-143, whose final levels in the cell are modulated by p53. And, determine whether there are possible interactions between miR-34a, miR-34b, miR-34c, miR-16 and miR-143 as regards prognosis. To do this, we have proposed a retrospective study, with the tumor tissue and paired normal in 70 patients, diagnosed and treated of non small cell lung cancer stages I-III, between February 1996 and September 2002, at the Hospital Clínic, in Barcelona. We performed RNA extraction and quantification. Determining levels of microRNAs mentioned. Determining the status of methylation of the promoter region of the gene MIR34A. Determining the presence of p53 mutations between exons 5-8. Following, the results obtained from these studies have been published in two articles. The first in the journal "Carcinogenesis" and the second in the "Journal of Surgical Oncology." In the first article, entitled "miR-34a as a Prognostic marker of relapse in surgically resected non-small-cell lung cancer", we relate the levels of miR-34a with the tumor relapse, establishing three groups according to the rate of relapse: the group with low levels of miR34a, with 67% relapse, those with high levels, with 43% relapse and those with the highest levels with a 0% relapse. Furthermore, in univariate analysis for risk of relapse, the mutational status of p53, the levels of miR-34a and stage IA vs the rest, were correlated with likelihood of relapse. Two multivariate analyzes were performed, including or not the P53 mutational status, remaining in both analyzes the expression of miR-34a, as an independent factor for tumor relapse. It was observed that patients with p53 mutations had a mean expression of miR-34a lower. It was noted that the subgroup of patients in which the expression levels of miR-34a low coincided with the presence of p53 mutations, had a high rate of relapse. In patients without mutations of p53, there is a significant difference in expression levels of miR-34a between the patients with the methylated promoter region MIR34A vs. those without. For all this, we found that miR-34a is shown as a novel biomarker with prognostic significance in patients relapsed NSCLC undergoing surgery, opening the possibility of a future tool in the therapeutic decision algorithm. In the second article, entitled "Prognostic Implications of miR-16 Expression Levels in Resected Non-Small-Cell Lung Cancer", from the hypothesis that p53 activates transcription of the family of miRNAs miR-34 and regulates the maturation of miR-16 to miR-143, we studied the expression levels of miR-143 and miR-16 in the paired normal and tumor tissue of each patient in the series, mentioned above, in 70 patients. So patients were classified according to the expression levels of miR-16 (high, normal and low). Patients with normal levels had the best clinical course, while those with higher levels had the worst. The disease-free survival (DFS) was 22.4 months for patients with high levels of miR-16, 71.8 months for normal levels of 55.8 months for low levels. Overall survival (OS) was 23.9 months for those with high levels of miR-16, from 97.6 months for those with normal levels and 63.5 months for those with low levels. No correlation was observed between the levels of miR-143 and the clinical course of patients. Multivariate analysis showed miR-16 as an independent prognostic factor for DFS and OS. In a secondary analysis, we examined the potential correlation between the expression of miR-16 and miR-34a and the mutational status of P53. There was no correlation between p53 mutational status and miR-16, but observed an interaction between miR-16 and miR-34a. In patients with high levels of miR-34a, there were differences between DFS and OS, according to the expression levels of miR-16, whereas in patients with low levels of miR-34a had a poor prognosis, regardless of expression levels of miR-16. These results indicate the possible prognostic value of miR-16 in patients operated for NSCLC, as well as possible synergism between miR-34a and miR16

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Importancia clínica de los micrornas de la vía de p53 en cáncer de pulmón no microcítico: miR-34a y miR-16