Mecanismos de resistencia a tratamiento dirigido en cáncer de mama HER2 positivo metastásico

Abstract

El tractament del càncer de mama metastàtic (CMM) HER2 positiu es basa en l'ús de diversos fàrmacs anti-HER2 que, administrats tant en monoteràpia com combinats amb quimioteràpia i hormonoteràpia, han demostrat millorar el pronòstic de les pacients. Tanmateix, la majoria progressen a aquestes teràpies amb el temps. L'estudi de l'ADN circulant tumoral en plasma (ctDNA) es presenta com una eina emergent per identificar alteracions genòmiques que poden estar associades a mecanismes de resistència o sensibilitat als tractaments. L'objectiu principal d'aquest projecte és analitzar els mecanismes de resistència primària i adquirida als tractaments anti-HER2 mitjançant l'avaluació de les alteracions genòmiques en teixit tumoral i en ctDNA utilitzant les plataformes de seqüenciació de nova generació (NGS) panell VHIO-300 i Guardant360 VHIO, respectivament. Addicionalment, es busca determinar la concordança d'aquestes alteracions entre ambdós tipus de mostres i avaluar l'amplificació del gen ERBB2 en ctDNA com a predictor de resposta al tractament, així com la rendibilitat de les biòpsies de teixit per generar xenoinnerts derivats de pacients (PDX). L'estudi adopta un enfocament ambispectiu i es du a terme amb una cohort consecutiva de pacients diagnosticades amb CMM HER2 positiu, que han estat prospectivament identificades a l'Hospital Universitari Vall d'Hebron. Es recullen dades clíniques de les pacients, que inclouen informació demogràfica, característiques del tumor, tractaments rebuts i resultats. Les alteracions genòmiques són analitzades mitjançant NGS en mostres de teixit i plasma, mentre que l'expressió de HER2 es determina a través de tècniques d'immunohistoquímica i hibridació in situ. Per a l'anàlisi estadística, s'utilitzen freqüències i percentatges per a variables categòriques, i mitjana, desviació estàndard, mediana, rang i rang interquartílic per a variables contínues. S'utilitza el mètode de Kaplan-Meier per a l'anàlisi de supervivència i models de riscos proporcionals de Cox per determinar les variables pronòstiques. En l'anàlisi genòmic, s'apliquen models lineals generals per relacionar variables numèriques, així com proves de Wilcoxon per comparar grups. Els resultats inclouen un total de 107 pacients amb 608 mostres de plasma, de les quals se'n van seleccionar 39 amb mostres aparellades (teixit i plasma) per a l'anàlisi. Les pacients incloses van presentar una mediana d'edat de 49 anys i van rebre una mitjana de 6 línies de tractament. S'observa que la mediana del temps fins a la progressió és de 5,7 mesos i la mediana de supervivència global és de 61 mesos. Les anàlisis genòmiques no revelen alteracions específiques associades a resistència primària o adquirida als tractaments, exceptuant una relació estadísticament significativa de mutacions en PTEN i l'amplificació de RAF1 amb la resistència primària al fàrmac T-DM1. Quant a la concordança, es detecta una alta coincidència (78%) per a mutacions patogèniques i probablement patogèniques entre teixit i ctDNA, però una menor concordança per a amplificacions (61%) i variants de significat incert (32%). És rellevant assenyalar que l'amplificació de ERBB2 identificada per NGS no s'ha correlacionat amb el benefici en els tractaments estudiats. Addicionalment, es generen models de PDX amb una taxa d'èxit del 26,5%, encara que s'observa discordança en la correlació de resposta a tractament entre un model PDX i la pacient de la qual provenia. En conclusió, l'estudi estableix que la biòpsia líquida té un abast limitat en la detecció d'alteracions genòmiques relacionades amb la resistència a tractaments anti-HER2. Malgrat l'alta concordança en certes mutacions trobades en teixit i plasma, la complexitat biològica subjacent a la resistència probablement requereix una aproximació més integral que inclogui anàlisis addicionals d'ARN, epigenètica i proteòmica, a més de factors del microambient tumoral i la resposta immune.

El tratamiento del cáncer de mama metastásico (CMM) HER2 positivo se basa en el uso de diversos fármacos anti-HER2 que, administrados tanto en monoterapia como combinados con quimioterapia y hormonoterapia, han demostrado mejorar el pronóstico de las pacientes. Sin embargo, la mayoría progresan a estas terapias con el tiempo. El estudio del ADN circulante tumoral en plasma (ctDNA) se presenta como una herramienta emergente para identificar alteraciones genómicas que pueden estar asociadas a mecanismos de resistencia o sensibilidad a los tratamientos. El objetivo principal de este proyecto es analizar los mecanismos de resistencia primaria y adquirida a los tratamientos anti-HER2 mediante la evaluación de las alteraciones genómicas en tejido tumoral y en ctDNA utilizando las plataformas de secuenciación de nueva generación (NGS) panel VHIO-300 y Guardant360 VHIO respectivamente. Adicionalmente, se busca determinar la concordancia de estas alteraciones entre ambos tipos de muestras y evaluar la amplificación del gen ERBB2 en ctDNA como predictor de respuesta al tratamiento, así como la rentabilidad de las biopsias de tejido para generar xenoinjertos derivados de pacientes (PDX). El estudio adopta un enfoque ambispectivo y se lleva a cabo con una cohorte consecutiva de pacientes diagnosticadas con CMM HER2 positivo, que han sido prospectivamente identificadas en el Hospital Universitario Vall d’Hebron. Se recogen datos clínicos de las pacientes, que incluyen información demográfica, características del tumor, tratamientos recibidos y resultados. Las alteraciones genómicas son analizadas mediante NGS en muestras de tejido y plasma, mientras que la expresión de HER2 se determina a través de técnicas de inmunohistoquímica y por hibridación in situ. Para el análisis estadístico, se emplean frecuencias y porcentajes para variables categóricas, y media, desviación estándar, mediana, rango y rango intercuartílico para variables continuas. Se utiliza el método de Kaplan-Meier para el análisis de supervivencia y modelos de riesgos proporcionales de Cox para determinar las variables pronósticas. En el análisis genómico, se aplican modelos lineales generales para relacionar variables numéricas, así como pruebas de Wilcoxon para comparar grupos. Los resultados incluyen un total de 107 pacientes con 608 muestras de plasma, de las cuales se seleccionaron 39 con muestras pareadas (tejido y plasma) para el análisis. Las pacientes incluidas presentaron una mediana de edad de 49 años y recibieron un promedio de 6 líneas de tratamiento. Se observa que la mediana del tiempo hasta la progresión es de 5.7 meses y la mediana de supervivencia global es de 61 meses. Los análisis genómicos no revelan alteraciones específicas asociadas a resistencia primaria o adquirida a los tratamientos, exceptuando una relación estadísticamente significativa de mutaciones en PTEN y la amplificación de RAF1 con la resistencia primaria al fármaco T-DM1. En cuanto a la concordancia, se detecta una alta coincidencia (78%) para mutaciones patogénicas y probablemente patogénicas entre tejido y ctDNA, pero una menor concordancia para amplificaciones (61%) y variantes de significado incierto (32%). Es relevante señalar que la amplificación de ERBB2 identificada por NGS no se ha correlacionado con el beneficio en los tratamientos estudiados. Adicionalmente, se generan modelos de PDX con una tasa de éxito del 26.5%, aunque se observa discordancia en la correlación de respuesta a tratamiento entre un modelo PDX y la paciente de la cual provenía. En conclusión, el estudio establece que la biopsia líquida tiene un alcance limitado en la detección de alteraciones genómicas relacionadas con la resistencia a tratamientos anti-HER2. A pesar de la alta concordancia en ciertas mutaciones encontradas en tejido y plasma, la complejidad biológica subyacente a la resistencia probablemente requiere una aproximación más integral que incluya análisis adicionales de ARN, epigenética y proteómica, además de factores del microambiente tumoral y la respuesta inmune.

The treatment of HER2-positive metastatic breast cancer (MBC) relies on the use of various anti-HER2 drugs which, administered both as monotherapy and in combination with chemotherapy and hormone therapy, have demonstrated an improvement in patient prognosis. However, most patients eventually progress on these therapies over time. The study of circulating tumor DNA (ctDNA) in plasma has emerged as a promising tool for identifying genomic alterations potentially associated with mechanisms of resistance or sensitivity to treatments. The primary objective of this project is to analyze the mechanisms of primary and acquired resistance to anti-HER2 treatments by evaluating genomic alterations in tumor tissue and ctDNA using next-generation sequencing (NGS) platforms, specifically the VHIO-300 panel and Guardant360 VHIO, respectively. Additionally, the project aims to determine the concordance of these alterations between both sample types and to assess ERBB2 gene amplification in ctDNA as a predictor of treatment response, as well as the feasibility for generating patient-derived xenografts (PDX) from tissue biopsies. The study adopts an ambispective approach and is conducted with a consecutive cohort of patients diagnosed with HER2-positive MBC, prospectively identified at Vall d’Hebron University Hospital. Clinical data collected includes demographic information, tumor characteristics, treatments received, and outcomes. Genomic alterations are analyzed by NGS in tissue and plasma samples, whereas HER2 expression is determined by immunohistochemistry and in situ hybridization techniques. For statistical analysis, frequencies and percentages are used for categorical variables, and mean, standard deviation, median, range, and interquartile range for continuous variables. The Kaplan-Meier method is used for survival analysis, and Cox proportional hazards models to identify prognostic variables. For genomic analysis, general linear models are applied to relate numerical variables, and Wilcoxon tests are used for group comparisons. The results include a total of 107 patients with 608 plasma samples, of which 39 patients with paired samples (tissue and plasma) were selected for analysis. The included patients had a median age of 49 years and received an a median of 6 lines of treatment. The median time to progression was 5.7 months, and the median overall survival was 61 months. Genomic analyses did not reveal specific alterations associated with primary or acquired resistance to treatments, except for a statistically significant relationship between PTEN mutations and RAF1 amplification with primary resistance to T-DM1. Regarding concordance, a high coincidence (78%) was detected for pathogenic and likely pathogenic mutations between tissue and ctDNA, but lower concordance for amplifications (61%) and variants of uncertain significance (32%). It is noteworthy that ERBB2 amplification identified by NGS did not correlate with benefit in the treatments studied. Additionally, PDX models were generated with a success rate of 26.5%, although discordance was observed in the treatment response correlation between a PDX model and the patient from whom it was derived. In conclusion, the study establishes that liquid biopsy has a limited scope in detecting genomic alterations related to resistance to anti-HER2 treatments. Despite the high concordance in certain mutations found in tissue and plasma, the biological complexity underlying resistance probably requires a more comprehensive approach that includes additional RNA, epigenetic and proteomic analyses, as well as considering factors from the tumor microenvironment and immune response.