Analisi delle Cellule Tumorali Circolanti nel carcinoma gastrico e nelle metastasi epatiche da cancro del colon-retto: ruolo di Survivin e CD133 come fattori prognostici.

Background At present the only prognostic system routinely employed for the management of gastric cancer patients is the TNM staging classification, that identifies broad risk categories with a significant prognostic variability within each stage, which makes TNM a suboptimal predictive tool on the single patient basis. Only 10-20% of patients with liver metastases from colorectal cancer is resectable with radical intent and 60-70% will develop a relapse despite apparently curative surgery. Both these classes of patients therefore would benefit from additional treatments after surgery such as adjuvant chemotherapy. We need new prognostic factors that can identify patients at high risk to be submitted to treatment. Aim of the study To study circulating tumor cells by gene profiling the peripheral blood in order to identify prognostic biomarkers that add independent prognostic power to the conventional staging systems. This might allow for a better stratification of patients’ risk and thus a better therapeutic management of gastric cancer and metastatic colorectal cancer patients, especially in the adjuvant setting. Patients, materials and methods 70 patients, affected with gastric adenocarcinoma at different TNM stages of disease who underwent radical surgery and 50 patients undergoing liver resection for metastases from colorectal cancer (stage IV) were enrolled in the study. Immediately before surgery, a sample of peripheral blood was withdrawn from each patient. For each sample, RNA was extracted and utilized for quantitative real time PCR evaluation of the expression of the following genes: CK19, CEA, VEGF, and Survivin for gastric cancer patients; CK19, CK20, CEA, VEGF, EGFR, CD133 and Survivin for colorectal liver metastases patients. Univariate and multivariate survival analysis was performed to investigate on the prognostic role of these biomarkers. Results After stepwise variable selection, Cox multivariate analysis of survival showed a significant association between overall survival and both TNM stage ad Survivin gene expression levels in peripheral blood of gastric cancer patients, while multivariate analysis confirmed the statistically significant association between both the radical resection and the transcriptional levels of CD133 and overall survival in colorectal liver metastases patients. In addition, Survivin transcriptional levels were higher in patients with gastric cancer as compared to the calibrator reference (obtained from the peripheral blood of healthy donors) in 98.6% of cases; analogously, CK19 was upregulated in 97.1% of cases. These findings support the hypothesis that the peripheral blood gene profile might be utilized also as a diagnostic marker in gastric cancer. Concluding remarks The positive findings of this pilot study are the basis for larger prospective studies in larger groups of gastric cancer and colorectal liver metastases patients, aimed to validate the prognostic power of Survivin and CD33 expression in peripheral blood of these two groups, respectively. Moreover it would be interesting to further explore also the potential diagnostic value of the peripheral blood gene profile in gastric cancer.

Presupposti dello studio Attualmente l'unico sistema prognostico utilizzato in clinica per i pazienti con cancro gastrico è la stadiazione TNM, che crea classi di rischio con prognosi significativamente diversa, ma con un’alta variabilità del rischio all’interno delle singole classi, risultando così uno strumento prognostico non ottimale a livello di singolo paziente. Solo il 10-20% dei pazienti con metastasi epatiche da carcinoma del colon-retto (CRC) risulta resecabile con intento radicale e di questi il 60-70% svilupperà una recidiva nonostante l’intervento potenzialmente curativo. Entrambe queste classi di pazienti necessitano di trattamenti aggiuntivi alla chirurgia come la chemioterapia adiuvante. Sono quindi necessari fattori prognostici nuovi, che permettano di individuare i pazienti ad alto rischio da indirizzare alla terapia. Scopo dello studio Studiare le cellule tumorali circolanti, attraverso il profilo di espressione genica nel sangue periferico, per individuare fattori prognostici indipendenti, in modo da rendere migliore la stratificazione del rischio e di conseguenza la cura dei pazienti con adenocarcinoma gastrico e con metastasi epatiche da carcinoma del colon-retto, con particolare riguardo alla selezione dei pazienti da trattare con terapia adiuvante. Pazienti, materiali e metodi Nello studio sono stati inclusi 70 pazienti con adenocarcinoma gastrico in diverso stadio TNM sottoposti a gastrectomia con intento radicale e 50 pazienti con metastasi epatiche da CRC sottoposti a chirurgia. Prima dell’intervento chirurgico, a ogni paziente è stato eseguito un prelievo di sangue venoso periferico, se ne è estratto l’RNA totale ed il corrispondente cDNA è stato utilizzato per l’analisi di espressione genica mediante PCR quantitativa. Per i pazienti con carcinoma gastrico sono stati valutati i geni CK19, CEA, VEGF, Survivin; per i pazienti con metastasi epatiche da CRC sono stati valutati i geni CK19, CK20, CEA, VEGF, EGFR, CD133 e Survivin. Per valutare il ruolo prognostico di ogni marcatore sono state effettuate le analisi di sopravvivenza uni- e multivariata. Risultati All’analisi multivariata secondo Cox della sopravvivenza globale, dopo selezione stepwise, sono risultati fattori prognostici indipendenti per i pazienti con cancro gastrico la stadiazione TNM e l’espressione del gene codificante per Survivin, mentre per i pazienti con CRC metastatico sono risultati fattori prognostici indipendenti la radicalità dell’intervento e l’espressione di CD133 nel sangue periferico. Inoltre Survivin era maggiormente espressa nei pazienti con carcinoma gastrico rispetto al calibratore (ottenuto dal sangue di donatori sani) nel 98.6% dei casi; analogamente CK19 era maggiormente espressa nel 97.1% dei casi. Questi dati supportano la possibilità dell’utilizzo dell’espressione genica nel sangue periferico anche come marcatore diagnostico del carcinoma gastrico. Conclusioni I risultati positivi di queste analisi costituiscono la base per la conduzione di più ampi studi prospettici nelle due patologie considerate, al fine di poter validare il valore prognostico dell’espressione di Survivin e CD133 nel sangue periferico dei pazienti rispettivamente con carcinoma gastrico e con CRC metastatico. Sarebbe inoltre di sicuro interesse confermare il significato diagnostico del profilo genico del sangue periferico nel cancro gastrico.