Polimorfizmy syntazy tymidylanowej jako predyktor toksyczności chemioterapii opartej na 5-fluorouracylu w raku okrężnicy w stadium III

Hipoteza:

Ostatnio stwierdzono, że promotor genu syntazy tymidylanowej jest polimorficzny, ze zmienną liczbą powtórzeń tandemowych o długości 28 par zasad. Te polimorfizmy były związane z odpowiedzią guza na leczenie fluoropirymidynami. Naukowcy postawili hipotezę, że polimorfizmy w regionie promotorowym genu syntazy tymidylanowej (TS) są związane z toksycznością leczenia 5-fluorouracylem (5FU)/leukoworyną (LV), w szczególności z rozwojem mielosupresji i biegunki. Naukowcy stawiają hipotezę, że polimorfizm w reduktazie metylenotetrahydrofolianowej (MTHFR) jest również związany z toksycznością i skutecznością leczenia 5FU/LV. Naukowcy spekulują, że polimorfizm MTHFR staje się klinicznie istotny dopiero po stratyfikacji pacjentów według polimorfizmów promotora TS.

Cele:

1. Określenie, czy polimorfizmy w regionie promotorowym syntazy tymidylanowej są związane z rozwojem ogólnej toksyczności, biegunki, neutropenii lub zapalenia błony śluzowej u pacjentów leczonych 5FU/LV.
2. Aby określić, czy polimorfizm w reduktazie metylenotetrahydrofolianowej (MTHFR) jest związany z rozwojem ogólnej toksyczności, biegunki, neutropenii lub zapalenia błony śluzowej u pacjentów leczonych 5FU/LV

Tło i znaczenie:

5-fluorouracyl (5FU) jest silnym antymetabolitem, który jest obecnie akceptowanym leczeniem uzupełniającym raka jelita grubego. Ponadto 5FU stosuje się w leczeniu raka głowy i szyi, raka piersi i raka żołądka. W 1985 Takeishi i wsp. wykazali, że gen syntazy tymidylanowej ma satelitę w nieulegającym translacji regionie 5', który składa się z 3 tandemowych powtórzeń sekwencji o długości 28 par zasad. Horie i in. wykazali, że te satelity były polimorficzne pod względem długości ze względu na różną liczbę powtórzeń tandemowych, z polimorfizmem o długości 2 istniejących 2 powtórzeń tandemowych po 28 par zasad (2R) i 3 powtórzeń tandemowych po 28 par zasad (3R). Kolejni autorzy wykazali 4 powtórzenia (4R), pięć powtórzeń (5R) i dziewięć powtórzeń (9R). Kawakami i wsp. wykazali, że liczba powtórzeń tandemowych wpływa na translację genu TS. Wykazali, że pacjenci homozygotyczni pod względem alleli 3R mieli wyższy poziom białka TS niż heterozygoty 2R/3R. Wykorzystując ekspresję in vitro genów 2R i 3R wykazali, że zwiększone poziomy białka były spowodowane zwiększoną wydajnością translacji 3R RNA, a nie zwiększoną ekspresją 3R mRNA. Te powtórzenia tandemowe przewidują wskaźniki odpowiedzi różnych nowotworów na chemioterapię raka fluoropirymidyną. Park i wsp. wykazali, że u pacjentów z przerzutowym rakiem jelita grubego leczonych kapecytabiną odsetek odpowiedzi wyniósł 14% u pacjentów homozygotycznych pod względem powtórzeń 3R i 80% u pacjentów homozygotycznych pod względem powtórzeń 2R. Żadne prospektywne badanie nie sprawdzało, czy genotyp TS pacjenta przewiduje toksyczność 5-FU.

Polimorfizm w genie reduktazy metylenotetrahydrofolianowej (MTHFR) może również determinować ryzyko zatrucia kapecytabiną u pacjenta. Polimorfizm w MTHFR występuje w pozycji 677, C do T, tworząc termolabilny i szybko rozkładający się enzym. Homozygoty TT mają podwyższony poziom tetrahydrofolianu metylenu. Tetrahydrofolian metylenu stabilizuje wiązanie 5FU z syntazą tymidylanową, a kompleks TS, 5FU i tetrahydrofolianu metylenu określany jest mianem kompleksu trójskładnikowego. Badacz stawia hipotezę, że zwiększona stabilizacja TS i 5FU dzięki zwiększonej ilości tetrahydrofolianu metylenu doprowadziłaby do zwiększenia toksyczności i skuteczności kapecytabiny. Żadne badanie nie sprawdzało, czy homozygoty TT mają zwiększony wskaźnik odpowiedzi na fluoropirymidyny lub zwiększoną toksyczność. Niedobór dehydrogenazy dihydropirymidynowej (DPD) został zidentyfikowany jako przyczyna rzadkich, ciężkich, zagrażających życiu reakcji na fluoropirymidyny. Pierwszy przypadek opisali Tuchman i wsp. u 27-letniej kobiety, która przeszła uzupełniającą chemioterapię cyklofosfamidem, metotreksatem i 5-fluoruracylem, u której wystąpiły ciężkie powikłania neurologiczne. Diasio i wsp. ponownie opisali drugi przypadek u kobiety leczonej 5-fluoruracylem z powodu raka piersi.

Badanie przeprowadzone przez Etienne i wsp. postawiło pytania dotyczące przydatności samej aktywności DPD do przewidywania pacjentów zagrożonych toksycznością fluoropirymidyny. Przebadali prospektywnie 185 pacjentów leczonych schematami chemioterapii zawierającymi 5FU. Stwierdzili normalny rozkład aktywności DPD ze średnią wartością 0,222 nmol/min/mg białka. Nie znaleźli żadnej korelacji między aktywnością DPD a toksycznością 5FU. Naukowcy proponują zbadanie wpływu tych dwóch polimorficznych enzymów na toksyczność 5FU/LV u pacjentów z rakiem okrężnicy otrzymujących adiuwant. Naukowcy przewidują, że pacjenci homozygotyczni pod względem 2R/2R będą mieli wyższy wskaźnik ogólnej toksyczności, biegunki, neutropenii i zapalenia błony śluzowej niż homozygoty 3R/3R. W przypadku MTHFR naukowcy przewidują, że homozygoty TT będą miały wyższy wskaźnik ogólnej toksyczności, biegunki, neutropenii i zapalenia błony śluzowej niż homozygoty CC. Wpływ polimorfizmu MTHFR na toksyczność 5FU/LV będzie badany kontrolując genotyp syntazy tymidylanowej.

Metody:

Pacjenci, którym zalecono chemioterapię adjuwantową z powodu raka jelita grubego, zostaną włączeni do badania. Pacjenci będą leczeni standardowymi dawkami 5FU/LV zgodnie ze schematem Mayo. Toksyczność podczas pierwszego cyklu zostanie oceniona zgodnie z normą National Cancer Institute Common Toxicity Criteria wersja 2. Redukcja dawki podczas pierwszego cyklu zostanie zarejestrowana.

Badania:

Przed rozpoczęciem zabiegów pacjenci pobiorą 10 ml krwi, która posłuży do pozyskania DNA z krwinek białych. Pacjenci będą genotypowani zgodnie z genotypami TS i MTHFR. Osocze zostanie przeniesione do określonego fenotypu DPD.

Obliczanie wielkości próbki:

Częstotliwość alleli powtórzeń tandemowych 3R wynosi 0,6, a powtórzeń tandemowych 2R wynosi 0,417. Dlatego na 100 pacjentów można by się spodziewać 16 pacjentów z genotypami 2R/2R, 48 z genotypami 2R/3R i 36 z genotypami 3R/3R. Warto zauważyć, że częstość występowania erytrodyzestezji dłoniowo-podeszwowej stopnia 3/4 i biegunki jest rzędu 14 do 16 procent. Próbka 104 pacjentów miałaby moc 0,8, aby wykazać statystycznie istotną różnicę wynoszącą 40% między 2R/2R (60%) a 3R/3R (20%).

Analiza statystyczna:

Zależności między genotypem TS a rozwojem ogólnej toksyczności stopnia 1/2 i 3/4 zostaną zbadane przy użyciu testu chi-kwadrat z poziomem istotności 0,05. Inne interesujące nas toksyczności, biegunka, zapalenie błony śluzowej i neutropenia, zostaną zbadane pod kątem związku z testem chi-kwadrat genotypu TS. Podobna analiza eksploracyjna zostanie przeprowadzona dla fenotypów MTHFR