Factorii molecular-genetici de prognostic al cancerului endometrial în stadiile I-II: Teză de doctor habilitat în științe medicale: 321.20 – Oncologie și radioterapie

Abstract

ADNOTARE. Teza pentru gradul științific de doctor habilitat în medicină cu tema „Factorii molecular-genetici de prognostic al cancerului endometrial în stadiile I-II” a fost elaborată de către Tripac Irina în cadrul Instituției Medico-Sanitare Publice Institutul Oncologic, Chișinău, 2023. Structura tezei: introducere, 6 capitole, concluzii și recomandări practice, bibliografie din 206 titluri, 5 anexe, 161 pagini de text de bază, 32 figuri, 62 tabele. Rezultatele obținute sunt publicate de către autor în 55 de lucrări științifice. Cuvinte-cheie: factori de prognostic, factori clinico-morfologici, factori molecular-genetici, model de prognostic, cancer endometrial Domeniul de studiu: oncologie și radioterapie. Scopul studiului: determinarea factorilor clinico-morfologici și molecular-genetici de prognostic al cancerului endometrial (CE) în stadiile I-II pentru elaborarea modelului matematic de predicție a recidivelor și supraviețuirii pacientelor pe o perioada de până la 3 ani. Obiectivele lucrării: stabilirea criteriilor clinice, morfologice, imunohistochimice ca factorii de prognostic ai CE; estimarea corelației datelor imunohistochimice și molecular-genetice în funcție de caracteristicile clinice și morfologice ale cancerului de endometru; estimarea profilului molecular al tumorii la pacientele lotului de studiu; analiza multifactorială al complexului criteriilor de prognostic stabilite cu determinarea valorii de prognostic pentru fiecare factor aparte la pacientele cu CE în stadiile I-II; crearea modelului matematic al evaluării complexe de prognostic al CE în stadiile I-II în funcție de grupurile de risc și de factorii de prognostic. Noutatea și originalitatea științifică: pentru prima dată a fost cercetată interfața biomarkerilor evenimentelor fiziopatologice principale ce se referă la declanșarea și evoluția cancerului endometrial în stadiul I și II. S-a estimat rolul echilibrului între procesele extreme iminente CE, cum ar fi apoptoza celulară și proliferarea celulară în contiguitate cu angiogeneza tumorii pentru a consolida markerii cu valoare predictivă asupra prognosticului patologiei. Problema științifică soluționată în teză: problema științifică soluționată în teză constă în aceea, că cercetarea bazată pe studii clinico-morfologice și molecular-genetice a decelat mecanisme patogenetice inedite și predictori ai exacerbării CE, cum ar fi prezența epimutației c.389G>A (p.R130Q) a genei PTEN, metilării promotorului genei MLH1, markerului de proliferare Ki-67, creșterea indicelui neutrofile/limfocite, fapt ce a permis elaborarea unui model matematic pentru prezicerea evoluției bolii la pacientele cu CE din diferite grupuri de risc. Semnificația teoretică: prin dovezile concludente obținute este completat conceptul și suportul teoretic al cancerului endometrial. La această formă este importantă decantarea aportului mutației c.389G>A a genei PTEN, creșterii activității proliferative a ciclului mitotic evaluată prin intermediul creșterii antigenului Ki-67, mutației genei p53 rezultante în deprecierea raportului Bax/Bcl2. Totodată, este evidențiat rolul inflamației în promovarea CE, iar majorarea indicelui neutrofile/limfocite este nu numai un mecanism patogenetic, dar și un predictor fezabil al prognosticului tumorii. Este conceptual importantă legătura notabilă a CE cu creșterea masei corporale, precum și absența legăturii între CE vizavi de riscul recurenței pe o parte și caracteristicile menstruației, numărului de nașteri și avorturi spontane pe de altă parte. Valoare predictivă asupra creșterii riscului de recurențe la pacientele cu CE este atribuită unor factori inerenți patologiei organelor reproductive, cum ar fi chistul ovarian, miomul uterin și mastopatia fibrochistică. Rata adenocarcinomul papilar seros în lotul pacientelor cu CE cu stadiul II este în medie cu 44-48% mai mare comparativ cu indicele stadiului IA și IB. Gradul diferențierii tumorale are impact concludent asupra riscului recurenței, astfel că gradul scăzut de diferențiere se estimează în 95% la pacientele de risc crescut, iar gradul înalt de diferențiere este caracteristic riscului scăzut (80%). Remarcabil, că profunzimea invaziei tumorii nu corelează autentic cu creșterea riscului. Prezența focarelor necrotice este un predictor veritabil al riscului crescut. Impactul inflamației se impune prin valori maxime ale raportului neutrofile/limfocite și raportului trombocite/limfocite la pacientele cu CE de risc crescut. Markerul proliferației Ki-67 este în raport direct cu gradul de risc, precum și cu stadiul bolii (nivelul expresiei Ki-67>49% este decelat numai în grupul de risc crescut). Prezența mutației c.389G>A (p.R130Q) a genei PTEN este în grupul riscului crescut de 4-8 ori mai mare comparativ cu grupurile de risc intermediar și intermediar-crescut. Important este prezența acestei mutației numai la pacientele cu paternul hormondependent al tumorii în proporție de 36%, dar stadiul II al bolii se impune prin reducerea ratei mutației genei PTEN versus stadiul I. Epimutația MLH1 nu demonstrează o legătură atât de concludentă cu evoluția CE comparativ cu mutația c.389G>A (p.R130Q) a genei PTEN. Valoarea aplicativă: pe un material clinic probatoriu vast a fost apreciată semnificația clinică a expresiei markerilor biologici moleculari care caracterizează apoptoza, proliferarea celulară și angiogeneza în țesutul tumoral la pacientele cu CE în stadiul I și II. Au fost determinate criteriile clinice, morfologice, imunohistochimice, și genetice precise de diagnostic și prognostic al CE la pacientele cu cancer endometrial în stadiile I-II. Au fost evidențiate caracteristicile imunohistochimice ale CE (expresia Ki-67), prezența mutației c.389G>A a genei PTEN, identificarea metilării promotorului genei MLH1 și corelația în funcție de caracteristicile clinico-morfologice ale cancerului endometrial la pacientele lotului de studiu cu elaborarea profilului molecular al tumorii pentru fiecare pacient. Această abordare permite de a efectua o analiză detaliată a valorii de prognostic pentru fiecare factor aparte, ce va permite identificarea celor mai principali factori de prognostic. A fost elaborat un model propriu de prognostic, care include caracteristici clinice, morfologice, imunologice, imunohistochimice și genetice ale cancerului endometrial. Supraviețuirea pacientelor cu CE pe o perioadă de supraveghere de 3 ani este minimală (72,2%) în rândul celor cu vârsta mai mare de 60 de ani și care fac parte din grupul de risc crescut al recurenței. Rata de supraviețuire fără recidive este de asemenea minimală la aceste paciente (44%). Totodată, rata metastazelor la pacientele cu CE nu corelează inteligibil cu stadiul bolii. Timpul mediu de progresie a CE este în raport indirect cu valoarea raportului neutrofile/limfocite, acesta fiind minimal (6 luni: de la 5 până la 9 luni) la pacientele de risc crescut de recurență ce au un INL > 5,0. Markerul Ki-67 are valoare predictivă certă asupra ratei de supraviețuire și de recidivă la pacientele cu CE, astfel, că activitatea proliferativă sporită (>49%) are impact negativ la distanța de 3 ani. Prezența epimutației MLH1 de asemenea influențează recidiva bolii la pacientele cu CE la distanța de 3 ani, dată fiind valoarea minimală a timpului mediu până la progresare de 10,5 ani atestat la purtătoarele acestei mutații din grupul de risc crescut. Implementarea rezultatelor științifice: Rezultatele studiului au fost raportate la 8 foruri naționale și 18 internaționale. Pe marginea cercetării au fost validate: 3 brevete de invenții. Rezultatele studiului vor fi expuse sub forma unor recomandări practice pentru medicii de familie, ginecologi, dar și pentru specialiștii din domeniul oncologiei. În activitatea clinică a Laboratorului Biologia Cancerului a IMSP Institutul Oncologic vor fi elaborate și implementate programe de cercetare molecular-genetică a CE cu stabilirea subtipului molecular al tumorii. Astfel, va fi eficientizată estimarea evoluției cancerului endometrial în stadiile I-II, ceea ce va permite aplicarea acestuia în conformitate cu criteriile elaborate.

РЕЗЮМЕ. Диссертация на соискание ученой степени доктора медицинских наук на тему: «Молекулярно-генетические факторы прогноза рака эндометрия I-II стадии» выполнена Трипак Ириной Евгеньевной в Медико-Санитарном Публичном Учреждении Институт Онкологии, Кишинэу, 2023. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов и практических рекомендаций. Работа изложена на 161 печатных страницах, содержит 62 таблиц, 32 рисункa. Библиография представлена 206 источниками. Полученные результаты были опубликованы в 55 научных работах. Ключевые слова: прогностические факторы, клинико-морфологические факторы, молекулярно-генетические факторы, прогностическая модель, рак эндометрия Область исследования: Онкология и лучевая терапия. Цель исследования: определение клинико-морфологических и молекулярно-генетических факторов прогноза рака эндометрия (РЭ) I-II стадий для разработки математической модели прогнозирования рецидивов и выживаемости пациенток на срок до 3 лет. Задачи исследования: установить клинические, морфологические, иммуногистохимические критерии как прогностические факторы РЭ; оценить корреляции иммуногистохимических и молекулярно-генетических данных по клинико-морфологическим характеристикам рака эндометрия; оценить молекулярный профиль опухоли у пациентов основной группы; провести многофакторный анализ комплекса установленных прогностических критериев с определением прогностического значения каждого отдельного фактора у больных РЭ I-II стадии; создание математической модели комплексной прогностической оценки РЭ I-II стадий. Научная новизна и оригинальность: впервые исследовано взаимодействие биомаркеров основных патофизиологических событий, связанных с возникновением и развитием рака эндометрия на I и II стадиях. По оценкам, роль баланса между такими процессами РЭ, как клеточный апоптоз и пролиферация в сочетании с опухолевым ангиогенезом, усиливает маркеры, имеющие прогностическое значение для данной патологии. Решенная научная проблема: в диссертации на основании клинико-морфологических и молекулярно-генетических исследований выявлены новые патогенетические механизмы и предикторы обострения РЭ, такие как наличие эпимутации c.389G>A (p.R130Q) гена PTEN, метилирование промотора гена MLH1, маркера пролиферации Ki-67, повышение нейтрофильно-лимфоцитарного индекса, что позволило разработать математическую модель для прогнозирования эволюции заболевания у больных РЭ из разных групп риска. Теоретическое значение: полученные убедительные доказательства дополняют концепцию и теоретическую основу рака эндометрия. На этом этапе важно оценить вклад мутации c.389G>A гена PTEN, повышение пролиферативной активности клеток, оцениваемое по увеличению экспрессии антигена Ki-67, приводящий к снижению соотношения Bax/Bcl2. При этом подчеркнута роль воспаления в стимуляции РЭ, а повышение нейтрофильно-лимфоцитарного индекса является не только частью патогенетического механизма, но и возможным предиктором опухолевого прогноза. Прогностическое значение повышенного риска рецидива у пациенток с РЭ следует придавать патологическим процессам репродуктивных органов, таким как киста яичника, миома матки и фиброзно-кистозная мастопатия. Частота серозно-папиллярной аденокарциномы в группе больных со II стадией РЭ в среднем на 44-48% выше показателя IA и IB стадии. Показано, что степень дифференцировки опухоли оказывает решающее влияние на риск рецидива, так, низкая степень дифференцировки определялась в 95% больных высокого риска, а высокая степень дифференцировки характерна в группе низкого риска (80%). Примечательно, что глубина инвазии опухоли на нашем материале не коррелировала с увеличением риска рецидивироания. Наличие очагов некроза является верным предиктором повышенного риска рецидива. Показано, что влияние воспаления проявляется максимальными значениями соотношения нейтрофилы/лимфоциты и тромбоциты/лимфоциты у больных РЭ высокого риска. Маркер пролиферации Ki-67 также напрямую связан со степенью риска, стадией заболевания (уровень экспрессии Ki-67 >49% выявляется только в группе высокого риска). По нашим данным наличие эпимутации c.389G>A (p.R130Q) гена PTEN выявлено в группе высокого риска в 4-8 раз чаще по сравнению с промежуточным и промежуточно-высоким риском. Эпимутация MLH1 не показала убедительной связи с прогнозом РЭ. Практическая ценность: разработана собственная прогностическая модель, включающая клинические, морфологические, иммунологические, иммуногистохимические и генетические характеристики рака эндометрия I-II стадии. Выживаемость пациентов с РЭ за 3-летний период наблюдения минимальна (72,2%) среди лиц старше 60 лет и относящихся к группе повышенного риска рецидива. Безрецидивная выживаемость у этих больных также минимальна (44%). Среднее время до прогрессирования РЭ косвенно связано с величиной соотношения нейтрофилов/лимфоцитов, которое минимально (6 мес.: 5-9 мес.) у пациентов с высоким риском рецидива с индексом НЛИ > 5,0. Маркер Ki-67 имеет определенную прогностическую ценность в отношении выживаемости и частоты рецидивов у пациентов с РЭ, так что повышенная пролиферативная активность (>49%) оказывает негативное влияние на протяжении 3 лет. Наличие эпимутации MLH1 также влияет на рецидив заболевания у больных РЭ на протяжении 3 лет, вне зависимости от стратификации группы риска. Внедрение научных результатов: Результаты исследования были представлены на 8 национальных и 18 международных форумах, подтверждено 3 патента на изобретения. Результаты исследования будут представлены в виде практических рекомендаций для семейных врачей, гинекологов, а также для специалистов в области онкологии. В клинической деятельности Лаборатории биологии рака Медико-Санитарного Публичного Учреждения Института Онкологии будут разработаны и реализованы программы молекулярно-генетических исследований РЭ с установлением молекулярного подтипа опухоли. Таким образом, будет упрощена оценка эволюции рака эндометрия на I-II стадиях, что позволит применять ее в соответствии с разработанными критериями.

SUMMARY The dissertation for doctor in philosophy in medicine on topic: “Molecular-genetic factors for the prognosis of endometrial cancer in stages I-II” was elaborated by Tripac Irina in the Public Medico-Sanitary Institution Institute of Oncology, Chisinau, 2023. This work includes an introduction, 6 chapters, conclusions and practical recommendations. The paper contains 161 typed pages, 62 tables, 32 schemes. The bibliography list includes 206 sources. The results obtained have been published in 55 scientific papers. Key-words: Prognostic factors, clinical-morphological factors, molecular-genetic factors, prognostic model, endometrial cancer Study domain: Oncology and radiotherapy. The aim of the study: determination of clinical, morphological and molecular genetic factors of endometrial cancer (EC) stages I-II to develop a mathematical model for predicting relapses and patient survival for up to 3 years. Objectives of the study: To establish the clinical, morphological, immunohistochemical criteria as prognostic factors of the endometrial cancer (EC); estimating the correlation of immunohistochemical and molecular-genetic data according to the clinical and morphological characteristics of endometrial cancer; estimating the molecular profile of the tumour in the patients of the study group; multifactorial analysis of the complex of prognostic criteria established with the determination of the prognostic value for each separate factor in patients with EC in stage I-II; creation of the mathematical model of the complex prognostic evaluation of the EC in stages I-II according to the risk groups and the prognostic factors. Scientific novelty and originality: The mathematical model allows complex analysis of the prognostic factors of the evolution of endometrial cancer, based on the molecular profile of the tumour and the characteristics that make it possible to predict the response of the tumour to treatment. Determining the expression of Ki-67, PDL1, MLH1 proteins presents useful information about the biological behaviour of the tumour already in the early stages of EC. The solved scientific problem: The scientific problem solved in the thesis is that research based on clinical-morphological and molecular-genetic studies has found novel pathogenic mechanisms and predictors of EC exacerbation, such as the presence of c.389G>A epimutation (p.R130Q) of the PTEN gene, methylation of the MLH1 gene promoter, the Ki-67 proliferation marker, the increase of the neutrophil-lymphocyte index, which allowed the development of a mathematical model to predict the evolution of the disease in patients with EC from different risk groups. Theoretical significance: The conclusive evidence obtained completes the concept and theoretical support of endometrial cancer. At this point, it is important to decant the contribution of the c.389G>A mutation of the PTEN gene, the increase of the proliferative activity of the mitotic cycle evaluated by the increase of the Ki-67 antigen, the mutation of the p53 gene resulting in the depreciation of the Bax/Bcl2 ratio. At the same time, the role of inflammation in promoting the EC is highlighted, and the increase in the neutrophil/lymphocyte index is not only a pathogenic mechanism, but also a feasible predictor of tumour prognosis. It is conceptually important that the EC has a significant link with the increase in body mass, as well as the absence of a link between the EC with regard to the risk of recurrence on the one hand and the characteristics of menstruation, births and miscarriages on the other. Predictive value on the increased risk of recurrence in patients with EC is attributed to factors inherent in the pathology of reproductive organs, such as ovarian cyst, uterine fibroids and fibrocystic mastopathy. The rate of serous papillary adenocarcinoma in the group of patients with stage II EC is on average 44-48% higher compared to the index of stage IA and IB. The degree of tumour differentiation has a conclusive impact on the risk of recurrence, so that the low degree of differentiation is estimated at 95% in high-risk patients, and the high degree of differentiation is characteristic of low risk (80%). Remarkably, the depth of the tumour invasion does not really correlate with the increase in risk. The presence of necrotic foci is a true predictor of increased risk. The impact of inflammation is imposed by maximum values of the ratio neutrophils/lymphocytes and platelets/lymphocytes in patients with high-risk EC. The marker of Ki-67 proliferation is directly related to the degree of risk as well as to the stage of the disease (the level of Ki-67 expression> 49% is detected only in the high risk group). The presence of the c.389G>A mutation (p.R130Q) of the PTEN gene is in the 4-8 times higher risk group compared to the intermediate and intermediate-increased risk. Important is the presence of this mutation only in patients with a hormone-dependent pattern of tumour in 36%, but stage II disease is required by reducing the rate of PTEN gene mutation vs. stage I. MLH1 epimutation does not show such a conclusive link with EC c.389G>A (p.R130Q) of the PTEN gene. Practical value of the study. The clinical significance of the expression of molecular biological markers that characterize apoptosis, cell proliferation and angiogenesis in tumour tissue in patients with stage I and II EC has been assessed on a wide range of clinical evidence. Precise clinical, morphological, immunohistochemical, and genetic criteria for EC diagnosis and prognosis in patients with stage I-II endometrial cancer have been determined. The immunohistochemical characteristics of EC (Ki-67 expression), the presence of the c.389G>A mutation of the PTEN gene, the identification of the methylation of the MLH1 gene promoter and the correlation according to the clinical-morphological characteristics of endometrial cancer in patients of the study group with molecular profile were highlighted of the tumour for each patient. This approach allows to perform a detailed analysis of the prognostic value for each particular factor, which will allow the identification of the main prognostic factors. Its own prognostic model has been developed, which includes clinical, morphological, immunological, immunohistochemical and genetic characteristics of endometrial cancer. The survival of patients with EC over a 3-year surveillance period is minimal (72.2%) among those older than 60 years and belonging to the high risk group of recurrence. The relapse-free survival rate is also minimal in these patients (44%). At the same time, the rate of metastases in patients with EC is not intelligibly correlated with the stage of the disease. The mean time to progression of the EC is indirectly related to the value of the neutrophil/ lymphocyte ratio, which is minimal (6 months: 5 to 9 months) in patients at high risk of recurrence with an INL index>5.0. The Ki-67 marker has a definite predictive value on the survival and recurrence rate in patients with EC, so that increased proliferative activity (>49%) has a negative impact at a distance of 3 years. The presence of MLH1 epimutation also influences the recurrence of the disease in patients with EC at a distance of 3 years, given the minimum value of the mean time to progression of 10.5 years attested to the carriers of this mutation in the high risk group. Implementation of scientific results: The results of the study were reported to 8 national and 18 international forums. On the research side, 3 invention patents were validated. The results of the study will be presented in the form of practical recommendations for family doctors, gynecologists, but also for oncology specialists. In the clinical activity of the Cancer Biology Laboratory of the IMSP Oncological Institute, EC molecular-genetic research programs will be developed and implemented with the establishment of the molecular subtype of the tumor. Thus, the estimation of the evolution of endometrial cancer in stages I-II will be streamlined, which will allow its application in accordance with the elaborated criteria.