Hans Peterse Lecture Een decennium mammapathologie Van confectie naar couture Jelle Wesseling, MD. PhD. Nederlands Kanker Instituut Antoni van Leeuwenhoek Ziekenhuis
[email protected]
Vroeger was het leven simpel …
Benigne of
Maligne
Maar nu is het complex … pe y T aa r G
An gio i
Ma rge s
d
Patiëntf a
Grootte
tatu s r klie l f Lym
nv asi e
ER
Ki‐6 7
HER 2
s
etisc n g i Ep
ren o t c a h e f
ctoren
Polym
orfism
Expressieprofielen PR
Geneti sche fa c
tors
mics o e t Pro
es
Veranderingen in mammapathologie • Classificatie – Prognose • Effectiviteit behandeling – Predictie
Rol patholoog
Classificatie
Zo’n 10 jaar geleden …
Moleculaire subtypes
• 65 tumoren afkomstig van 42 patiënten • Retrospectief Perou et al., Nature (2000) 406:747
Moleculaire subtypes
Sørlie et al., PNAS (2003) 100:8418
Moleculaire subtypes en overleving
Sørlie et al., PNAS (2003) 100:8418
Moleculaire subtypering prospectief
Weigelt et al., Lancet Oncology (2010) 11:229
Moleculaire classificatie volgens Hans …
Moleculaire classificatie van ‘special types’
Peterse et al., J. Pathol. (2008) 216:141
Moleculaire classificatie van ‘special types’
Figure 2. Unsupervised hierarchical clustering of histological special types. Hierarchical clustering of 113 breast carcinomas of 11 histological types measured over 8518 genes whose expression varied most across samples. Immunohistochemical staining results of selected markers are included
Peterse et al., J. Pathol. (2008) 216:141
Betekenis moleculaire classificatie Classificatie vaak afhankelijk van gebruikte methode Ondanks verschillen in genlijsten, uitkomst gelijk Profielen veelal parallel aan proliferatie en ER‐status Prognostische waarde beperkt tot ER‐positief carcinoom Subclassificatie ER‐positief mammacarcinoom in luminal A en luminal B arbitrair gebaseerd op proliferatie • Expressieprofielen zijn complementair aan standaard clinicopathologische parameters • • • • •
Weigelt et al., Nature Reviews Clinical Oncology (2011) advance online publication
Effectiviteit van behandeling • Triple negatief mammacarcinoom – Ca. 15% van alle mammacarcinomen – Helft van TN mammacarcinoom is BRCA1‐ deficiënt – BRCA1‐deficiëntie door • Hypermethylatie BRCA1 promoter • Mutatie BRCA1
– BRCA‐deficiëntie leidt tot homologe recombinatie
deficiëntie (HRD)
BRCA1 essentieel in repareren dubbelstrengsbreuken (DSB) DSB
BRCA1 BRCA2 RAD51
DNA reparatie
BRCA2 RAD51
celdood
genomische instabiliteit
tumorigenesis
BRCA1‐deficiënte tumoren gevoelig voor cross‐linkers DNA
Tumorgrafts van mammacarcinoom Tumorfragment
Transplantatie: volgende passage
Interventie studies
Vergelijk primaire tumor met tumorgraft: histologie, aCGH, genexpressie, sequencing
Tumorgraft: directe implantatie van verse tumorstukjes (geen weefselkweek!)
Tumoreigenschappen blijven behouden T126 Primary H&E Tumor graft Primary ER (IHC)
Tumor graft
T127
T250
Tumoreigenschappen blijven behouden T127
T241
T250
Primary Tumor
Tumor Xenograft
aCGH patronen blijven stabiel bij doortransplanteren
Behandeling tumorgraft modellen 1. Wat is het effect van BRCA1‐deficientie op de
respons op DNA cross‐linkers of PARP‐ remmers? 2. Treedt er resistentie op? 3. Indien ja, door wat voor mechanisme?
BRCA1 status in primaire TN xenografts BRCA1 status
T127
T162
T241
T250
–
–
+
–
Ja
Ja
Nee
Nee
Nee
Nee
Nee
Ja
Eiwitexpressie Promotermethylatie Mutatie 1.0
Relatieve BRCA1 mRNA expressie
0.5
primary xenograft
0
T127
T241
Interventiestudies in T127 tumorgraft model • T127 is BRCA1‐deficiënt door BRCA1 promoter
hypermethylatie • Behandeling: – Cross‐linkers: cisplatin, melphalan
• Behandeling: – Begint bij tumorgrootte van 200 mm3 (=100%) – Stopt als tumor <50% van begingrootte – Herstart als tumor weer de beginwaarde bereikt
Respons van T127 op cross‐linkers Cisplatin Remissie: 3/8
Recidief: 4/8
Resistentie: 1/8
150
150
300
100
100
200
50
50
100
0
0 8
16
24
32
40
48
56
0 8
16
24
32
40
48
56
8
16
24
32
40
48
56
Melphalan Remissie: 5/6
Resistentie: 1/6
150
600
100
400
50
200
Tijd (weken)
0
0 8
16
24
32
40
48
56
RTV (%)
8
16
24
32
40
48
56
Interventiestudies • BRCA1 deficient tumorgraft model T127: – Goede respons op cisplatin en melphalan – Recidieven komen voor en leiden tot resistentie • Hoe onstaat de resistentie?
Cisplatin resistentie in T127 stabiel na transplantatie p1
p2
300
600 500 percentage
percentage
250 200 150 100
400 300 200
50
100
0
0
0
2
4
6
8
weeks
10 12 14
0
2
4
6
8 10 12 14 16 weeks
cisplatin onbehandeld
Cisplatin resistentie in T127 geassocieerd met BRCA1 expressie en RAD51 foci BRCA1 mRNA expressie
RAD51 foci formatie p1 p1 cis
0,3 0,2
T241
p2 cis
p1 cis
p4
p3
0
p1
0,1
p0
relative expressie
0,4
BRCA1 eiwitexpressie p0 p1 p1 cis p2 cis
Cisplatin resistentie in BRCA1 gemutateerde xenograft T250 (getrunceerd eiwit) cisplatin 400 300
500
600
400
500 400
300
300
200 200 100
200
100
0
100
0 0
5
10
15
20
25
0 0
5
10
15
20
0
25
5
10
15
20
25
olaparib 400
600
600
500
500
400
400
300
300
200
200
100
100
300 200
RTV (%)
100 0
0 0
5
10
Tijd (weken)
15
20
0 0
5
10
15
20
0
5
10
15
20
Resistentie in T250: genetische reversie T250 res3
T250 res2
T250 res1
T250
T250
Expressie BRCA1 in resistente T250
BRCA1
Resistente T250: additionele deleties herstellen ‘reading frame’
WT TAGACACTTTAACTGTTTCTAGTTTCTCTTCTTTTTCTTCTCTTGGAAGG T250 TAGACACTTTAACT.TTTCTAGTTTCTCTTCTTTTTCTTCTCTTGGAAGG T250res1 TAGACACTTT........................TTCTTCTCTTGGAAGG T250res2
TAGACACTTTAACT.TTTCTAGTTTCTCTT..............GGAAGG
T250res3
TAGA...............TAGTTTCTCTTCTTTTTCTTCTCTTGGAAGG
Wat kunnen we hiervan leren? • Heterogeniteit mammacarcinoom • Classificeren o.b.v. goede morfologie en goede
IHC vaak goed mogelijk – ER+, HER+, TN – Proliferatie (Ki‐67)
• HRD • Analyse gevoeligheid en resistentie voor therapie • Wat staat ‘aan’ en wat staat ‘uit’? • Wat zijn de ‘drivers’ van progressie (en dus targets)?
– Etc. etc. etc.
• Rol van patholoog verandert …
Rol patholoog • Integratie morfologische en moleculaire data • Kennis van behandelingsconsequenties • Chirurgie • Radiotherapie • Medische Oncologie
• Medebehandelaar en medeverantwoordelijk • Vereist subspecialisatie
Pathologierapport in 2001 – Infiltrerend ductaal carcinoom – Graad III – Diameter 1,8 cm – Geen DCIS – Sneevlak vrij – Hormoonreceptoren negatief
Pathologierapport in 2011 – Infiltrerend ductaal carcinoom, expansief groeiend – Graad III – Diameter 1,8 cm – Geen DCIS – Marges tenminste 5 mm etc. – ER 0%, PR 0%, HER2 neg. (1+), Ki‐67 40% – HRD
Pathologierapport in 2021 – Infiltrerend ductaal carcinoom, expansief groeiend – Graad III – Diameter 1,8 cm – Geen DCIS – Marges tenminste 5 mm etc. – ER 0%, PR 0%, HER2 neg. (1+), Ki‐67 40% – HRD – Therapietargets – O.b.v. kinoom, SNPs, resistentieprofiel, signaaltransductie, etc.
– Geïntegreerd advies inzake behandeling
Kosten DNA sequencing
2000: eerste humane genoom: $ 2.700.000.000
2010: genoom tumor $ 10.000
Extrapolatie tot 2020: $ 0,04 per genoom
Van confectie …
Naar couture
Dank aan Petra ter Brugge Petra Kristel Petra Kristel Eline van de Burg Ute Boon Petra Nederlof Sven Rottenberg Lodewyk Wessels Ian Majewski Rene Bernards Jos Jonkers
Elisabetta Marangoni Marie‐France Poupon Leanne de Koning Thierry Dubois
Cátia Moutinho‐Freixas Manel Esteller
Heidi Gevensleben Nick Turner
Smakelijk eten!
