Nouvelles idées sur le cancer rectal localement avancé
Des recherches mettent en lumière des biomarqueurs potentiels pour la réponse au traitement chez les patients atteints de cancer rectal.
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Table des matières
Le cancer colorectal (CRC) est un vrai problème de santé et c'est le troisième cancer le plus courant dans le monde. En 2020, presque deux millions de personnes ont été diagnostiquées avec un CRC. Il a aussi un taux de mortalité élevé, c'est le deuxième cancer le plus mortel après le cancer du poumon. La situation est assez similaire en Serbie, où le CRC est aussi le deuxième cancer le plus fréquent, avec environ 5 000 nouveaux cas et 3 000 décès chaque année. La plupart des cas sont découverts à des stades avancés, où les options de traitement sont limitées et les taux de survie sont bas. Les chercheurs étudient différents facteurs qui pourraient aider au diagnostic et au traitement du CRC et du cancer anal, avec l'espoir d'améliorer les stratégies de traitement. Mais il faut encore faire mieux en matière de détection précoce, de programmes de dépistage et d'options de traitement dans le monde entier.
Le rectum est la dernière partie du système digestif, entre le côlon sigmoïde et le canal anal. Le cancer rectal (RC) représente environ 35 % de tous les cas de CRC diagnostiqués. Ce type de cancer a ses propres facteurs de risque environnementaux et génétiques différents de ceux du cancer du côlon. Des rapports récents montrent que le nombre de jeunes adultes âgés de 18 à 50 ans diagnostiqués avec un cancer rectal est en hausse.
Cancer Rectal Localement Avancé (LARC)
Le cancer rectal localement avancé (LARC) est le type de cancer rectal le plus commun. Il inclut les cancers de stade II et III selon les classifications internationales. Le traitement standard pour le LARC implique une chimiothérapie et radiothérapie néoadjuvantes (nCRT) suivies d'une chirurgie pour retirer le tissu cancéreux. Ce traitement a gagné en popularité après que deux grandes études ont montré qu'il était plus efficace que les anciennes méthodes.
Dans ces études, la nCRT a considérablement réduit les chances de récidive locale du cancer, et les taux de survie à long terme ont grimpé à environ 60 %. Bien que la nCRT ait des avantages, seulement 20%-30% des patients montrent une réponse complète au traitement. Certains patients peuvent ne pas bien réagir, et le cancer à distance peut progresser pendant le traitement. Cela souligne le besoin urgent d'identifier les raisons de la variabilité des réponses à la nCRT et de trouver des Biomarqueurs utiles.
La stratégie « watch-and-wait » a été introduite pour gérer les patients LARC qui ont montré une réponse clinique complète à la nCRT. Cette approche permet d'espacer les traitements et la chirurgie, ce qui peut réduire les risques liés à la chirurgie. Toutefois, aucun biomarqueur spécifique n'a encore été établi pour cette méthode.
Pour en savoir plus, les chercheurs ont voulu faire une analyse détaillée des échantillons de biopsie des patients LARC pour identifier de nouvelles caractéristiques moléculaires qui pourraient aider à expliquer les différentes réponses à la nCRT. Les patients montrant une réponse favorable pourraient être envisagés pour des méthodes chirurgicales moins invasives ou gérés par l’approche « watch-and-wait », ce qui réduirait aussi les coûts de santé.
Conception de l'Étude et Informations sur les Patients
L'étude a impliqué 97 patients avec LARC traités dans un institut d'oncologie en Serbie entre 2018 et 2019. Pour participer à l'étude, les patients devaient avoir un adénocarcinome rectal confirmé par des rapports de pathologie, avec la tumeur située à moins de 12 cm de l'ouverture anale. Les évaluations pré-traitement comprenaient des scans pour identifier l'étendue du cancer. Tous les patients ont subi une chimiothérapie combinée et une radiothérapie avant la chirurgie.
Après le traitement, les patients ont été évalués pour leur réponse tumorale à l'aide d'imageries et d'examens médicaux. Les échantillons de tissu prélevés lors du diagnostic ont été utilisés pour une analyse détaillée des protéines, en se concentrant sur la compréhension des différences entre ceux qui ont bien réagi au traitement et ceux qui ne l’ont pas fait.
Extraction et Analyse des protéines
Pour analyser les protéines présentes dans les échantillons de biopsie, des sections de tissu ont été préparées et traitées. Elles ont été nettoyées et traitées pour extraire correctement les protéines. Les chercheurs ont utilisé des techniques de spectrométrie de masse pour identifier et quantifier les protéines présentes dans les échantillons. Cette méthode leur a permis d'obtenir un nombre important de profils protéiques de chaque échantillon.
En utilisant une approche spécialisée connue sous le nom de spectrométrie de masse à acquisition indépendante des données (DIA-MS), les chercheurs ont pu identifier et quantifier plus de 3 000 protéines dans chaque échantillon. Cette méthode a montré une amélioration significative de l'identification des protéines par rapport aux techniques précédentes.
Résultats de l'Étude
L'analyse a révélé des différences notables dans les profils protéiques entre les patients qui ont bien réagi à la nCRT et ceux qui ne l’ont pas fait. Une approche statistique spécifique a classé un total de 915 protéines comme étant exprimées différemment selon leur réponse au traitement, avec de nombreuses protéines surexprimées dans le groupe des non-répondeurs.
Ces résultats suggèrent que différentes voies de signalisation sont altérées chez les répondeurs par rapport aux non-répondeurs. Par exemple, le groupe des répondeurs a montré une meilleure activité dans les voies liées à la division cellulaire, à l'entretien de l'ADN et à d'autres processus essentiels pour la gestion du cancer. À l'inverse, les non-répondeurs ont affiché une activité dans des voies liées au transport vasculaire et au métabolisme des lipides.
Analyse des Voies
Quand les chercheurs ont approfondi les voies biologiques impliquées, ils ont découvert que de nombreuses voies impactaient les réponses des patients au traitement. Pour les répondeurs, les voies associées à la régulation du cycle cellulaire et au traitement de l'ADN étaient prédominantes. D'un autre côté, les non-répondeurs présentaient des altérations dans des voies liées au transport et au métabolisme.
Les données ont aussi indiqué une relation significative entre les réponses immunitaires et les résultats du traitement. Certaines voies connectées à l'activité des cellules immunitaires étaient plus actives chez les patients qui ont bien réagi à la nCRT.
Exploration de Biomarqueurs Potentiels
Vu les résultats, les chercheurs ont cherché à identifier des biomarqueurs potentiels qui pourraient prédire quels patients réagiraient favorablement à la nCRT. En utilisant des données existantes sur la maladie, ils ont sélectionné un ensemble de gènes dont les expressions protéiques étaient significativement différentes entre les répondeurs et les non-répondeurs.
Le succès dans l'identification de ces biomarqueurs pourrait mener à des plans de traitement améliorés adaptés à chaque patient, augmentant leurs chances de guérison et réduisant les traitements inutiles.
Conclusion et Directions Futures
L'étude souligne l'importance de comprendre les différences biologiques entre les patients avec LARC. En identifiant des profils protéiques spécifiques et des voies associées, les chercheurs peuvent améliorer les stratégies de traitement et développer des biomarqueurs prédictifs pour une meilleure gestion des patients.
Les recherches futures visent à valider ces résultats dans de plus grands groupes de patients, assurant que les traitements puissent être plus personnalisés et efficaces. L'exploration des caractéristiques moléculaires liées aux réponses jouera un rôle crucial dans l'amélioration des soins aux patients et potentiellement dans la réduction des coûts de traitement associés à la gestion du cancer rectal.
La recherche sur les protéines et les voies identifiées continuera, avec l'espoir de traduire les découvertes en laboratoire en pratiques cliniques, menant à de meilleurs résultats pour les patients luttant contre le cancer rectal.
Titre: Data independent acquisition mass spectrometry (DIA-MS) analysis of FFPE rectal cancer samples offers in depth proteomics characterization of response to neoadjuvant chemoradiotherapy
Résumé: BackgroundUnderstanding the molecular features associated with response to neoadjuvant chemoradiotherapy is an unmet clinical need in locally advanced rectal cancer (LARC). The aim of the study was to apply a high-sensitivity proteomic approach for in-depth characterization of the LARC proteome in search of patients who might have a good response to preoperative treatment and potentially be followed by a watch-and-wait strategy, rather than having immediate surgery, maximizing the therapeutic effect and quality of life. MethodsA total of 97 LARC patients treated at the Institute for Oncology and Radiology of Serbia in the period of 2018-2019 were included in the study. Patients were treated with long-course chemoradiotherapy (CRT): Radiotherapy (RT) was delivered with a total dose of 50.4 Gy in 28 fractions; concomitant chemotherapy (5-FU, 350 mg/m2 daily) and Leucovorin (25 mg/m2 daily) was administered during the first and the fifth week of RT. Patients were evaluated in week 6-8 after treatment completion with pelvic MRI scan and rigid proctoscopy. Pathohistological response after surgery was assessed according to tumor regression grading (TRG) categories by Mandard. Twenty biopsy samples taken at diagnosis were used for proteomic analysis, 9 responders (R, TRG 1-2), and 11 non-responders (NR, TRG 3-5), to achieve the maximum range of different molecular features potentially associated with response. Formalin-fixed paraffin-embedded (FFPE) biopsies were processed, and isolated proteins were digested with trypsin. The resulting peptides were analyzed by liquid chromatography coupled to a Q Exactive HF-X mass spectrometer operated in data independent mode (DIA-MS). Data analysis was performed with DIA-NN and Perseus. Data are available via ProteomeXchange with the identifier PXD040451. ResultsThe use of DIA-MS allowed the identification and quantification of more than 3,000 proteins per sample in general, a significant increase when compared to the 1,000 proteins previously identified by Data Dependent Acquisition-MS (DDA-MS) in LARC FFPE samples. In total, 4,849 proteins were identified in 20 rectal cancer FFPE samples. Principal Component Analysis (PCA) indicated that responders had a significantly different proteomic profile than non-responders. Statistical analysis of the two groups resulted in the identification of 915 differentially expressed proteins (DEPs) (215 in responders and 700 in non-responders, p
Auteurs: Milena Cavic, A. Stanojevic, M. Samiotaki, V. Lygirou, M. Marinkovic, V. Nikolic, S. Stojanovic-Rundic, R. Jankovic, A. Vlahou, G. Panayotou, R. J. A. Fijneman, S. Castellvi-Bel, J. Zoidakis
Dernière mise à jour: 2023-05-16 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.05.12.23289671
Source PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.05.12.23289671.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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