[go: up one dir, main page]

ES2254450T3 - Sistema de evaluacion para predecir la recidiva del cancer. - Google Patents

Sistema de evaluacion para predecir la recidiva del cancer.

Info

Publication number
ES2254450T3
ES2254450T3 ES01951968T ES01951968T ES2254450T3 ES 2254450 T3 ES2254450 T3 ES 2254450T3 ES 01951968 T ES01951968 T ES 01951968T ES 01951968 T ES01951968 T ES 01951968T ES 2254450 T3 ES2254450 T3 ES 2254450T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
genes
recurrence
proteins
patients
cancer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
ES01951968T
Other languages
English (en)
Inventor
Masaaki Oka
Yoshiko Hamamoto
Hisafumi Okabe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
F Hoffmann La Roche AG
Original Assignee
F Hoffmann La Roche AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by F Hoffmann La Roche AG filed Critical F Hoffmann La Roche AG
Application granted granted Critical
Publication of ES2254450T3 publication Critical patent/ES2254450T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6809Methods for determination or identification of nucleic acids involving differential detection
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6813Hybridisation assays
    • C12Q1/6834Enzymatic or biochemical coupling of nucleic acids to a solid phase
    • C12Q1/6837Enzymatic or biochemical coupling of nucleic acids to a solid phase using probe arrays or probe chips
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6876Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes
    • C12Q1/6883Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for diseases caused by alterations of genetic material
    • C12Q1/6886Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for diseases caused by alterations of genetic material for cancer
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/574Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for cancer
    • GPHYSICS
    • G16INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16BBIOINFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR GENETIC OR PROTEIN-RELATED DATA PROCESSING IN COMPUTATIONAL MOLECULAR BIOLOGY
    • G16B20/00ICT specially adapted for functional genomics or proteomics, e.g. genotype-phenotype associations
    • GPHYSICS
    • G16INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16BBIOINFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR GENETIC OR PROTEIN-RELATED DATA PROCESSING IN COMPUTATIONAL MOLECULAR BIOLOGY
    • G16B25/00ICT specially adapted for hybridisation; ICT specially adapted for gene or protein expression
    • G16B25/20Polymerase chain reaction [PCR]; Primer or probe design; Probe optimisation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q2600/00Oligonucleotides characterized by their use
    • C12Q2600/118Prognosis of disease development
    • GPHYSICS
    • G16INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16BBIOINFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR GENETIC OR PROTEIN-RELATED DATA PROCESSING IN COMPUTATIONAL MOLECULAR BIOLOGY
    • G16B25/00ICT specially adapted for hybridisation; ICT specially adapted for gene or protein expression

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Hospice & Palliative Care (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Evolutionary Biology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Oncology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

Un método in vitro para la predicción de la recidiva del cáncer, que comprende las etapas de: (a) estudiar los niveles o patrones de expresión de dos o más genes y/o proteínas en las muestras preparadas procedentes de tejidos cancerosos de pacientes, en el que dichos genes y/o proteínas se seleccionan aplicando el criterio de Fisher sobre la base de los niveles o patrones de expresión de genes y/o proteínas de tejidos cancerosos de pacientes que presentan recidiva y de pacientes que no presentan recidiva; y, (b) predecir una recidiva del cáncer en los pacientes comparando los niveles o patrones de expresión de los genes y/o proteínas estudiados en la etapa (a) con los niveles o patrones de expresión de los genes seleccionados mediante análisis estadísticos sobre la base de los niveles o patrones de expresión de genes y/o proteínas de tejidos cancerosos de pacientes que presentan recidiva y de pacientes que no presentan recidiva.

Description

Sistema de evaluación para predecir la recidiva del cáncer.
La presente invención se refiere a un método in vitro para la predicción de la recidiva del cáncer. Más en particular, la presente invención concierne a la selección de genes y/o proteínas aplicando el criterio de Fisher, y a la generación de fórmulas con los genes y/o proteínas seleccionados para la predicción de la recidiva del cáncer midiendo de la expresión de genes y/o proteínas de tumores humanos primarios en pacientes que presentan recidiva del cáncer y en los que no presentan recidiva del cáncer.
La presente invención también describe un kit para llevar a cabo el método de la presente invención, que comprende un chip de DNA, un chip de oligonucleótidos, un chip de proteínas, péptidos, anticuerpos, sondas y cebadores que son necesarios para hacer micromatrices de DNA, micromatrices de oligonucleótidos, matrices de proteínas, transferencias Northern, hibridación in situ, ensayos de protección frente a RNasa, transferencias Western, ensayos ELISA, transcripción inversa seguida de reacción en cadena de la polimerasa (en lo sucesivo nombrada RT-PCR), para estudiar la expresión de al menos 2 ó más genes y/o proteínas, preferiblemente 4 o más genes y/o proteínas, más preferiblemente 6 o más genes y/o proteínas, y muy preferiblemente 12 o más genes y/o proteínas, que son indicativos de la recidiva del cáncer.
Antecedentes de la invención
El cáncer es una de las principales causas de muerte en el mundo. La tasa de prevalencia global del cáncer es aproximadamente del 1% de la población y la tasa de incidencia anual es aproximadamente del 0,5%. Aproximadamente uno de cada diez pacientes dados de alta de hospitales presentan un cáncer como diagnóstico primario. Las principales modalidades de tratamiento existentes son la resección quirúrgica, radioterapia, quimioterapia y terapia biológica que incluye la terapia hormonal. Además, tecnologías recientemente desarrolladas han ofrecido nuevas modalidades de tratamiento, tales como la terapia génica. A pesar de todo, el cáncer es una enfermedad temible porque en la mayoría de los casos no se dispone de un tratamiento realmente eficaz. Una de las mayores dificultades del tratamiento del cáncer es la capacidad de las células cancerosas de hacerse resistentes a los fármacos y de diseminarse a otras localizaciones tisulares, en las que generan nuevos tumores, que con frecuencia producen una recidiva. Si una recidiva del cáncer se puede predecir antes de que la recidiva se produzca, ese cáncer se hace curable mediante tratamiento local con cirugía.
Entre los diferentes tumores, el carcinoma hepatocelular (en lo sucesivo mencionado HCC) es uno de los cánceres mortales más comunes en el mundo y el número de casos va en aumento en muchos países, incluyendo los EE.UU., Japón, China y países europeos. Tanto las infecciones causadas por el virus B de la hepatitis (en lo sucesivo mencionado HBV) como las infecciones causadas por el virus C de la hepatitis (en lo sucesivo mencionado HCV) pueden ser una causa del HCC. De hecho, el aumento de pacientes con HCC va en paralelo a un aumento en la infección crónica por HCV (El-Serag, H.B. y Mason, A.C. Rising incidence of hepatocellular carcinoma in the Unites States. N. England. J. Med. 340, 745-750 (1999) y Okuda, K. Hepatocellular carcinoma. J. Hepatol. 32, 225-237 (2.000)). A pesar del número elevado de casos de HCC, no existe un tratamiento prometedor de esta enfermedad. El principal problema en el tratamiento del HCC es la metástasis intrahepática. Se han observado recidivas en del 30% al 50% de los pacientes con HCC que habían sido sometidos a una resección hepática (Iizuka, N. y col. NM23-H1 y NM23-H2 messanger RNA abundance in human hepatocellular carcinoma. Cancer Res. 55, 652-657 (1995), Yamamoto, J. y col. Recurrence of hepatocellular carcinoma after surgery. Br. J. Surg. 83, 1219-1222 (1996), y Poon, R.T. y col. Different risk factors and prognosis for early and late intrahepatic recurrence after resection of hepatocellular carcinoma. Cancer 89, 500-507 (2999)). Aunque el sistema anatomoclínico TNM de clasificación en estadios se ha aplicado en el tratamiento del HCC, este sistema es poco pronosticador de recidivas en pacientes que han experimentado una resección hepática (Izumi, R. y col. Prognostic factors of hepatocellular carcinoma in patients undergoing hepatic resection. Gastroenterology 106, 720-727 (1994)). Se han propuesto varias moléculas como marcadores pronósticos de los HCC, ninguna de las cuales ha demostrado ser clínicamente útil (Iuzuka, N. y col. NM23-H1 y NM23-H2 messanger RNA abundance in human hepatocellular carcinoma. Cancer Res. 55, 652-657 (1995), Hsu, H.C. y col., Expression of p53 gene in 184 unifocal hepatocellular carcinomas: association with tumor growth invasiveness, Cancer Res. 53, 4691-4694 (1993), y Mathew, J. y col. CD44 is expressed in hepatocellular carcinomas showing vascular invasion, J. Pathol. 179, 74-79 (1996)). Por lo tanto, cualquier método que prediga una recidiva sería muy valioso para comprender los mecanismos del cáncer y también para establecer los nuevos tratamientos para el cáncer. El documento WO 01/18542 concierne a métodos para evaluar si una paciente padece cáncer de ovario comparando el nivel de expresión de un marcador en una muestra de la paciente con el nivel normal en una muestra de control de un cáncer no ovárico. La Patente de EE.UU. Núm. 6.025.128 concierne a métodos para predecir la recidiva de un cáncer de próstata generando parámetros de predicción para las células prostáticas y prediciendo la recidiva del cáncer de próstata en las muestras celulares mediante análisis estadístico de los parámetros de predicción. No obstante, debido a que existen limitaciones tecnológicas para predecir una recidiva aplicando los métodos tradicionales, y otras limitaciones que pueden ser atribuibles a la elevada heterogeneidad de los tumores entre los pacientes, es necesario diseñar un nuevo método para caracterizar tumores y predecir una recidiva del cáncer.
El desarrollo reciente de las tecnologías de las micromatrices, que permiten realizar análisis de expresión paralelos de un gran número de genes, ha abierto una nueva era en la ciencia médica (Schena, M. y col. Quantitative monitoring of gene expression patterns with a complementary DNA microarray. Science 270, 467-470 (1995), y DeRisi, J. y col. Use of a cDNA microarray to analyze gene expression patterns in human cancer. Nature Genet. 14, 457-460 (1996)). En particular, estudios realizados con micromatrices de cDNA de la expresión génica de tumores han proporcionado conocimientos importantes de las propiedades de tumores malignos, tales como el pronóstico y la sensibilidad frente a fármacos (Alizadeh, A.A. y col. Distinct types of diffuse large B-cell lymphoma identified by gene expression profiling. Nature 403, 503-511 (2000) y Scherf, U. y col. A gene expression data base for the molecular pharmacology of cancer. Nature Genet. 24, 236-244 (2000)).
Recientemente, se ha introducido el aprendizaje supervisado en el análisis de la expresión génica (Brazma, A. y Vilo, J. Gene expression data analysis. FEBS Lett. 480, 17-24 (2000) y Kell, D.B. y King, R.D. On the optimization of classes for the assignment of unidentified reading frames in functional genomics programs: the need of machine learning. Trends Biotechnol. 18, 93-98 (2000)). Utilizando muestras clasificadas, el aprendizaje supervisado presenta la ventaja decisiva de una gran parte del conocimiento a priori sobre la naturaleza de los datos (Duda, R. O. y col. Pattern classification. John Wiley & Sons (2001), y Jain, A.K. y col. Statistical pattern recognition: A review. IEEE Trans. Pattern Analysis and Machine Intelligence. 22, 4-37 (2000)). Sin embargo, ninguno de los métodos de aprendizaje supervisado previamente publicados, evalúa directamente la combinación de genes y por ello ninguno de ellos puede utilizar información concerniente a las características estadísticas, es decir, a la estructura de la distribución de los genes (Golub, T.R. y col. Molecular classification of cancer: class discovery and class prediction by gene expression monitoring. Science 286, 531-537 (1999) y Brown, M.P. y col. Knowledge-based analysis of microarray gene expression data using support vector machines. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 97, 262-267 (2000)).
Los sistemas de evaluación que son pronosticadores de la recidiva del cáncer se crean analizando los datos obtenidos con micromatrices de DNA con el aprendizaje supervisado en el reconocimiento de patrones estadísticos (Duda, R. O. y col. Pattern classification. John Wiley & Sons (2001)).
El aprendizaje supervisado en el reconocimiento de patrones estadísticos se ha aplicado con éxito a la resolución de diversos asuntos tales como la clasificación de documentos, el reconocimiento de la voz, el reconocimiento biomédico y la detección a distancia (Jain, A.K. y col., Statistical pattern recognition: A review. IEEE Trans. Pattern Analysis and Machine Intelligence. 22, 4-37 (2000)).
En la presente invención, los autores proporcionan un método in vitro para predecir la recidiva del cáncer analizando la expresión de genes y/o proteínas de tumores humanos primarios aplicando el criterio de Fisher. Es decir, la invención concierne a un método para la predicción de la recidiva del cáncer que comprende medir la expresión de genes y/o proteínas de tejidos tumorales humanos, y compararla con la expresión de esos genes y/o proteínas de tumores humanos primarios procedentes de pacientes que presentan una recidiva del cáncer y de pacientes que no presentan una recidiva del cáncer.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 ilustra el procedimiento de selección génica (Etapas 1-7) y de evaluación (Etapas 8-10) del sistema de valoración con el subconjunto óptimo de genes.
La Figura 2 ilustra el número óptimo de genes.
La Figura 3 ilustra las diferencias medias del mRNA de los genes seleccionados para la predicción de la recidiva temprana intrahepática. Las diferencias medias del mRNA de los 12 genes se compararon entre el Grupo A (indicado A) y el Grupo B (indicado B).
La Figura 4 ilustra la relación entre el tipo de virus, el estadio TNM y las valoraciones (valores de T) para la predicción de una recidiva temprana intrahepática. Usando el subconjunto óptimo de 12 genes, el sistema de valoración creado con 30 muestras de entrenamiento se evaluó con 3 muestras experimentales. Esta operación se repitió 10 veces de manera independiente. Se calcularon los valores de T de todas las muestras experimentales. Se predijo una recidiva temprana intrahepática cuando el valor de T era menor que cero. Independientemente del estadio y de los tipos de virus, todos los HCC con un valor de T negativo, presentaron recidivas tempranas intrahepáticas y todos los HCC con un valor de T positivo no presentaron recidivas. Símbolos coloreados, Grupo A (pacientes con recidiva temprana intrahepática); Símbolos blancos, Grupo B (pacientes sin recidiva temprana intrahepática); \medcirc, estadio I; \lozenge, estadio II; \Delta, estadio IIIA; \square estadio IVA; B: HBV-positivo; C: HCV-positivo; N: HBV-HCV-doble negativo.
La Figura 5 ilustra el sistema de valoración.
Explicación detallada de la invención
En la presente invención, se utilizan tejidos humanos procedentes de tumores, que incluyen tumores de cerebro, pulmón, mama, estómago, hígado, páncreas, vesícula biliar, colon, recto, riñón, vejiga, ovario, útero, próstata y piel. Después de que los tejidos humanos se han extirpado en operaciones quirúrgicas, es preferible que se congelen inmediatamente en nitrógeno líquido o en hielo seco que contiene acetona, y que se almacenen a una temperatura entre -70ºC y -80ºC hasta el momento de su utilización, con o sin ser incluidos en compuesto O.C.T. Sakura-Seiki, Tokio, Japón, Núm. de Catálogo 4583).
En particular, la presente invención se refiere a las siguientes realizaciones:
(1) Un método in vitro para la predicción de la recidiva del cáncer, que comprende las etapas de:
(a)
estudiar los niveles o patrones de expresión de dos o más genes y/o proteínas en las muestras preparadas procedentes de tejidos cancerosos de pacientes, en el que dichos genes y/o proteínas se seleccionan aplicando el criterio de Fisher sobre la base de los niveles o patrones de expresión de genes y/o proteínas de tejidos cancerosos de pacientes que presentan recidiva y de pacientes que no presentan recidi- va;
y,
(b)
predecir una recidiva del cáncer de los pacientes comparando los niveles o patrones de expresión de genes y/o proteínas estudiados en la etapa (a) con los niveles o patrones de expresión de los genes seleccionados mediante análisis estadísticos sobre la base de los niveles o patrones de expresión de genes y/o proteínas de tejidos cancerosos de pacientes que presentan recidiva y de pacientes que no presentan recidiva.
(2) El método in vitro según (1), en el que el número de genes y/o proteínas seleccionados mediante análisis estadísticos es 4 o más de 4.
(3) El método in vitro según (1), en el que el número de genes y/o proteínas seleccionados mediante análisis estadísticos es 6 o más de 6.
(4) El método in vitro según (1), en el que el número de genes y/o proteínas seleccionados mediante análisis estadísticos es 12 o más de 12.
(5) El método in vitro según de (1) a (4), en el que la recidiva del cáncer es una recidiva temprana de cáncer intrahepático.
(6) El método in vitro según de (1) a (5), en el que los genes y/o proteínas que se han de estudiar son los genes indicados con los números de registro del banco de datos M21574, M59465, U51240, X00274, X75042, X82200, Y10032, L08895, AC000063, U59321, Z19554 y D13639.
(7) El método in vitro según de (1) a (6), en el que la recidiva del cáncer es una recidiva temprana de cáncer intrahepático y los genes y/o proteínas que se han de estudiar son los genes indicados con los números de registro del banco de datos M21574, M59465, U51240, X00274, X75042, X82200, Y10032, L08895, AC000063, U59321, Z19554 y D13639.
(8) El método in vitro según (1) - (7), en el que los tejidos cancerosos son tejidos cancerosos de hígado.
(9) El método in vitro según (1) - (8), en el que la expresión de genes y/o proteínas de tejidos cancerosos humanos, y la expresión de genes y/o proteínas de tejidos cancerosos primarios humanos de pacientes que presentan recidiva y de pacientes que no presentan recidiva, se estudian por medio de micromatrices de DNA, transcripción inversa seguida de reacción en cadena de la polimerasa o matrices de proteínas.
La expresión de genes y/o proteínas de tejidos tumorales de pacientes que se someten a estudio para determinar la probabilidad de una recidiva del cáncer, se analiza midiendo los niveles de RNA y/o proteínas. En muchos casos, los niveles de RNA y/o proteínas se determinan midiendo la fluorescencia de sustancias que incluyen fluoresceína y rodamina, la quimioluminiscencia derivada de luminol, las radiactividades de materiales radiactivos que incluyen ^{3}H, ^{14}C, ^{35}S, ^{33}P, ^{32}P y ^{125}I y densidades ópticas. Los niveles de expresión de RNA y/o proteínas se determinan con métodos conocidos que incluyen micromatrices de DNA (Schena, M. y col. Quantitative monitoring of gene expression patterns with a complementary DNA microarray. Science 270, 467-470 (1995) y Lipshutz, R.J. y col. High density synthetic oligonucleotide arrays. Nature Genet. 21, 20-24 (1999)), RT-PCR (Weis, J.H. y col. Detection of rare mRNAs via quantitative RT-PCR. Trends Genetics 8, 263-264 (1992) y Bustin, S.A. Absolute quantification of mRNA using real-time reverse transcription polimerase chain reaction assays. J. Mol. Endocrinol. 25, 169-193 (2000)), transferencia Northern e hibridación in situ (Parker, R.M. y Barnes, N.M. mRNA: detection in situ and Northern hibridization. Methods Mol. Biol. 106, 247-283 (1999)), ensayo de protección frente a RNasa (Hod, Y.A. Simplified ribonuclease protection assay. Biotechniques 13, 852-854 (1992), Saccomanno, C.F. y col. A faster ribonuclease protection assay. Biotechniques 13, 846-850 (1992)), transferencia Western (Towbin, H. y col. Electrophoretic transfer of proteins from poliacrilamide gels to nitrocellulose sheets. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 76, 4350-4354 (1979), Burnette, W.N. Western blotting: Electrophoretic transfer of proteins from sodium dodecyl sulfate-polyacrilamide gels to unmodified nitrocellulose and radioiodinated protein A. Anal. Biochem. 112, 195-203 (1981)), ensayos ELISA (Engvall, E. y Perlman, P. Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA): Quantitative assay of immunoglobulin G. Immunochemistry 8:871-879 (1971)), y matrices de proteínas (Merchant, M. y Weinberger, S.R. Review: Recent advancements in surface enhanced laser desorption/ionization time of flight-mass spectrometry. Electrophoresis 21, 1164-1177 (2000), Paweletz, C.P. y col. Rapid protein display profiling of cancer progression directly from human tissue using a protein biochip. Drug Development Research 49, 34-42 (2000)).
La expresión de genes y/o proteínas de tumores procedentes de pacientes con cáncer que presentan una recidiva temprana y la de pacientes con cáncer que no presentan una recidiva temprana, se determinan de la misma manera que en el caso de los pacientes que se someten a estudio para determinar la probabilidad de recidiva.
Aunque la recidiva temprana del cáncer varía entre los diferentes tipos de cáncer, normalmente se produce dentro del plazo de uno o dos años después de la resección. Por lo tanto, los tumores de pacientes con cáncer que presentan recidiva dentro del plazo de uno o dos años después de la resección, se pueden usar considerados como los tumores de pacientes con recidiva temprana, y los de pacientes que no presentan recidiva antes de uno o dos años después de la resección se pueden usar considerados como los tumores de pacientes sin recidiva tempra-
na.
Las diferencias en los niveles o patrones de expresión de genes y/o proteínas de tumores entre pacientes con cáncer que presentan recidiva temprana y de pacientes con cáncer que no presentan recidiva temprana, se pueden analizar y detectar mediante métodos conocidos de análisis estadístico. El aprendizaje supervisado en el reconocimiento de patrones estadísticos se puede usar para el análisis estadístico de los patrones de expresión de genes y/o proteínas de los tumores. Aplicando el aprendizaje supervisado en el reconocimiento de patrones estadísticos, entre los genes y/o proteínas estudiados, se seleccionan 2 o más genes y/o proteínas cuya expresión es indicativa de una recidiva del cáncer.
Algunos genes y/o proteínas que son indicativos de una recidiva del cáncer, se seleccionan en primer lugar mediante aplicación de criterios unidimensionales. Después, los subconjuntos óptimos de genes y/o proteínas se seleccionan de entre estos genes y/o proteínas por medio de una búsqueda exhaustiva con el método denominado "dejar uno fuera" que tiene en consideración todas las combinaciones posibles de genes y/o proteínas.
Se crean fórmulas que predicen la recidiva del cáncer usando los subconjuntos óptimos de al menos 2 o más de los genes y/o proteínas, preferiblemente 4 o más de los genes y/o proteínas, más preferiblemente 6 o más de los genes y/o proteínas, y muy preferiblemente 12 o más de los genes y/o proteínas, cuya expresión es indicativa de una recidiva del cáncer. Para crear las fórmulas, se usan clasificadores sencillos tales como un clasificador lineal (Duda, R. O. y col. Pattern classification. John Wiley & Sons (2001), y Jain, A.K. y col. Statistical pattern recognition: A review. IEEE Trans. Pattern Analysis and Machine Intelligence. 22, 4-37 (2000)) que operan bien incluso cuando el número de muestras es pequeño comparado con el número de genes y/o proteínas.
Aquí se describen kits para llevar a cabo los métodos de la presente invención. Los kits para estudiar los patrones de expresión de 2 o más de los genes y/o proteínas que son indicativos de una recidiva del cáncer, consisten en los componentes que incluyen reactivos para la extracción del RNA, enzimas para las síntesis de cDNA y cRNA, chips de DNA, chips de oligonucleótidos, chips de proteínas, sondas y cebadores para los análisis, fragmentos de DNA de genes de control y anticuerpos dirigidos contra diferentes proteínas. Los componentes de los kits se encuentran fácilmente disponibles en el mercado. Por ejemplo, los chips de oligonucleótidos, el reactivo de guanidina-fenol, la transcriptasa inversa, la RNA-polimerasa de T7 y la Taq-polimerasa se pueden adquirir y agrupar para constituir los kits de la presente invención.
Los siguientes ejemplos ilustran simplemente el método preferido para la predicción de la recidiva del cáncer, de la presente invención, y no deben ser interpretados como limitativos de la misma.
Ejemplos Ejemplo 1 Selección de los pacientes para el análisis de la recidiva temprana intrahepática
Se ha publicado que las recidivas tempranas intrahepáticas (dentro del plazo de un año) después de una cirugía provienen principalmente de metástasis intrahepáticas, mientras que las recidivas tardías es más probable que sean de aparición multicéntrica (Poon, R.T. y col. Different risk factors and prognosis for early and late intrahepatic recurrence after resection of hepatocellular carcinoma. Cancer 89, 500-507 (2000)). Además, es muy conocido que la respuesta de los pacientes con recidiva intrahepática, es peor que la de pacientes con aparición multicéntrica (Yamamoyo, J. y col. Recurrence of hepatocellular carcinoma after surgery, Br. J. Surg. 83, 1219-1222 (1996) y Poon, R.T. y col. Different risk factors and prognosis for early and late intrahepatic recurrence after resection of hepatocellular carcinoma. Cancer 89, 500-507 (2000)). Por ello los patrones de expresión génica ligados a la recidiva temprana intrahepática se investigaron en el plazo de un año después de la cirugía.
Treinta y tres pacientes fueron sometidos a tratamiento quirúrgico por HCC en el Yamaguchi University Hospital entre mayo de 1.997 y enero de 2.000. Se obtuvo un consentimiento informado por escrito en todos los casos antes de la cirugía. El protocolo del estudio fue aprobado por el Institutional Review Board for Human Use en la Yamaguchi University School of Medicine en mayo de 1.996. Un diagnóstico histopatológico de HCC se realizó en todos los pacientes después de la cirugía. El estudio histopatológico reveló la ausencia de tumores residuales (R0) en la totalidad de las 33 muestras de HCC. La Tabla 1 muestra las características anatomoclínicas de los 33 pacientes, basadas en la clasificación TNM de la Union Internationale Contre le Cancer (UICC) (Sobin, L.H. y Wittekind, C. TNM classification of Malignant Tumors, 5ª ed., UICC, Wiley-Liss, 74-77 (1997)). Desde el punto de vista serológico, 7 pacientes fueron positivos al antígeno de superficie de la hepatitis B, 22 pacientes fueron positivos al anticuerpo anti-HCV y los 4 pacientes restantes fueron negativos a ambos. Los 33 pacientes se sometieron a seguimiento con respecto a la recidiva del cáncer con ecografía, tomografía computerizada y medida del nivel de alfa-fetoproteína cada 3 meses después de la resección hepática. Siempre que se consideró necesario, se añadieron un análisis de imágenes por resonancia magnética y una angiografía hepática. De los 33 pacientes con HCC, se encontraron recidivas tempranas intrahepáticas en 12 de ellos (36%). En 11 de estos 12 pacientes, se detectaron HCC recidivantes en forma de nódulos múltiples o en forma de diseminación difusa en el hígado remanente. En uno de los pacientes, se detectó un tumor nuevo en forma de un nódulo único en el segmento adyacente a la lesión primaria extirpada, nueve meses después de la cirugía, y después se observaron múltiples metástasis pulmonares. Ninguno de los 21 pacientes restantes presentaron recidivas intrahepáticas ni otras metástasis distales en el plazo de un año después de la cirugía. Estos pacientes se dividieron en dos grupos: los pacientes que habían presentado recidivas intrahepáticas en el plazo de un año en el Grupo A (n = 12) y los pacientes que no las habían presentado en el Grupo B (n = 21) (Tabla 1). La prueba de \chi^{2} y la prueba exacta de Fisher se usaron para elucidar las diferencias en factores anatomoclínicos entre los 2
grupos.
Ejemplo 2 Extracción del RNA procedente de tejidos
Trozos de tejidos (de aproximadamente 125 mm^{3}) se suspendieron en TRIZOL (Life Technologies, Gaithersburg, USA, Núm. de Catálogo 15596-018) o en Sepasol-RNAI (o Sepasol-RNAI (Nacalai tesque, Kyoto, Japón, Núm. de Catálogo 306-55) y se homogeneizaron dos veces con un Polytron (Kinematica, Littau, Suiza) (5 s a velocidad máxima). Después de la adición de cloroformo, los homogeneizados de los tejidos se centrifugaron a 15.000 x g durante 10 min, y se recogieron las fases acuosas que contenían el RNA. El RNA celular total se precipitó con alcohol isopropílico, se lavó una vez con etanol al 70% y se suspendió en agua tratada con DEPC (Life Technologies, Gaithersburg, USA, Núm. de Catálogo 10813-012). Después de que el RNA se hubo tratado con 1,5 unidades de DNasaI (Life Technologies, Gaithersburg, USA, Núm. de Catálogo 18068-015), el RNA se extrajo de nuevo con TRIAZOL/cloroformo, se precipitó con etanol y se disolvió en agua tratada con DEPC. Seguidamente, se retiraron los nucleótidos de bajo peso molecular usando un RNeasy Mini Kit (QIAGEN, Hilden, Alemania, Núm. de Catálogo 74104) conforme al manual de instrucciones del fabricante. La calidad del RNA total se juzgó por la proporción de RNA ribosómico 28S y de RNA ribosómico 18S después de una electroforesis en gel de agarosa. El RNA total purificado se almacenó a -80ºC en una disolución de etanol al 70% hasta el momento de su uso.
Ejemplo 3 Síntesis de cDNA y de sondas de cRNA marcadas
El cDNA se sintetizó usando el sistema reverse SuperScript Choice System (Life Technologies, Gaithersburg, USA, Núm. de Catálogo 18090-019) conforme al manual de instrucciones del fabricante. Cinco microgramos del RNA total purificado se hibridaron con un cebador oligo-dT (Sawady Technology, Tokio, Japón) que contenía las secuencias del promotor de T7 y 200 unidades de la transcriptasa inversa SuperScriptII y se incubaron a 42ºC durante 1 h. El cDNA resultante se extrajo con fenol/cloroformo y se purificó con Phase Lock Gel Light (Eppendorf, Hamburg, Alemania, Núm. de Catálogo 0032 005.101).
También se sintetizó cRNA usando el MEGAscript T7 kit (Ambion, Austin, USA, Núm. de Catálogo 1334) y el cDNA como molde conforme a las instrucciones del fabricante. Aproximadamente 5 \mug del cDNA, se incubaron con 2 \mul de una mezcla enzimática que contenía la polimerasa de T7, una concentración 7,5 mM de adenosina-trifosfato (ATP) y de guanosina-trifosfato (GTP), una concentración 5,625 mM de citidina-trifosfato (CTP) y de uridina trifosfato (UTP), y una concentración 1,875 mM de Bio-11-CTP y de Bio-16-UTP (ENZO Diagnostics, Farmingdale, USA, Núm. de Catálogo 42818 y 42814, respectivamente) a 37ºC durante 6 h. Los mononucleótidos y los oligonucleótidos cortos se retiraron mediante cromatografía en columna en una columna CHROMA SPIN+STE-100 (Clontech, Palo Alto, USA, Núm. de Catálogo K1302-2), y el cRNA presente en los eluidos se sedimentó añadiendo etanol. La calidad del cRNA se juzgó por la longitud del cRNA después de una electroforesis en gel de agarosa. El cRNA purificado se almacenó a -80ºC en una disolución de etanol al 70% hasta el momento de su utiliza-
ción.
Ejemplo 4 Análisis de expresión génica de tumores procedentes de pacientes con y sin recidiva
La expresión génica de tumores primarios humanos procedentes de pacientes con cáncer de hígado se estudió con micromatrices de alta densidad de oligonucleótidos (HuGeneFL array, Affymetrix, Santa Clara, EE.UU, Núm. de Catálogo 510137) (Lipshutz, R.L. y col. High density synthetic oligonucleotide arrays, Nature Genet. 21, 20-24 (1999)). Para la hibridación con los oligonucleótidos dispuestos sobre los chips, el cRNA se fragmentó a 95ºC durante 35 min en un tampón que contenía Tris 40 mM (Sigma, St. Louis, EE.UU, Núm de Catálogo T1503) - ácido acético (Wako, Osaka, Japón, Núm. de Catálogo 017-00256) (pH 8,1), acetato de potasio 100 mM (Wako, Osaka, Japón, Núm. de Catálogo 160-03175), y acetato de magnesio 30 mM (Wako, Osaka, Japón, Núm. de Catálogo 130-00095). La hibridación se realizó en 200 \mul de un tampón que contenía ácido 2-(N-morfolino)etanosulfónico (MES) 0,1 M (Sigma, St. Louis, EE.UU., Núm de Catálogo M-3885) (pH 6,7), NaCl 1 M (Nacalai tescque, Tokio, Japón, Núm. de Catálogo 313-20), poli(10)(oxileno-octilfenil)éter al 0,01% (Wako, Osaka, Japón, Núm. de Catálogo 168-11805), 20 \mug de DNA de esperma de arenque (Promega, Madison, EE.UU., Núm. de Catálogo D181B), 100 \mug de albúmina de suero bovino acetilada (Sigma, St. Louis, EE.UU., Núm. de Catálogo B-8894), 10 \mug del cDNA fragmentado, y oligonucleótidos de control biotinilados, biotina-5'-CTGAACGGTAGCATCTTGAC-3' (Sawady Technology, Tokio, Japón) a 45ºC durante 12 h. Después de lavar los chips con un tampón que contenía MES 0,01 M (pH 6,7), NaCl 0,1 M, poli(10)(oxileno-octilfenil)éter al 0,001%, los chips se incubaron con anticuerpo anti-estreptavidina biotinilado (Funakoshi, Tokio, Japón, Núm. de Catálogo BA0500) y se tiñeron con estreptavidina R-ficoeritrina (Molecular Probes, Eugene, EE.UU., Núm. de Catálogo S-866) para incrementar las señales de hibridación según se describe en el manual de instrucciones (Affymetrix, Santa Clara, EE.UU.). Cada nivel de píxeles se recogió con un escáner láser (Affymetrix, Santa Clara, EE.UU.) y los niveles de expresión de cada uno de los cDNA y la fiabilidad (llamada presente/llamada ausente) se calcularon con los programas Affymetrix GeneChip versión 3.3 y Affymetrix Microarray Suite versión 4.0. En estos experimentos, se determina la expresión de 6.000 genes de tumores primarios humanos de pacientes con cáncer de hígado.
Ejemplo 5 Análisis de RT-PCR cinética
La expresión de los genes también se determina mediante un RT-PCR cinética. La RT-PCR cinética se realizó con un sistema de PCR en tiempo real que utiliza fluorescencia. La amplificación por PCR usando un instrumento LightCycler (LightCycler System, Roche Diagnostics, Mannheim, Alemania, Núm. de Catálogo 2011468) se llevó a cabo en 20 \mul de una mezcla de reacción que consistió en una mezcla maestra y un tampón (LightCycler DNA Master hybridization probes, Roche Diagnostics, Mannheim, Alemania, Núm. de Catálogo 2158825), cloruro de magnesio 4 mM (Nacalai tescque, Tokio, Japón, Núm. de Catálogo 77-91-18-6)), 10 pmoles de los cebadores de PCR (Sawady Technology, Tokio, Japón), 4 pmoles de sondas de hibridación fluorescentes (Nihon Genome Research Laboratories, Sendai, Japón), que se habían diseñado para que se hibriden con las secuencias diana en una ordenación cabeza-cola sobre la cadena de los productos amplificados, y 2 \mul de cDNA molde en un LightCycler capillary (Roche Diagnostics, Mannheim, Alemania, Núm. de Catálogo 1909339). La sonda dadora estaba marcada con fluorescencia en el extremo 3', mientras que la sonda aceptora estaba marcada con LC-Red640 en el extremo 5' y se había modificado en el extremo 3' mediante fosforilación para bloquear la extensión. El hueco entre el extremo 3' de la sonda dadora y el extremo 5' de la sonda aceptora fue de entre 1 y 3 bases. Antes de la amplificación, a la mezcla de reacción se añadieron 0,16 \mul de anticuerpo TaqStart (Clontech, Palo Alto, EE.UU., Núm. de Catálogo 5400-1), a lo que siguió la incubación a temperatura ambiente durante 10 min para bloquear la extensión del cebador. A continuación, el anticuerpo se inactivó mediante la incubación a 95ºC durante 90 s, y la amplificación se realizó en el LightCycler con 40 ciclos de incubación a 95ºC durante 0 s para la desnaturalización, a 57ºC - 60ºC durante 3 s -10 s para la reasociación y a 72ºC durante 10 s para la extensión, con una pendiente de temperaturas de 20ºC/s. El seguimiento de la PCR en tiempo real se realizó midiendo las señales fluorescentes al final de la fase de reasociación en cada uno de los ciclos de amplificación. Para cualificar la integridad del DNA aislado y para normalizar el número de copias de secuencias diana, un análisis de RT-PCR cinética de la gliceraldehído-3-fosfato-deshidrogenasa (GAPDH) (del inglés, " GlycerAldehyde-3-Phosphate DeHydrogenase") se llevó también a cabo usando sondas de hibridación. Se prepararon estándares externos del mRNA diana y del mRNA de GDPH con diluciones seriadas de razón 10 veces (de 10^{3} a 10^{8}) de DNA plasmídico. La cuantificación de mRNA en cada una de las muestras se realizó automáticamente con referencia a la curva estándar construida en cada uno de los puntos de tiempo conforme al programa LightCycler software (LightCycler software versión 3, Roche Diagnostics, Mannheim,
Alemania).
Ejemplo 6 Identificación de conjuntos de genes cuya expresión distingue a los pacientes con cáncer de hígado que presentan recidiva temprana intrahepática de los pacientes que no presentan recidiva temprana intrahepática
La recidiva temprana intrahepática tiende a estar asociada con el número de tumores primarios y con el estadio TNM con valores de p de 0,041 y 0,006 respectivamente, pero no con otros factores anatomoclínicos (Tabla 1). El número de tumores primarios en el momento de la cirugía distinguió el grupo A del grupo B solamente con la sensibilidad y la especificidad limitadas (62% y 75% respectivamente). La clasificación por estadios TNM presentó también una sensibilidad (67%) y una especificidad (83%) limitadas con respecto a la separación de los grupos A y B. Por lo tanto, parece que estas clasificaciones tradicionales no son pronósticas de la recidiva temprana intrahepá-
tica.
El aprendizaje supervisado en el reconocimiento de patrones estadísticos se aplicó para analizar los datos de micromatrices de alta densidad de oligonucleótidos. El sistema de valoración se diseñó con las muestras de entrenamiento y su ejecución se validó con las muestras experimentales (Fig. 1). Con el fin de mantener la independencia de las muestras de entrenamiento y de las muestras experimentales, se adoptó la estrategia de las validaciones cruzadas en la que las muestras de entrenamiento y las muestras experimentales se intercambiaron. Las treinta y tres muestras disponibles se dividieron en 30 muestras de entrenamiento y 3 muestras experimentales aplicando la estrategia de las validaciones cruzadas (Fig. 1, Etapa 1). Sobre la base de la probabilidad a priori, se crearon diez conjuntos de las muestras de entrenamiento que consistían en 11 muestras del grupo A y 19 muestras del Grupo B. Como resultado, se crearon diez conjuntos de tres muestras experimentales que consistían en una muestra de Grupo A y dos muestras del Grupo B.
Se seleccionaron cincuenta genes útiles para crear el sistema de valoración pronóstico entre la totalidad de los genes estudiados que presentaban una media de las diferencias medias de más del doble entre el Grupo A y el Grupo B usando el criterio de Fisher (Fig. 1, Etapas 2 - 3), que se obtuvo aplicando la siguiente Fórmula (I):
F(i) = \frac{(\mu_{A} (i) - \mu_{B} (i))^{2}}{P(A) \sigma_{A}^{2} (i) + P(B) \sigma_{B}^{2} (i)}
en la que \mu_{A}(i) es el componente i-ésimo del vector \mu_{A} de la media de las muestras del Grupo A, \sigma_{A}^{2}(i) es el elemento diagonal i-ésimo de la matriz \sum_{A} de la covarianza de las muestras del Grupo A, y P(A) es la probabilidad a priori del Grupo A.
Por lo tanto, el subconjunto óptimo de los genes para el sistema de valoración se identificó como se menciona a continuación.
El clasificador lineal de Fisher asigna una muestra experimental x a que sea clasificada en el Grupo A con la siguiente Fórmula (II),
si
F_{A} (x) < F_{B} (x)
en la que
F_{A} (x) = \frac{1}{2} (x - \mu_{A})^{T} \sum_{W}^{-1} (x - \mu_{A}) - In \ P(A)
\sum_{W} = P(A) \sum_{A} + P(B) \sum_{B}
En el método conocido como "dejar uno fuera", el vector de la media de las muestras, la matriz de la covarianza de las muestras y la probabilidad a priori se estimaron usando 20 muestras como muestras de entrenamiento. Después, el clasificador lineal de Fisher resultante se aplicó sobre la muestra restante considerada como muestra pseudo-experimental. Esta operación se repitió 30 veces. La tasa de error se calculó para cada uno de los posibles subconjuntos de genes. Por ejemplo, cuando se seleccionan 5 genes entre 50, el número de subconjuntos que ha de ser estudiado es de dos millones.
A continuación, se seleccionaron los subconjuntos de genes candidatos que minimizan la tasa de error (Fig. 1, Etapa 4). Este estudio se repitió 10 veces de manera independiente (Fig. 1, Etapa 5).
Entre los subconjuntos de genes candidatos, el subconjunto de genes que apareció con más frecuencia a lo largo de los 10 estudios se seleccionó como el subconjunto óptimo de genes para la discriminación de los dos grupos (Fig. 1, Etapa 6). Usando el subconjunto óptimo de los genes seleccionados, el valor de T se obtiene con la siguiente Fórmula (III).
T(x) = F_{A}(x) - F_{B}(x)
En este sistema de valoración, todos los HCC con un valor de T negativo se clasificaron en el Grupo A (grupo con recidiva temprana intrahepática) y todos los HCC con un valor de T positivo se clasificaron en el Grupo B (grupo que no presenta recidiva).
El número óptimo de genes se determinó conforme al criterio J que se obtuvo con la siguiente fórmula (IV) (Fig. 1, Etapa 7).
J = \frac{1}{30} \left[\sum\limits_{x\in B} T(x) - \sum\limits_{x\in A} T(x)\right]
El criterio J mide la separabilidad entre el Grupo A y el Grupo B. La media y el intervalo de confianza del 95% de los valores de J en 10 conjuntos de entrenamiento diferentes se calcularon para un número distinto de genes (Fig. 2). La separabilidad mejoró en paralelo a un incremento en el número de los genes. El noventa y cinco por ciento del intervalo de confianza se hizo casi similar cuando el número de genes llegó a 10 y 12, lo que indica que 12 es el número de genes más apropiado para la separabilidad los dos grupos (Fig. 2).
Ejemplo 7 Subconjunto óptimo de los 12 genes cuya expresión es indicativa de una recidiva temprana intrahepática
Conforme al algoritmo anteriormente descrito, se identificó el subconjunto óptimo de los 12 genes que discrimina al Grupo A del Grupo B. El subconjunto óptimo de genes consistió en los genes del receptor alfa del factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGFRA) (del inglés, " Platelet-Derived Growth Factor Receptor Alpha"), proteína A20 inducible por el factor alfa de necrosis tumoral (TNF-\alpha), proteína multitransmembrana asociada a lisosomas (LAPTm5), cadena pesada alfa de HLA-DR, el proto-oncogén rel, Staf50, la proteína quinasa de serina/treonina putativa, el factor de transcripción de la familia MADS/MEF2 (MEF2C), el clon LUCA19 de cósmidos humanos HUMLUCA19 procedente de 3p21.3, la proteína p72 con la caja DEAD, vimentina y el gen KIAK0002 (Tabla 2). De los 12 genes seleccionados, la expresión de once estuvo regulada por disminución en el Grupo A; la media de las diferencias medias de estos genes en el Grupo A fue de menos de la mitad de la de estos genes en el Grupo B (Fig. 3). En cambio, la expresión del gen HUMLUCA19 estaba regulada por aumento en el Grupo A; la media de las diferencias medias del gen HUMLUCA19 en el Grupo A estaba incrementada en más de 3 veces en comparación con la del Grupo B (Fig. 3). La precisión de la evaluación para la predicción de la recidiva temprana intrahepática se evaluó con los 10 conjuntos diferentes de 3 muestras experimentales (Fig. 4). Se predice una recidiva temprana del HCC calculando los valores de T de los 12 genes de los pacientes con HCC. La recidiva dentro del plazo de un año después de la cirugía es muy probable que tenga lugar cuando el valor de T es menor que cero, y la recidiva dentro del plazo de un año después de la cirugía es bastante improbable que tenga lugar cuando el valor de T es mayor que cero. El sistema de valoración fue perfectamente capaz de predecir la recidiva temprana intrahepática de 3 muestras experimentales en los 10 estudios. El sistema de valoración fue independiente de patrones de infecciones víricas, y fue mucho más preciso que el sistema TNM de clasificación por estadios (Fig. 4). El sistema de valoración que toma como base los 33 HCC utilizando los 12 genes anteriormente mencionados (Fig. 5) incluye la siguiente fórmula (V).
\quad
T(x) = 0,053862x_{1} + 0,038848x_{2} + 0,030176x_{3} + 0,001824x_{4} + 0,096997x_{5} \ +
\quad
0,017259x_{6} + 0,015908x_{7} + 0,103081x_{8} - 0,0937746x_{9} \ +
0,024031x_{10} - 0,005417x_{11} - 0,119177x_{12} - 11,046007
Fórmula (V)
en la que x_{1}, x_{2}, x_{3}, x_{4}, x_{5}, x_{6}, x_{7}, x_{8}, x_{9}, x_{10}, x_{11} y x_{12} son las diferencias medias normalizadas de los mRNA del receptor alfa del factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGFRA), proteína A20 inducible por el factor alfa de necrosis tumoral (TNF-\alpha), proteína multitransmembrana asociada a lisosomas (LAPTm5), cadena pesada alfa de HLA-DR, el proto-oncogén rel, Staf50, la proteína quinasa de serina/treonina putativa, el factor de transcripción de la familias MADS/MEF2 (MEF2C), el clon LUCA19 de cósmidos humanos HUMLUCA19 procedente de 3p21.3, la proteína p72 con la caja DEAD, vimentina y el gen KIAK0002 (Tabla 2).
Los 12 genes seleccionados en la presente invención están implicados en una amplia variedad de procesos biológicos. De estos genes, los genes relacionados con respuestas inmunológicas, tales como el de la cadena pesada alfa de HLA-DR, el de la proteína A20 inducible por TNF-\alpha y el de Staf50, estaban regulados por disminución en los HCC con recidiva temprana intrahepática. Debido a que la cadena pesada alfa de HLA-DR se considera que desempeña un papel importante en la presentación de antígenos por los macrófagos (Tissot, C. y Mechti, N. Molecular cloning of a new interferon-induced factor that represses human immunodeficiency virus type 1 long terminal repeat expression. J. Biol. Chem. 270, 14891-14898 (1995)), su regulación por disminución en tejidos tumorales pudiera facilitar el escape de células tumorales de la vigilancia inmunológica del hospedador. El proto-oncogén rel, que está implicado en la ruta de señalización intracelular al igual que NF-\kappaB, también estaba regulado por disminución en los HCC con recidiva temprana intrahepática. Además, se ha publicado que la expresión de rel/NF-\kappaB está asociada con la activación de las células T (Mora, A. y col. NF-kappaB/Rel participation in the lymphokine-dependent proliferation of T lymphoid cells. J. Immunol. 166, 2218-2217 (2000)). Por lo tanto, parece que varios genes que se habían seleccionado para usar en la predicción de la recidiva temprana intrahepática por la presente invención, están implicados en la debilitamiento de las respuestas inmunológicas del hospedador frente a células de HCC que poseen altos potenciales de metástasis.
El patrón de expresión génica de otros pacientes con HCC cuyo periodo de seguimiento acababa de alcanzar un año, se analizó también con micromatrices de oligonucleótidos, y las evaluaciones de la expresión de los 12 genes se calcularon conforme a la fórmula anteriormente descrita. Los valores de T de los pacientes que vivieron más de un año después de la cirugía sin presentar recidiva fueron positivos (valor más) y el del otro paciente que presentó recidiva intrahepática en el plazo de un año después de la cirugía fue negativo (menos). Por lo tanto, el sistema de valoración constituido por el conjunto de 12 genes obtenidos entre 6.000, fue capaz de predecir con precisión una recidiva temprana intrahepática. La aplicación del aprendizaje supervisado en el reconocimiento de patrones estadísticos a especímenes clínicos, puede proporcionar una información clave por adelantado para la protección, diagnóstico y tratamientos de otras enfermedades así como de los HCC. Además, no solamente las micromatrices de DNA sino también otros métodos como la RT-PCR, se pueden usar para determinar la expresión de los conjuntos óptimos de genes.
TABLA I Factores anatomoclínicos del HCC usados en la recidiva temprana intrahepática
Factores Grupo A Grupo B Valor de P
(n=12) (n=21)
Sexo N.S.
\hskip0,5cm Hombre 8 16
\hskip0,5cm Mujer 4 5
Edad N.S.
\hskip0,5cm \leq 60 5 7
\hskip0,5cm > 60 7 14
Infección vírica N.S.
\hskip0,5cm HBV 3 4
\hskip0,5cm HCV 8 14
\hskip0,5cm No B, No C 1 3
Lesión primaria 0,041
\hskip0,5cm Tumor único 3 13
\hskip0,5cm Tumores múltiples 9 8
Tamaño del tumor (cm) N.S.
\hskip0,5cm < 2,0 0 5
\hskip0,5cm 2,0 - 5,0 8 14
\hskip0,5cm >5,0 4 2
Estadio * 0,006
\hskip0,5cm I/II 2 14
\hskip0,5cm IIIA/IVA 10 7
Graduación histológica* N.S.
\hskip0,5cm G1 0 2
\hskip0,5cm G2 9 17
\hskip0,5cm G3 3 2
Invasión venosa* N.S.
\hskip0,5cm (-) 7 18
\hskip0,5cm (+) 5 3
Hígado no canceroso N.S
\hskip0,5cm Cambio inespecífico 1 1
\hskip0,5cm Hepatitis crónica 2 10
\hskip0,5cm Cirrosis hepática 9 10
*, Evaluación basada en la clasificación TNM de UICC
HBV: virus de la hepatitis B, HCV: virus de la hepatitis C, no B, no C = ni HBV ni HCV
Grupo A: recidiva temprana intrahepática (+)
Grupo B: recidiva temprana intrahepática (-)
N.S.: No significativo
TABLA 2 La fórmula y los 12 genes que predicen una recidiva temprana intrahepática
T(x) = 0,053862x_{1} + 0,038848x_{2} + 0,030176x_{3} + 0,001824x_{4} + 0,096997x_{5} +
0,017259x_{6} + 0,015908x_{7} + 0,103081x_{8} - 0,0937746x_{9} + 0,024031x_{10} -
0,005417x_{11} - 0,119177x_{12} - 11,046007
GB* Descripción
x_{1} M21574 receptor alfa del factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGFRA)
x_{2} M59465 proteína A20 inducible por el factor alfa de necrosis tumoral
x_{3} U51240 proteína multitransmembrana asociada a lisosomas (LAPTm5)
x_{4} X00274 cadena pesada alfa de HLA-DR (antígeno de clase II)
x_{5} X75042 proto-oncogén rel
x_{6} X82200 Staf50
x_{7} Y10032 proteína quinasa de serina/treonina putativa
x_{8} L08895 factor de transcripción de la familia MADS/MEF2 (MEF2C)
x_{9} AC000063 clon LUCA19 de cósmidos humanos HUMLUCA19 procedente de 3p21.3
x_{10} U59321 proteína p72 con la caja DEAD
x_{11} Z19554 vimentina
x_{12} D13639 gen KIAK0002
GB*: Número de registro en el banco de genes

Claims (9)

1. Un método in vitro para la predicción de la recidiva del cáncer, que comprende las etapas de:
(a) estudiar los niveles o patrones de expresión de dos o más genes y/o proteínas en las muestras preparadas procedentes de tejidos cancerosos de pacientes, en el que dichos genes y/o proteínas se seleccionan aplicando el criterio de Fisher sobre la base de los niveles o patrones de expresión de genes y/o proteínas de tejidos cancerosos de pacientes que presentan recidiva y de pacientes que no presentan recidiva; y,
(b) predecir una recidiva del cáncer en los pacientes comparando los niveles o patrones de expresión de los genes y/o proteínas estudiados en la etapa (a) con los niveles o patrones de expresión de los genes seleccionados mediante análisis estadísticos sobre la base de los niveles o patrones de expresión de genes y/o proteínas de tejidos cancerosos de pacientes que presentan recidiva y de pacientes que no presentan recidiva.
2. El método in vitro según la reivindicación 1,en el que el número de genes y/o proteínas seleccionados mediante análisis estadísticos es 4 o más de 4.
3. El método in vitro según la reivindicación 1, en el que el número de genes y/o proteínas seleccionados mediante análisis estadísticos es 6 o más de 6.
4. El método in vitro según la reivindicación 1, en el que el número de genes y/o proteínas seleccionados mediante análisis estadísticos es 12 o más de 12.
5. El método in vitro según las reivindicaciones de 1 a 4, en el que la recidiva del cáncer es una recidiva temprana de cáncer intrahepático.
6. El método in vitro según las reivindicaciones de 1 a 5, en el que los genes y/o proteínas que se han de estudiar son los genes indicados con los números de registro del banco de datos M21574, M59465, U51240, X00274, X75042, X82200, Y10032, L08895, AC000063, U59321, Z19554 y D13639.
7. El método in vitro según las reivindicaciones de 1 a 6, en el que la recidiva del cáncer es una recidiva temprana de cáncer intrahepático y los genes y/o proteínas que se han de estudiar son los genes indicados con los números de registro del banco de datos M21574, M59465, U51240, X00274, X75042, X82200, Y10032, L08895, AC000063, U59321, Z19554 y D13639.
8. El método in vitro según las reivindicaciones 1-7, en el que los tejidos cancerosos son tejidos cancerosos de hígado.
9. El método in vitro según las reivindicaciones 1-8, en el que la expresión de genes y/o proteínas de tejidos cancerosos humanos y la expresión de genes y/o proteínas de tejidos cancerosos primarios humanos de pacientes que presentan recidiva y de pacientes que no presentan recidiva, se estudian por medio de micromatrices de DNA, transcripción inversa seguida de reacción en cadena de la polimerasa o matrices de proteínas.
ES01951968T 2001-07-23 2001-07-23 Sistema de evaluacion para predecir la recidiva del cancer. Expired - Lifetime ES2254450T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2001/006330 WO2003010337A1 (en) 2001-07-23 2001-07-23 Scoring system for the prediction of cancer recurrence

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2254450T3 true ES2254450T3 (es) 2006-06-16

Family

ID=11737575

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES01951968T Expired - Lifetime ES2254450T3 (es) 2001-07-23 2001-07-23 Sistema de evaluacion para predecir la recidiva del cancer.

Country Status (9)

Country Link
US (2) US7747389B2 (es)
EP (1) EP1409716B1 (es)
JP (1) JP4353796B2 (es)
CN (1) CN100398663C (es)
AT (1) ATE318935T1 (es)
CA (1) CA2455649C (es)
DE (1) DE60117555T2 (es)
ES (1) ES2254450T3 (es)
WO (1) WO2003010337A1 (es)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7747389B2 (en) 2001-07-23 2010-06-29 F. Hoffmann-La Roche Ag Scoring system for the prediction of cancer recurrence
GB2398379A (en) * 2003-02-11 2004-08-18 Qinetiq Ltd Automated digital image analysis
EP1613767B1 (en) 2003-04-08 2012-10-03 F.Hoffmann-La Roche Ag Method of defining the differentiation grade of tumor
JPWO2004092365A1 (ja) * 2003-04-13 2006-07-06 株式会社産学連携機構九州 肝障害関連遺伝子群の抽出選択法およびそれを用いた肝障害もしくは肝機能評価・診断方法
US20050112622A1 (en) * 2003-08-11 2005-05-26 Ring Brian Z. Reagents and methods for use in cancer diagnosis, classification and therapy
EP1661991A4 (en) * 2003-08-24 2007-10-10 Univ Nihon WITH HEPATOCELLULAR CARCINOMA ASSOCIATED GEN
FR2861744A1 (fr) * 2003-11-05 2005-05-06 Biomerieux Sa Procede pour le pronostic du cancer du sein
US8135595B2 (en) 2004-05-14 2012-03-13 H. Lee Moffitt Cancer Center And Research Institute, Inc. Computer systems and methods for providing health care
FR2881143B1 (fr) * 2005-01-27 2010-12-17 Librophyt Systeme de production de terpenoides dans les plantes
US20070072175A1 (en) * 2005-05-13 2007-03-29 Biogen Idec Ma Inc. Nucleotide array containing polynucleotide probes complementary to, or fragments of, cynomolgus monkey genes and the use thereof
KR101133243B1 (ko) * 2009-10-29 2012-04-06 국립암센터 암의 진단 및 치료를 위한 eIF3m의 용도
CN104200060A (zh) * 2014-07-30 2014-12-10 福建医科大学附属第一医院 预测巨大肝癌患者术后近期复发转移概率的模型及方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5862304A (en) 1990-05-21 1999-01-19 Board Of Regents, The University Of Texas System Method for predicting the future occurrence of clinically occult or non-existent medical conditions
US6025128A (en) 1994-09-29 2000-02-15 The University Of Tulsa Prediction of prostate cancer progression by analysis of selected predictive parameters
EP0957749A2 (en) 1995-09-12 1999-11-24 The General Hospital Corporation Method for early detection of ovarian cancer
US5800347A (en) 1995-11-03 1998-09-01 The General Hospital Corporation ROC method for early detection of disease
WO1998056953A1 (en) 1997-06-10 1998-12-17 Johns Hopkins University School Of Medicine Methods for thyroid cell detection
US6128608A (en) * 1998-05-01 2000-10-03 Barnhill Technologies, Llc Enhancing knowledge discovery using multiple support vector machines
DE19840671A1 (de) 1998-08-26 2000-03-02 Stiftung Tumorbank Basel Verfahren zur Diagnose von Rezidiven bei nodal-negativem Brustkrebs
US6647341B1 (en) 1999-04-09 2003-11-11 Whitehead Institute For Biomedical Research Methods for classifying samples and ascertaining previously unknown classes
CA2376831A1 (en) 1999-06-29 2001-01-04 Intercet, Ltd. Human cancer virtual simulation system
AU7701100A (en) 1999-09-03 2001-04-10 Millennium Pharmaceuticals, Inc. Compositions, kits, and methods for identification, assessment, prevention, and therapy of ovarian cancer
AU1465801A (en) 1999-11-03 2001-05-14 Oncotech, Inc. Methods for cancer prognosis and diagnosis
US20040224306A1 (en) 1999-11-30 2004-11-11 Frederich-Wilhelm Kuhne Evaluating and predicting clinical outcomes by gene expression analysis
WO2002077895A2 (en) * 2001-03-26 2002-10-03 Epigenomics Ag Method for epigenetic feature selection
US6728642B2 (en) 2001-03-29 2004-04-27 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method of non-linear analysis of biological sequence data
AU2002316267A1 (en) * 2001-06-14 2003-01-02 Rigel Pharmaceuticals, Inc. Multidimensional biodata integration and relationship inference
US7747389B2 (en) 2001-07-23 2010-06-29 F. Hoffmann-La Roche Ag Scoring system for the prediction of cancer recurrence
EP1613767B1 (en) 2003-04-08 2012-10-03 F.Hoffmann-La Roche Ag Method of defining the differentiation grade of tumor

Also Published As

Publication number Publication date
EP1409716A1 (en) 2004-04-21
ATE318935T1 (de) 2006-03-15
JP2004536610A (ja) 2004-12-09
CA2455649C (en) 2009-11-10
US7747389B2 (en) 2010-06-29
EP1409716B1 (en) 2006-03-01
US20040234988A1 (en) 2004-11-25
DE60117555D1 (de) 2006-04-27
US20120065892A1 (en) 2012-03-15
US8655597B2 (en) 2014-02-18
WO2003010337A1 (en) 2003-02-06
CN1549864A (zh) 2004-11-24
JP4353796B2 (ja) 2009-10-28
CN100398663C (zh) 2008-07-02
CA2455649A1 (en) 2003-02-06
DE60117555T2 (de) 2007-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8655597B2 (en) Scoring system for the prediction of cancer recurrence
US9476098B2 (en) Multigene prognostic assay for lung cancer
US9347088B2 (en) Molecular signature of liver tumor grade and use to evaluate prognosis and therapeutic regimen
WO2012158780A2 (en) Lung cancer signature
WO2015073949A1 (en) Method of subtyping high-grade bladder cancer and uses thereof
WO2005076005A2 (en) A method for classifying a tumor cell sample based upon differential expression of at least two genes
US10087489B2 (en) Biomarkers and uses thereof in prognosis and treatment strategies for right-side colon cancer disease and left-side colon cancer disease
JP4698228B2 (ja) 腫瘍の分化段階を規定する方法
CN110573629B (zh) 用于诊断早期胰腺癌的方法和试剂盒
WO2018189215A1 (en) Method for predicting the survival time of a patient suffering from hepatocellular carcinoma
EP2138589A1 (en) Molecular signature of liver tumor grade and use to evaluate prognosis and therapeutic regimen
US20150011411A1 (en) Biomarkers of cancer
CN103060348A (zh) 用于检测原发性肝癌的复发潜力的基因标志物
EP2655663A2 (en) Biomarkers and uses thereof in prognosis and treatment strategies for right-side colon cancer disease and left-side colon cancer disease
Saadh et al. Urinary Tumor Markers for Detection and Surveillance in Non-Muscle Invasive Bladder Cancer
ES2958385A1 (es) El factor de splicing EIF4A3 cómo biomarcador en hepatocarcinoma
EP1682906A2 (en) Method for distinguishing aml subtypes with differents gene dosages
HK1138891A (en) Molecular signature of liver tumor grade and use to evaluate prognosis and therapeutic regimen
JP2014158468A (ja) 検出方法