DNA-endringer etter neoadjuvant kjemo knyttet til økt brystkreftoverlevelse

DNA-metyleringsendringer som respons på neoadjuvant kjemoterapi er assosiert med overlevelse av brystkreft, viser en ny, norsk studie.

Disse endringene kan man potensielt bruke som biomarkører for å vurdere risiko for videre sykdomsutvikling og død hos brystkreftpasienter, vurderer forskerne bak studien publisert i tidsskriftet Breast Cancer Research.

– Det vi fant ut var at DNA-metyleringen endret seg hos 10-års-overlevere fra før til etter behandling med neoadjuvant kjemoterapi, mens den ikke endret seg hos de som ikke overlevde så lenge. Dette var også uavhengig av om svulsten krympet av behandlingen eller ikke. Det vil si at uavhengig om svulsten responderte på cellegiftbehandling, skjedde det likevel molekylære endringer som vi kunne assosiere med langtidsoverlevelse, forteller førsteforfatter Christine Aaserød Pedersen. Hun er medisinstudent på sjette året, er knyttet til MR Cancer gruppen på NTNU. Studien er en del av forskerlinjeprosjektet hennes som handler om både brystkreft og prostatakreft.

– Det illustrerer hvor viktig det er å forske på endringer i vevet underveis i behandlingen, og ikke bare før behandlingen, for behandlingen kan gjøre at svulsten endrer seg, opplyser hun.

Biomarkører for overlevelse

Resultatene viser at DNA-metyleringsmønstre i brystsvulster endres som respons på neoadjuvant cellegiftbehandling. Disse endringene i DNA-metylering viser potensial som prognostiske biomarkører for overlevelse av brystkreft.

– Disse endringene kan man potensielt bruke som biomarkører for å vurdere risiko for videre sykdomsutvikling og død hos brystkreftpasienter. Vi brukte endringen i DNAmetylering til å lage en modell for å dele inn i «høy risiko» og «lav risiko» basert på endring i metylering og validerte den i en annen liknende kohort som hadde fått doxorubicin som neoadjuvant behandling, forteller Aaserød Pedersen.

Hun sier det er vanskelig å forklare hva DNA-metyleringsendringene gjør, rent biologisk.

– DNA-metylering er komplisert, men vi fant tegn til at det er endringer immuncellene i tumoren, mer spesifikt de immuncellene som regulerer og demper immunforsvaret (regulatoriske T celler). Og at det er skjedd endringer i svulstens egenskaper til å binde seg til andre celler og migrere i vevet.

Oppfølgingsdata etter 10 år

I studien ble biopsier fra 83 kvinner med lokalavansert brystkreft analysert. Prøvene og oppfølgingsdataene brukt i denne publikasjonen er fra EpiTax-studien, som var en randomisert kontrollert studie der man testet effekten av epirubicin vs paclitaxel som neoadjuvant cellegift. Pasientene ble inkludert mellom 1997 og 2003 og hadde lokalavansert brystkreft, og alle fikk neoadjuvant cellegift, kirurgi og eventuelt hormonbehandling. Oppfølgingsdata og overlevelsesdata ble hentet over 10 år etter operasjonen.

– Det ble tatt biopsier fra svulsten ved diagnosetidspunkt og etter kirurgi, dermed kunne vi studere endringer i samme svulst over tid og som respons på behandlingen. Det gjør også studien veldig verdifull, for det er veldig få som studerer samme svulst og samme pasient over tid, forteller Aaserød Pedersen.

Forskerne studerte DNA-metyleringen i disse biopsiene.

– DNA-metylering er en endring i DNAet som ikke påvirker selve sekvensen, og som kan endre seg over tid, både med alder og basert på hva man er utsatt for i livet. DNA-metylering påvirker hvilke gener som blir uttrykt, og påvirker dermed hvordan vanlige celler og kreftceller oppfører seg.

Potensielt stor gevinst

– Metyleringsanalysene av biopsiene i denne studien ble gjort for flere år siden, og på grunn av ulike omstendigheter ble datasettet liggende i flere år før vi fikk jobbet oss ferdig med analysene. Da er det ekstra artig at resultatene er så spennende, hvor vi fant at kjemoterapi medfører endringer i DNA metylerings-mønsteret, og at dette henger sammen med overlevelse, sier Tone Frost Bathen, professor ved institutt for sirkulasjon og bildediagnostikk ved NTNU. Hun er sisteforfatter av studien og forteller at dersom resultatene fra forskningen skal benyttes i fremtidig klinisk praksis, krever det at man har biopsier både fra før og etter behandling, og at det jo kan være en ulempe.

– Men det ligger jo en potensielt stor gevinst i å kunne identifisere de pasientene som har størst risiko for tilbakefall og død, sier hun.

Studien er basert på en relativt liten kohort, og det var derfor ekstra fint å få tilført ekstra styrke til studien ved å få risiko-scoren bekreftet i en uavhengig kohort, sier hun.

– En «fun-fact» er at akkurat de samme biopsiene ble brukt i et arbeid vi publiserte for 10 år siden. Der fant vi at den metabolske responsen på neoadjuvant kjemoterapi var assosiert med overlevelse, ikke klinisk respons. Altså en parallell observasjon med resultatene fra metyleringsanalysene, men på metabolittnivå. Vi brukte da en NMR-metode hvor vevsprøven forblir intakt etter analysen. Biopsiene ble frosset ned igjen på -80°C, og det var disse biopsiene DNA-ekstraksjonen ble gjort fra, opplyser hun. 

Et brennhett tema

– Persontilpasset medisinering er et brennhett tema i kreftforskningen, og målet med denne forskningen er å kunne forespeile hvilke pasienter som vil ha nytte av de ulike medisinene og behandlingene som er tilgjengelig, i rett dose og til riktig tid. Det er spesielt viktig for brystkreftpasientene, da sannsynligheten for at du vil overleve hvis du blir diagnostisert med brystkreft i dag er meget høy, sier Erik Knutsen, brystkreftforsker ved Institutt for medisinsk biologi ved UiT Norges Arktiske Universitet.

Han forteller at brystkreftpasienter må gjennomgå en omfattende behandling, og at det er stor sannsynlighet for at denne vil kunne gi senskader.

– Vi trenger derfor mer forskning som kan hjelpe legene skille mellom de pasienten som vil ha en effekt av behandlingen, hvem som kanskje ikke trengte den i utgangspunktet, og de som ikke vil bli frisk selv om de får behandlingen, sier han.

– Det var interessant å se at forskerne i denne studien klarte å skille mellom de pasientene som har stor sannsynlighet for å bli «frisk» av sykdommen, kontra de som dessverre ikke vil overleve. Denne informasjonen kan i fremtiden hjelpe legene med å vurdere hvilke pasienter som burde ha tettere oppfølging for å sjekke om de har fått tilbakefall, forteller Knutsen.

Må undersøke flere lag

– I dag vet vi at vi at det ofte ikke er nok å bare se på hvilke mutasjoner som finnes i kreftcellen for å kunne si noe om prognosen til en pasient, men vi må undersøke flere lag med informasjon og sette denne sammen for å få et større bilde. Ett av disse lagene er metylering, som er en del av den epigenetiske reguleringen, en regulering som skjer på DNA-nivået uten å endre på rekkefølgen på DNA-sekvensen. Det er allerede kommet en god del kunnskap om at endringer av metyleringsmønsteret på DNAet har konsekvenser for kreft, og det har blitt foreslått mange signaturer basert på metyleringsmønstret.

– Dessverre er det veldig få av disse som har kommet inn i klinikken. Det blir veldig spennende og se den videre forskningen på signaturen som er foreslått i dette studiet kan ta steget hele veien inn i klinikken, avslutter han.