Cancer biomarkers for immune and targeted therapy

Abstract

PURPOSE Analyzing biomarkers in cancer offers insights that go beyond traditional clinical factors, helping to identify patients who are likely to have a more favorable balance of benefits and risks with specific treatments. This biomarker study centers on two types of epithelial cancers: Head and Neck Squamous Cell Carcinoma (HNSCC) and Breast Cancer (BC). PATIENTS AND METHODS Samples from forty-one HNSCC patients that were randomized to Cisplatin plus Olaparib (Arm A), Olaparib alone (Arm B), no treatment (Arm C) or Durvalumab plus Olaparib (Arm D) were used to evaluate for pre-specified biomarkers. Cell lines and tissue microarrays (TMAs) were used to examine the dynamic range of HER2 biomarker and develop an assay specific to low HER2 expression and then to determine the prevalence of low-level expression in each specimen from a serial, retrospective collection of breast cancer cases. RESULTSA reduction in Ki67 by at least 25% was detected in 44.8% of patients receiving treatment, as determined through quantitative immunofluorescence (QIF). Post-treatment, PD-L1 levels (measured by Combined Positive Score) were notably elevated in groups (A) and (D). There was a significant increase in the expression of CD163 and Colony Stimulating Factor 1 Receptor (CSF1R) genes—markers associated with M2 macrophages—while the expression of CD80, an M1 macrophage marker, decreased. Through calculations of detection limits, quantification, and assay linearity, we established that the expression range of HER2 in non-amplified cell lines lies between 2 and 20 attomol/mm². CONCLUSION Treatment with olaparib influences the tumor microenvironment by increasing PD-L1 levels and promoting pro-tumor characteristics in macrophages. When this assay was applied to a sequential cohort of 364 breast cancer cases from Yale, results showed that 67% of the cases had HER2 expression above the quantification limit but below the levels typical of HER2-amplified breast cancer.

Σκοπός Η ανάλυση βιοδεικτών στον καρκίνο δεν παρέχει μόνο πρόσθετες πληροφορίες σχετικά με τους κλασσικούς κλινικούς παράγοντες, αλλά επιτρέπει επίσης σε ασθενείς με πιο ευνοϊκή σχέση οφέλους-κινδύνου να λάβουν συγκεκριμένες θεραπείες. Σε αυτή τη μελέτη βιοδεικτών επικεντρωθήκαμε σε δύο επιθηλιακούς καρκίνους, τον Ακανθοκυτταρικό Καρκίνο Κεφαλής και Τραχήλου (ΑΚΚΤ) και τον Καρκίνο του Μαστού (ΚΜ). Μέθοδοι και Ασθενείς Δείγματα από σαράντα έναν ασθενείς με ΑΚΚΤ που τυχαιοποιήθηκαν σε Cisplatin συν Olaparib (Σκέλος Α), μόνο Olaparib (Σκέλος Β), χωρίς θεραπεία (Σκέλος Γ) ή Durvalumab συν Olaparib (Σκέλος Δ) χρησιμοποιήθηκαν για την αξιολόγηση προκαθορισμένων βιοδεικτών.Κυτταρικές σειρές και μικροσυστοιχίες ιστών (tumor microarrays, ΤΜΑ) χρησιμοποιήθηκαν για να εξεταστεί το δυναμικό εύρος του βιοδείκτη HER2 και να αναπτυχθεί μια δοκιμασία ειδική για την χαμηλή έκφραση HER2 και στη συνέχεια να προσδιοριστεί η επικράτηση της χαμηλής έκφρασης σε κάθε δείγμα από μια σειριακή, αναδρομική συλλογή περιπτώσεων καρκίνου του μαστού. Αποτελέσματα Μείωση του Ki67 κατά τουλάχιστον 25% παρατηρήθηκε στο 44,8% των θεραπευμένων ασθενών, όπως μετρήθηκε με ανοσοφθορισμό (QIF). Τα επίπεδα PD-L1 ήταν σημαντικά υψηλότερα μετά τη θεραπεία στα σκέλη (Α) και (Δ). Η έκφραση των γονιδίων CD163 και Colony Stimulating Factor 1 Receptor (CSF1R), δεικτών των Μ2 μακροφάγων, αυξήθηκε σημαντικά μετά τη θεραπεία, ενώ η έκφραση του CD80, ενός δείκτη των Μ1 μακροφάγων, μειώθηκε. Με τον υπολογισμό των ορίων ανίχνευσης, ποσοτικοποίησης και γραμμικότητας της δοκιμασίας HER2, προσδιορίσαμε ότι η έκφραση του HER2 σε χαμηλό εύρος σε μη ενισχυμένες κυτταρικές σειρές βρίσκεται μεταξύ 2 και 20 αττόμολ/mm2. Συμπέρασμα Η θεραπεία με βάση το Olaparib τροποποιεί το μικροπεριβάλλον του όγκου οδηγώντας σε υπερέκφραση του PD-L1 και στην επαγωγή προ-ογκογόνων χαρακτηριστικών των μακροφάγων. Η εφαρμογή αυτής της δοκιμασίας σε μια σειριακή συλλογή 364 περιπτώσεων καρκίνου του μαστού από το Yale δείχνει ότι το 67% του πληθυσμού έχει έκφραση HER2 πάνω από το όριο ποσοτικοποίησης και κάτω από τα επίπεδα που παρατηρούνται στον καρκίνο του μαστού με ενίσχυση HER2.