Oncogene amplification as tumor marker in a group of Colombian lung cancer patients

Abstract

Introduction: In spite of recent treatment advances, lung cancer continues to be the first world cancer related death cause; its mortality associated occupied the fifth place in Colombia in 2004. Complete surgical resection is the therapeutic option with the greatest cure probability, however it results frequently ineffective given the current incapacity in Colombia to an early detection of the disease. This study reports the characterization of a group of 30 lung cancer patients regarding the gene dose (gene copy number) found at the loci corresponding to genes EGFR (erb B1), PIK3CA and C-myc in tumor samples, and compares the results with the dose found in adjacent lung from the same patients. Methods: The gene dose of EGFR (erbB1), PIK3CA, and C-myc were measured by real time PCR in matched tumor and normal lung tissue samples. Results are expressed as the multiplicity of each gene dose with respect to a single copy reference gene. In this case the gene HHB (human hemoglobin). Antiquity of the cases ranged from 5 to 10 years. Results: An increased gene dose for EGFR and PIK3CA was a feature clearly associated to the tumor phenotype of the sample (found in 96 and 100% of the tumors respectively). Quantitative measure of this feature demonstrated for both genes a high sensitivity and specificity for tumor/normal discrimination as confirmed by the ROC analysis. On the other hand, the Spearman test showed a great correlation between EGFR and PIK3CA doses (ρ=0.75). C-myc was the gene whose dose was less consistently correlated to the tumor phenotype, however most of the patients with amplified C-myc presented distant spread of tumor cells (metastasis) at diagnosis. Conclusion: Quantitative measurement of EGFR, PIK3CA, and C-myc gene dose by real time PCR provides a method for tumor phenotype recognition in DNA samples from lung tissue. These markers can be considered at the construction of a marker panel for lung cancer detection on alternative, non-invasive clinical samples. However clinical value will depend on the use of additional molecular markers, some of which could be of epigenetic character. Introducción: A pesar de los avances terapéuticos actuales, el cáncer de pulmón sigue como la primera causa de muerte por cáncer en el mundo, ocupando Colombia el quinto lugar en mortalidad por este tipo de afección en el 2004. La resección quirúrgica total es la alternativa terapéutica con mayores probabilidades de curaciones, pero resulta poco efectiva en el país por la incapacidad actual para detectar tempranamente la enfermedad. Este trabajo informa la caracterización de un grupo de 30 pacientes con cáncer de pulmón con referencia a la dosis génica hallada en los loci correspondientes a los genes EGFR (erb B1), PIK3CA y C-myc en muestras tumorales, comparada con la dosis encontrada en el tejido normal adyacente de los mismos enfermos. Métodos: La dosis génica se midió en cada caso por PCR en tiempo real sobre ADN aislado de tejido tumoral y normal preservado en parafina de cada paciente. Los resultados se expresan como el número de veces que la dosis de cada gen sobrepasa la dosis de un gen de referencia, en este caso el HHB (hemoglobina humana β). El rango de antigüedad de los casos fue de 5 a 10 años. Resultados: Una dosis génica incrementada para los genes EGFR, PIK3CA demostró ser una característica claramente asociada con el fenotipo tumoral (96% y 100% de los tumores respectivamente). La medición cuantitativa de dicho fenómeno demostró en ambos casos gran sensibilidad y especificidad para la discriminación tumor/normal como lo confirma el análisis ROC. Por otro lado, la amplificación simultánea de ambos genes en el mismo paciente fue un hecho observado con alta frecuencia (Spearman=0.75). La dosis de C-myc mostró una asociación menos consistente con el carácter tumoral, sin embargo todos los pacientes con C-myc amplificado presentaron dispersión distante de células tumorales (metástasis). Conclusión: La detección cuantitativa del estado de amplificación de los genes EGFR, PIK3CA y C-myc por PCR en tiempo real provee un medio sensible para reconocer el fenotipo tumoral en muestras de ADN extraído de tejido pulmonar. Estos marcadores podrían considerarse en el desarrollo de sistemas de detección (paneles) orientados a muestras clínicas alternativas como el plasma sanguíneo. Sin embargo, la definición de un panel de marcadores con valor clínico requiere el estudio de marcadores adicionales entre los cuales podrían incluirse algunos de tipo epigenético.