Identifiering av nya potentiella biomarkörer i aggressiva brösttumörer: ett steg närmare inriktad och individanpassad bröstcancerbehandling Bröstcancer är den vanligaste cancerformen hos kvinnor. I Sverige insjuknar ca 7000 nya fall varje år och risken att drabbas av sjukdomen stiger med åldern. Uppskattningsvis finns det i minst 5 procent av fallen ett tydligt ärftligt inslag. Ungefär var tionde kvinna kommer att drabbas av sjukdomen under sin livstid och av dem som får sjukdomen dör var femte i sin cancer. Prognosen är beroende av vilket stadium sjukdomen upptäcks vid och hur ilskna tumörcellerna är. De vanligaste behandlingarna som står till buds, separat eller i kombination, är kirurgi, cellgifter, strålbehandling, hormonell och s.k. biologisk behandling. Under senare år har bröstcancer-relaterad dödligheten minskat, sannolikt beroende på att sjukdomen diagnostiseras tidigare och att behandlingen intensifierats. För att ytterligare öka möjligheterna till en bättre diagnostik och därmed effektivare behandlingar, är det viktigt att kartlägga de genetiska och epigenetiska(icke-genetiska) faktorerna som påverkar utvecklingen av bröstcancer. De traditionella prognostiska faktorerna som man idag använder vid bröstcancer är otillräckliga för att identifiera de patienter som riskerar drabbas av ett försämrat kliniskt utfall samt skulle gynnas av att få adjuvantbehandling. Målsättningen med projektet är att studera tänkbara prognostiska markörer som kan ge mer information om sjukdomens egenskaper, såsom tumöraggressivitet. Molekylärbiologiska metoder har därför potential för att kunna kartlägga denna fråga vilket kan leda till en mer träffsäker prognos och förbättrade behandlingsstragier för patienter med aggressiva brösttumörer. I vår forskning har vi kunnat identifiera gener vars uttryck har ändrats i maligna brösttumörer och som kan ha en avgörande roll i bröstcancerutveckling. Frågorna som vi kommer att försöka besvara: 1-vilken betydelse har dessa kandidatgener för utveckling av bröstcancer och andra cancerformer; 2- kan dessa kandidatgener vara lämpliga som biomarkörer i bröstcancer. Genom att förstå de betydelsefulla genernas funktion i tumörceller kan vi även finna nya målinriktade angreppspunkter som skulle kunna förbättra behandlingen utan att skada normala celler och vävnader. Khalil Helou Erhållit stöd från Jubileumklinikens cancerfond har bidragit till följande publikationer: 1. Karlsson E, Danielsson A, Delle U, Olsson B, Karlsson P, Helou K: Chromosomal changes associated with clinical outcome in lymph node-negative breast cancer. Cancer genetics and cytogenetics 2007, 172(2):139-146. 2. Karlsson E, Delle U, Danielsson A, Olsson B, Abel F, Karlsson P, Helou K: Gene expression variation to predict 10-year survival in lymph-node-negative breast cancer. BMC cancer 2008, 8:254. 3. Mollerstrom E, Delle U, Danielsson A, Parris T, Olsson B, Karlsson P, Helou K: Highresolution genomic profiling to predict 10-year overall survival in node-negative breast cancer. Cancer genetics and cytogenetics 2010, 198(2):79-89. 4. Mollerstrom E, Kovacs A, Lovgren K, Nemes S, Delle U, Danielsson A, Parris T, Brennan DJ, Jirstrom K, Karlsson P et al: Up-regulation of cell cycle arrest protein BTG2 correlates with increased overall survival in breast cancer, as detected by immunohistochemistry using tissue microarray. BMC cancer 2010, 10:296. 5. Parris TZ, Danielsson A, Nemes S, Kovacs A, Delle U, Fallenius G, Mollerstrom E, Karlsson P, Helou K: Clinical implications of gene dosage and gene expression patterns in diploid breast carcinoma. Clin Cancer Res 2010, 16(15):3860-3874. 6. Nemes S, Parris TZ, Danielsson A, Kannius-Janson M, Jonasson JM, Steineck G, Helou K: Segmented regression, a versatile tool to analyze mRNA levels in relation to DNA copy number aberrations. Genes, chromosomes & cancer 2012, 51(1):77-82. 7. Nemes S, Danielsson A, Parris TZ, Miao Jonasson J, Bulow E, Karlsson P, Steineck G, Helou K: A diagnostic algorithm to identify paired tumors with clonal origin. Genes, chromosomes & cancer 2013. 8. Parris T, Nik AM, Kotecha S, Langston C, Helou K, Platt C, Carlsson P: Inversion upstream of FOXF1 in a case of lethal alveolar capillary dysplasia with misalignment of pulmonary veins. American journal of medical genetics Part A 2013, 161(4):764-770. 9. Shubbar E, Helou K, Kovacs A, Nemes S, Hajizadeh S, Enerback C, Einbeigi Z: High levels of gamma-glutamyl hydrolase (GGH) are associated with poor prognosis and unfavorable clinical outcomes in invasive breast cancer. BMC cancer 2013, 13:47. 10. Shubbar E, Kovacs A, Hajizadeh S, Parris TZ, Nemes S, Gunnarsdottir K, Einbeigi Z, Karlsson P, Helou K: Elevated cyclin B2 expression in invasive breast carcinoma is associated with unfavorable clinical outcome. BMC cancer 2013, 13:1. 11. Nemes S, Danielsson A, Parris TZ, Jonasson JM, Bulow E, Karlsson P, Steineck G, Helou K: A diagnostic algorithm to identify paired tumors with clonal origin. Genes, chromosomes & cancer 2013, 52(11):1007-1016. 12. Parris TZ, Kovacs A, Aziz L, Hajizadeh S, Nemes S, Semaan M, Forssell-Aronsson E, Karlsson P, Helou K: Additive effect of the AZGP1, PIP, S100A8, and UBE2C molecular biomarkers improves outcome prediction in breast carcinoma. International journal of cancer 2013, 10 1002/28497 Identification of novel prognostic biomarkers for aggressive breast carcinoma: a step toward targeted and individualized cancer therapy Breast cancer treatment regimens are currently influenced by various prognostic factors which are inadequate for determination of prognosis and individualized treatment design. Clearly, many patients could benefit greatly from complementary molecular markers, which may help guide treatment decisions and be of value in the development of new therapeutic agents. Recently, we showed that 13 genes were consistently altered at the gene expression level in invasive breast tumors displaying varying degrees of aggressiveness. The CBX2, UBE2C, and S100A8 genes were present in elevated levels, whereas the AZGP1, DNALI1, LOC389033, NME5, PIP, SCUBE2, SERPINA11, STC2, STK32B, and SUSD3 genes were detected at significantly lower levels in more aggressive tumors. In addition, we were able to identify the WHSC1L1 gene as target for gene amplification on chromosome 8 which is frequently involved in DNA alterations in breast cancer and other tumor forms. This DNA region has been associated with increased cancer proliferation rate and reduced patient survival. The focus of this project is to examine the prognostic, predictive, and functional significance altered protein expression levels for these candidate biomarkers have on the proliferation and survival of cancer cells. Khalil Helou Financial support from Jubileumklinikens cancer foundation contributed to the following publications: 1. Karlsson E, Danielsson A, Delle U, Olsson B, Karlsson P, Helou K: Chromosomal changes associated with clinical outcome in lymph node-negative breast cancer. Cancer genetics and cytogenetics 2007, 172(2):139-146. 2. Karlsson E, Delle U, Danielsson A, Olsson B, Abel F, Karlsson P, Helou K: Gene expression variation to predict 10-year survival in lymph-node-negative breast cancer. BMC cancer 2008, 8:254. 3. Mollerstrom E, Delle U, Danielsson A, Parris T, Olsson B, Karlsson P, Helou K: Highresolution genomic profiling to predict 10-year overall survival in node-negative breast cancer. Cancer genetics and cytogenetics 2010, 198(2):79-89. 4. Mollerstrom E, Kovacs A, Lovgren K, Nemes S, Delle U, Danielsson A, Parris T, Brennan DJ, Jirstrom K, Karlsson P et al: Up-regulation of cell cycle arrest protein BTG2 correlates with increased overall survival in breast cancer, as detected by immunohistochemistry using tissue microarray. BMC cancer 2010, 10:296. 5. Parris TZ, Danielsson A, Nemes S, Kovacs A, Delle U, Fallenius G, Mollerstrom E, Karlsson P, Helou K: Clinical implications of gene dosage and gene expression patterns in diploid breast carcinoma. Clin Cancer Res 2010, 16(15):3860-3874. 6. Nemes S, Parris TZ, Danielsson A, Kannius-Janson M, Jonasson JM, Steineck G, Helou K: Segmented regression, a versatile tool to analyze mRNA levels in relation to DNA copy number aberrations. Genes, chromosomes & cancer 2012, 51(1):77-82. 7. Nemes S, Danielsson A, Parris TZ, Miao Jonasson J, Bulow E, Karlsson P, Steineck G, Helou K: A diagnostic algorithm to identify paired tumors with clonal origin. Genes, chromosomes & cancer 2013. 8. Parris T, Nik AM, Kotecha S, Langston C, Helou K, Platt C, Carlsson P: Inversion upstream of FOXF1 in a case of lethal alveolar capillary dysplasia with misalignment of pulmonary veins. American journal of medical genetics Part A 2013, 161(4):764-770. 9. Shubbar E, Helou K, Kovacs A, Nemes S, Hajizadeh S, Enerback C, Einbeigi Z: High levels of gamma-glutamyl hydrolase (GGH) are associated with poor prognosis and unfavorable clinical outcomes in invasive breast cancer. BMC cancer 2013, 13:47. 10. Shubbar E, Kovacs A, Hajizadeh S, Parris TZ, Nemes S, Gunnarsdottir K, Einbeigi Z, Karlsson P, Helou K: Elevated cyclin B2 expression in invasive breast carcinoma is associated with unfavorable clinical outcome. BMC cancer 2013, 13:1. 11. Nemes S, Danielsson A, Parris TZ, Jonasson JM, Bulow E, Karlsson P, Steineck G, Helou K: A diagnostic algorithm to identify paired tumors with clonal origin. Genes, chromosomes & cancer 2013, 52(11):1007-1016. 12. Parris TZ, Kovacs A, Aziz L, Hajizadeh S, Nemes S, Semaan M, Forssell-Aronsson E, Karlsson P, Helou K: Additive effect of the AZGP1, PIP, S100A8, and UBE2C molecular biomarkers improves outcome prediction in breast carcinoma. International journal of cancer 2013, 10 1002/28497