En este estudio, investigamos la asociación entre los SNPs 3′UTR de los genes implicados en el transporte de los fármacos FAC, el metabolismo, la regulación de las vías de desintoxicación, los receptores nucleares, los parámetros clínicos y la respuesta global a la quimioterapia FAC. Los resultados sugieren que el riesgo de muerte, progresión de la enfermedad o recurrencia del cáncer de mama se ve modificado por las variantes genéticas de los receptores nucleares (NR1/2, PGR), los genes implicados en la principal vía metabólica de la doxorrubicina (SLC22A16) y el gen relacionado con la doxorrubicina-progesterona (AKR1C3). Los SNP dentro de los genes DPYD y ALDH5A1 se asociaron significativamente con el aumento del riesgo de RFS y los análisis de respuesta al tratamiento/TFFS. Los factores pronósticos clínicos que influyeron en la supervivencia y la respuesta al tratamiento en nuestro estudio se han agrupado en tres categorías: los componentes de la estadificación TNM en la SG y la SLP, el estado del receptor de progesterona del tumor en la SSR y la respuesta/TFF, y la realización de procedimientos quirúrgicos (independientemente de su alcance) en los análisis de respuesta al tratamiento/TFF.

La familia de PXR desempeña una función reguladora en referencia a las enzimas de fase I (enzimas del citocromo P450 CYP3A4, CYP2B6, CYP2C9, y CYP2C19), las enzimas de fase II (UGT1A1, UGT1A2, SULT2A) y los transportadores de fase III (ABCB1, OATs, MRP3)37,38,39,40,41,42. Los 3′UTR del receptor de pregnano X (NR1/2/PXR2), un componente clave del sensor de xenobióticos, son dianas de la presencia de varios microARNs, incluyendo miR-362-5p, miR-500b-5p y miR-501-5p, lo que sugiere la importancia de la regulación epigenética de la expresión de NR1/221. Nuestras observaciones de las correlaciones entre la variante genética 3′UTR de dicho gen y la supervivencia de los pacientes parecen respaldar dicha afirmación, aunque el vínculo genético-clínico exacto está aún por confirmar. Reuter y sus colegas buscaron dicha correlación, y aunque mostraron un impacto de los polimorfismos de NR1/2 en la expresión de la proteína en muestras de sangre y tejido de pacientes con carcinoma de células escamosas de cabeza y cuello (HNSCC), no pudieron demostrar su influencia en los tiempos de supervivencia global43.

Independientemente de la inconsistencia de los resultados de la investigación, es plausible que las variaciones genéticas dentro de NR1/2 que influyen en la expresión o actividad de la proteína, tengan efectos clínicos significativos de carácter diverso38. Los SNP dentro de la secuencia de codificación del gen NR1/2 se han correlacionado con el riesgo de cáncer en general44, la progresión del SIDA45, fueron el factor de riesgo potencial de la resistencia a los medicamentos en la epilepsia46, así como de la toxicidad hematológica inducida por el irinotecán en pacientes con cáncer colorrectal47. Las variantes genéticas en la región 3′UTR de NR1/2 afectan al transporte, la localización y la estabilidad del ARNm de NR1/214,40. Varios estudios han confirmado la influencia de los SNPs 3′UTR de NR1/2 en los efectos del tratamiento con un aumento resultante de la resistencia a la quimioterapia también en pacientes con cáncer de mama39,40,41,42. El grupo de Oleson asoció el rs3732359 y el rs3732360 de NR1/2 con una mayor actividad del CYP3A in vivo. El CYP3A4 es la principal enzima metabolizadora de fármacos y el gen efector descendente del NR1/2. Además, Oleson et al. descubrieron que las variantes rs3732359 y rs3732360 de NR1/2 presentaban una mediana de aclaramiento de midazolam por vía oral más elevada en comparación con los genotipos homocigóticos de referencia para estos SNP38. En nuestro grupo de pacientes, la presencia del rs3732359 AA NR1/2 fue un predictor independiente de la SG. En los análisis univariantes, los portadores con genotipo AA presentan un aumento de casi 2 veces en el riesgo de muerte en comparación con los pacientes NR1/2 rs3732359 AG/GG. Esa observación sugirió la asociación del NR1/2 rs3732359 AA con un peor pronóstico de supervivencia en mujeres con cáncer de mama tratadas con quimioterapia FAC. Observaciones similares a las nuestras se comunicaron en el estudio de Swart et al. en el que el alelo rs3732359 A NR1/2 diferenciaba a las pacientes en subgrupos según la desproporción de fármacos y la respuesta a la terapia21. Este resultado estaba en concordancia con las observaciones de Chew et al. de que el rs3732359 NR1/2 se asociaba con una reducción significativa de la hemoglobina nadir, las plaquetas y/o el recuento absoluto de neutrófilos (ANC) respecto al valor inicial en el ciclo 1, ya fuera dependiente o independiente de los efectos sobre la farmacocinética del docetaxel en pacientes con cáncer nasofaríngeo48. Estos resultados sugieren el efecto del rs3732359 sobre la capacidad hematopoyética de la médula ósea, y la capacidad de poner en marcha mecanismos de desintoxicación en presencia de xenobióticos.

En nuestro estudio hubo una clara asociación de los polimorfismos dentro del gen SLC22A16 que participa en el transporte de doxorrubicina con el riesgo de muerte y progresión de la enfermedad. Ota et al. y Faraji et al. demostraron que los polimorfismos del gen SLC22A16 afectaban a la farmacodinámica sistémica de la quimioterapia con doxorrubicina49,50. En nuestro estudio, los portadores de las variantes rs7756222 CC y rs9487402 TG/GG SLC22A16 presentan una disminución de la SG. Además, la variante rs7756222 CC SLC22A16 fue el factor independiente que acortó la SLP. Nuestros resultados concuerdan con los de Lal et al. 2007, según los cuales los SNP en SLC22A16 se asocian a una menor SG y SLP en pacientes asiáticas con cáncer de mama51. Además, estudios anteriores confirmaron la asociación de SNPs dentro de SLC22A16 con efectos secundarios tóxicos en la quimioterapia en pacientes con cáncer de mama36,50,52. Además, la sobreexpresión de SLC22A16 en las células cancerosas se asocia con el aumento de la afluencia de doxorrubicina en la célula y se correlaciona con una mayor sensibilidad a los efectos citotóxicos de este fármaco53. En pacientes con cáncer gástrico, la regulación al alza de SLC22A16 predijo de forma independiente una mala SG y SFR en el cáncer gástrico temprano y una mala SG en el cáncer gástrico avanzado54. Kunii et al. demostraron también que SLC22A16 es un mediador de la captación de platino en las células cancerosas, y la regulación a la baja de SLC22A16 es posiblemente uno de los mecanismos de resistencia al cisplatino en el cáncer de pulmón55. Los informes citados confirman que las variantes genéticas dentro del gen SLC22A16 influyen en la eficacia de importación de los fármacos quimioterapéuticos en la célula, mientras que la toxicidad generada por el cambio del nivel de fármaco en la célula se corrobora con la peor respuesta al tratamiento.

Presentamos dos factores genéticos pronósticos independientes que influyeron significativamente en el riesgo de acortamiento de la SLP (rs1824125 GG y CC rs11224560 de PGR) y la SFR (rs3209896 AG AKR1C3) en pacientes con cáncer de mama. Hasta donde sabemos, éste es el primer informe sobre las posibles interacciones tanto del rs1824125 GG y el rs11224560 CC del receptor de progesterona como del rs3209896 AG AKR1C3 (gen relacionado con la progesterona) con la supervivencia y la respuesta al tratamiento. Desgraciadamente, se carece de datos funcionales para los rs1824125 y rs11224560 del PGR, pero la posición de las variantes estudiadas en las secuencias reguladoras del gen apunta a su presunto papel en el control de la expresión. Se sabe que la expresión controlada del receptor de progesterona es crucial para el desarrollo del tejido mamario, y que el gen PGR tiene dos promotores y sitios de inicio de la traducción y produce dos isoformas, PR-A y PR-B. El PR-B es el regulador positivo de los efectos de la progesterona, pero el PR-A antagoniza los efectos del PR-B56. La expresión equilibrada de ambas isoformas de PR es necesaria para mantener la función de la glándula mamaria, y cualquier desequilibrio se asocia con el aumento del riesgo de cáncer de mama. En este sentido, se demostró que un equilibrio alterado de PR-A y PR-B distorsiona los efectos de la progesterona en las células mamarias, aumentando así el riesgo de cáncer de mama57.

En este estudio presentamos la posible relación entre el riesgo de recurrencia local y la variante rs3209896 AG en AKR1C3. AKR1C3 es una enzima metabolizadora de fármacos de fase I implicada en la resistencia a los fármacos quimioterapéuticos, incluida la doxorrubicina58. Desempeña un papel importante en la desactivación de la doxorrubicina a doxorrubicinol, un metabolito menos activo59. Se han estudiado los polimorfismos de AKR1C3 como factores de riesgo de cáncer de pulmón, próstata60, linfoma61 y vejiga62. También hay informes sobre el papel de la variación de AKR1C3 en el riesgo de progresión de la enfermedad y la mortalidad en el linfoma no Hodgkin de células B63, así como en la modulación de la toxicidad del tratamiento y el tiempo de supervivencia en pacientes con cáncer de mama58. Sin embargo, la influencia del polimorfismo rs3209896 en el riesgo de cáncer y la respuesta a la quimioterapia sólo se consideró en dos estudios anteriores, pero sin éxito. En el primero, las pacientes asiáticas con cáncer de mama tratadas con quimioterapia que contenía doxorrubicina no mostraron ninguna correlación entre el rs3209896 AG AKR1C3 con la quimiotaxicidad, la SLP y la SG58. En el segundo estudio, los análisis genéticos maternos y de la descendencia del gen AKR1C3 no revelaron la asociación del rs3209896 AKR1C3 en relación con el riesgo de leucemia infantil61. En nuestro estudio, en cambio, sí existía el vínculo genético-clínico en relación con el resultado en pacientes con cáncer de mama tratadas con un régimen de FAC que contenía doxorrubicina. Un estudio anterior sugirió que AKR1C3 pertenece a la familia de genes relacionados con la progesterona que participan en el metabolismo prerreceptor de la progesterona y se cree que es un activador más débil de PGR64. Teniendo en cuenta estos datos, nuestros resultados subrayan aún más la importancia clínica de las vías de señalización de la progesterona. El estudio de Reding et al. demostró que la variación en los genes AKR1C2 y AKR1C3 podría aumentar el riesgo de cáncer de mama entre las mujeres que han utilizado la terapia de estrógeno-progesterona65. Ji et al. describieron un posible papel en el cáncer de mama basado en que las enzimas AKR1C metabolizan la progesterona en un 4-pregneno. Estos autores especularon que la pérdida de AKR1C1 y AKR1C2, pero no de AKR1C3 en el cáncer de mama, daba lugar a una disminución del catabolismo de la progesterona que, en combinación con un aumento de la expresión de la PR, podría aumentar la señalización de la progesterona por parte de sus receptores nucleares64.

En nuestro estudio las portadoras del rs291593 CC DPYD tenían mayor riesgo de recurrencia de la enfermedad. El DPYD cataboliza el 5-fluorouracilo (5-FU), que se utiliza habitualmente para el tratamiento de carcinomas sólidos66,67,68, y es también el componente del régimen FAC. Una disminución de la actividad enzimática puede conducir a un aumento de la vida media del 5-FU y a un mayor riesgo de toxicidad dependiente de la dosis67,68,69,70. El SNP rs291593 CC DPYD fue descrito en el estudio de Kim et al., que se centró en la distribución de los alelos en 150 sujetos coreanos68. Lamentablemente, no hay datos en la literatura sobre el efecto del rs291593 DPYD y su correlación con la supervivencia y la respuesta al tratamiento.

Por último, en nuestro grupo de pacientes analizado el polimorfismo rs1054899 AG/AA ALDH5A1 se correlacionó con una peor respuesta a la quimioterapia FAC. ALDH5A1 es un componente de la vía metabólica de la ciclofosfamida. La deficiencia de esta enzima es un raro trastorno neurológico autosómico recesivo en el que un grave defecto enzimático relacionado con la mutación genética en la vía de degradación del GABA provoca una elevación consecutiva tanto del GABA como del ácido gamma-hidroxibutírico (GHB)71,72,73,74,75. Aparte de las vías neurotransmisoras, la ALDH5A1, junto con la ALDH1A1 y la 3A1, participan en la transformación de la ciclofosfamida, guiando la desintoxicación de la aldofosfamida a carboxifosfamida inactiva76. Está ampliamente aceptado que las diferencias interindividuales en la formación de metabolitos de la ciclofosfamida pueden ser el resultado de polimorfismos en los genes que catalizan las reacciones metabólicas, así como de cambios en su expresión77. Aunque faltan datos sobre el impacto exacto de la variación del 3′UTR regulador de la ALDH5A1 en la actividad de la ciclofosfamida, hay informes que sugieren la conexión entre la expresión de la enzima y el pronóstico del tratamiento. El grupo de Tian informó que la baja expresión de ALDH5A1 es un excelente factor predictivo de mal pronóstico en el cáncer de ovario (OC) y puede desempeñar un papel crucial en la progresión del cáncer de ovario. La asociación positiva entre la expresión de ALDH5A1 y el pronóstico se encontró en los estadios tempranos y avanzados de las pacientes con cáncer de ovario. En los grados II/III del cáncer de ovario, un alto nivel de ARNm de ALDH5A1 se asoció con una mejor SG78. Los estudios realizados en pacientes chinos con epilepsia confirmaron que el rs1054899 del gen ALDH5A1 puede desempeñar un papel en la farmacocinética del ácido valproico (VPA) con propiedades anticonvulsivas79.

En nuestros análisis, la reducción de la SG y la SLP, y el alto riesgo de muerte y progresión, fueron los resultados de la enfermedad avanzada: tamaño del tumor superior a 20 mm en su mayor dimensión (es decir, componente T mayor que T1), ganglios linfáticos regionales infiltrados (es decir, componente N diferente de N0) y la presencia de metástasis a distancia (M1). Estas observaciones concuerdan con la percepción tradicional de la progresión escalonada de los cánceres de mama, desde los tumores pequeños, aún no diseminados, hasta los más grandes y agresivos80. El tamaño del tumor (componente T) se considera uno de los factores más cruciales de la respuesta al tratamiento. En el estudio de Goorts et al.81 el tamaño clínico del tumor (cT) fue el factor de predicción más fuerte para lograr la respuesta patológica completa (pCR), vista como la ausencia de cáncer residual, en el grupo de pacientes con cáncer de mama después de la quimioterapia neoadyuvante. En este estudio, los estadios cT más elevados presentaban tasas de RCP más bajas y significativas, independientemente del grado y del estado de los receptores de progesterona, estrógeno y HER2. Asimismo, la octava edición del Manual de Estadificación del Cáncer82 confirma que todo el sistema de estadificación TNM para el cáncer de mama es la estimación del volumen total del tumor, descrito por la dimensión máxima de la masa tumoral, sin incluir los pequeños focos satélites adicionales que rodean al tumor principal83.

La presencia de metástasis en los ganglios linfáticos regionales es otro factor reconocido de peor pronóstico en las pacientes con cáncer de mama. Según las directrices más recientes, la clasificación de los ganglios se realiza en función del tamaño del mayor depósito tumoral, y la suma de los ganglios linfáticos infiltrados da lugar al valor N final82. En general, la magnitud de la afectación ganglionar se refleja en un empeoramiento del pronóstico de los pacientes, que se manifiesta -entre otras cosas- en un menor tiempo de supervivencia84. Del mismo modo, la presencia, localización y extensión de las metástasis a distancia son inequívocamente responsables de un mal pronóstico, estimándose que el 90% de las muertes relacionadas con el cáncer de mama se deben a la diseminación metastásica85. Esta drástica correlación se observó también en nuestros análisis, en los que la presencia de metástasis a distancia fue el factor que más redujo la supervivencia, también estadísticamente. Esta situación parece reflejar las discordancias entre los tumores primarios y los secundarios, en cuanto a las características clínicas y biológicas que modifican la tasa de respuesta al tratamiento entre esos sitios. Además, existen patrones complicados que relacionan la diseminación metastásica con la localización de la masa primaria, la edad de los pacientes y también con el impacto imprevisto de los procedimientos quirúrgicos sobre la masa tumoral principal, que puede potenciar el crecimiento de micrometástasis latentes en diferentes órganos85.

En nuestro estudio el estado negativo del receptor de progesterona en el cáncer de mama fue el determinante de un alto riesgo de recidiva, un TFFS más corto y la falta de respuesta al tratamiento. El estado de los receptores de progesterona y estrógeno (RE) se encuentran entre los factores biológicos, aparte de la expresión de HER2 y el grado, que se han incorporado al sistema de estadificación del cáncer de mama. El objetivo de este enfoque era combinar los últimos conocimientos biológicos con la investigación clínica actualizada con la esperanza de establecer una pauta de estadificación sencilla pero precisa que defina el pronóstico con la mayor precisión posible86. La falta de expresión del receptor de progesterona en el cáncer de mama se ha señalado repetidamente en los últimos años como factor de mal resultado del tratamiento, lo que coincide con nuestros resultados. En el trabajo de Purdie y otros, el grupo de pacientes con PR negativo, incluso los subgrupos que de otro modo tendrían un buen pronóstico -es decir, ER-positivo y sin infiltración de los ganglios linfáticos- tenían una supervivencia específica del cáncer de mama a los 5 años significativamente reducida, con o sin aplicación de quimioterapia87. En el trabajo citado, la expresión de PR fue el factor pronóstico independiente, más potente que el estado de ER. Resultados similares se obtuvieron en el estudio de van Mackelenbergh et al., en el que los cánceres de mama ER-positivos/PR-negativos mostraron una mejor respuesta inicial al tratamiento, aunque finalmente la supervivencia a largo plazo tras la quimioterapia neoadyuvante se había reducido significativamente88. La complejidad del impacto de los estados de los receptores hormonales en el resultado del tratamiento podría surgir de los mecanismos de comunicación cruzada existentes entre los receptores de estrógeno y progesterona. Cuando el RP está ausente, el receptor de estrógenos recluta cofactores específicos y se une a elementos de respuesta a estrógenos en la cromatina. El resultado es la activación de vías que conducen a la proliferación celular89. Esta interrelación se ilustró en el trabajo de Mohammed et al.90, quienes señalaron que en el cáncer de mama el RP modula el comportamiento del RE, y su expresión puede considerarse un marcador de la función del RE.

Los análisis de los factores genéticos y clínicos podrían ser útiles en el intento de establecer los complejos modelos combinados genético-clínicos para la preselección de las pacientes en grupos más uniformes con un pronóstico similar con respecto a la muerte, la progresión de la enfermedad, la recurrencia, el desarrollo de cáncer de mama metacrónico y la respuesta global al tratamiento. Para ello, realizamos análisis acumulativos y seleccionamos los grupos de pacientes con el peor pronóstico aparente, que portaban el mayor número de factores desfavorables en un entorno determinado. En cada uno de los análisis, el componente clínico señalaba el avance de la enfermedad. El cuadro se completó con la adición de modificadores genéticos. Debido a la frecuente falta de datos sobre el impacto exacto de la variante genética estudiada en la función del gen o de la proteína, toda interpretación del modelo acumulativo debe hacerse con gran precaución. No obstante, la SG y el mayor riesgo de muerte fueron el resultado obvio de los estadios TNM avanzados, pero la presencia de dos variantes en el transportador de doxorrubicina SLC22A16 en este modelo enfatizan la importancia de la entrada óptima del fármaco en las células. Además, la actividad del principal interruptor de desintoxicación NR1/2 en el modelo OS parece ser el protagonista en la mediación del riesgo de muerte. Podríamos suponer que la peor respuesta al tratamiento en este sentido puede ser el reflejo de la hiperactividad de las rutas de desintoxicación de cualquiera de los fármacos del CAE, que disminuyen la concentración terapéutica de los mismos. Cabe destacar, que la solidez de este modelo se ve reforzada por la ausencia de incidencias de muerte en el grupo de no portadores de factores de alto riesgo.

El grupo con peor pronóstico en cuanto a la progresión del cáncer se caracterizó también por el avance de la enfermedad (metástasis) y la variante polimórfica en el gen importador de doxorrubicina SLC22A16. Sin embargo, en este modelo el cuadro se completó con la presencia de dos SNP en el gen del receptor de progesterona. El «doble acierto» como tal, al igual que para el SLC22A16 en el análisis del SO, señala las relaciones entre las vías fisiológicas, metabólicas y de señalización de la progesterona y la capacidad metastásica de las células del cáncer de mama, así como la reactivación de las micrometástasis latentes. Las vías de señalización de la progesterona, consideradas como el estado negativo del receptor PR en las células cancerosas, surgieron también como el componente del peor escenario en el análisis de la supervivencia sin recidiva. En esta situación, sin embargo, el alto riesgo de recidiva dependía concomitantemente de la modificación en el catabolizador del 5-fluorouracilo DPYD, así como en AKR1C3, el componente de los mecanismos metabólicos tanto de la doxorrubicina como de la progesterona. Este resultado enfatiza una vez más la importancia de la señalización de la progesterona y la actividad de la maquinaria de desintoxicación, que asegura la concentración óptima de los fármacos terapéuticos.

Hasta donde sabemos, este es el primer estudio que evalúa el valor pronóstico de los polimorfismos 3′UTR de los genes ADME en el contexto de la respuesta global al tratamiento en el cáncer de mama. Sin embargo, los determinantes clínicos como factores de alto riesgo dominaron a los genéticos en este análisis. Como es lógico, los resultados mostraron que el estado de tumor PR negativo, junto con la falta de procedimientos quirúrgicos, que a su vez es la consecuencia directa del mal estado de la paciente, son los predictores de eventos negativos como la muerte, la progresión, la recurrencia y el desarrollo de otro cáncer de mama. El único componente genético de este modelo, la variante en ALDH5A1, señala los mecanismos catabólicos de la ciclofosfamida. Además, la fuerza de este modelo está respaldada por los resultados del análisis TFFS. Mientras que la respuesta al tratamiento original en este trabajo se estimó en 10 meses desde el inicio de la quimioterapia, la separación obtenida de los pacientes en grupos con respecto al número de factores desfavorables permitió predecir la supervivencia a largo plazo. Tras este análisis, informamos de la reducción sin precedentes, de más de 14 veces, de la mediana de supervivencia entre los grupos con mejor y peor pronóstico.

En conclusión, las variantes normales de la línea germinal comúnmente presentes en la población son factores importantes que determinan la respuesta al tratamiento. El estudio muestra que los polimorfismos son un factor pronóstico independiente de la supervivencia en la mujer con cáncer de mama. Además, observamos el efecto de la acumulación de múltiples factores genéticos y clínicos desfavorables sobre el mal pronóstico de supervivencia y la respuesta global al tratamiento. Los resultados sugieren que los polimorfismos de la línea germinal influyen en la farmacocinética de la doxorrubicina. Nuestro estudio indica las asociaciones más fuertes entre la supervivencia global, la supervivencia libre de progresión y los polimorfismos genéticos en el gen SLC22A16 que participa en el transporte de doxorrubicina. Además, el SNP en el AKR1C3, un gen implicado en la vía del metabolismo de la doxorrubicina, tiene un efecto sobre la supervivencia libre de recidiva. En resumen, la presencia de factores genéticos y clínicos adversos aumenta el riesgo de mala respuesta al tratamiento en mujeres polacas con cáncer de mama que fueron tratadas con el régimen FAC. Este estudio implica que la selección de pacientes basada en los modelos de factores desfavorables acumulados puede ser útil para predecir el pronóstico con respecto a la muerte, la progresión o la recidiva.