HE4 come marcatore per il cancro ovarico
Il cancro ovarico è un tumore maligno relativamente gestibile se diagnosticato in una fase iniziale, ma la diagnosi in fase avanzata si traduce quasi sempre in una prognosi sfavorevole. I ricercatori hanno lavorato vigorosamente all’identificazione di un biomarcatore più affidabile per aiutare la diagnosi precoce, così come il trattamento e il monitoraggio generale della malattia. HE4 è tra i geni più frequentemente upregolati nei carcinomi ovarici epiteliali in base ai profili di espressione genica. Come descritto più avanti, diversi gruppi sono stati pionieri nel compito di determinare l’efficacia di HE4 come marcatore molecolare per OC.
Per misurare la concentrazione sierica di HE4 e successivamente determinare se poteva essere utilizzato come marcatore molecolare per OC, era necessario un metodo di rilevamento di HE4. Hellstrom e colleghi hanno costruito un gene che codifica HE4 fuso con domini Fc di Ig umane o di topo. I topi sono stati poi immunizzati con la proteina di fusione Ig Fc-HE4 derivata dal topo. Gli ibridomi risultanti sono stati vagliati contro la proteina di fusione Ig Fc-HE4 di derivazione umana, su cui sono stati generati due anticorpi monoclonali che hanno riconosciuto diversi epitopi di HE4. Gli anticorpi monoclonali sono stati poi impiegati nella costruzione di un ELISA a doppia determinazione (‘sandwich’), che è stato utilizzato con successo per il rilevamento di HE4 nel siero. Tuttavia, i saggi di screening su larga scala per la valutazione dei biomarcatori con saggi immunologici affrontano sfide scoraggianti, come i requisiti di quantità per il campione del paziente, il costo dei reagenti di affinità e la quantità di lavoro necessaria per preparare e impiegare tali reagenti. Alla luce di queste carenze, Scholler et al. hanno cercato di sviluppare un nuovo tipo di anticorpo che potrebbe alleviare le sfide. Gli autori hanno sviluppato i “biocorpi” (Bbs) da lievito diploide trasformato con DNA plasmidico ricombinante in modo che, dopo la secrezione, i Bbs fossero “bio”-tinilati. Come conseguenza di questo elegante meccanismo di biotinilazione in vivo, si evita la biotinilazione chimica e si mantiene il ruolo di rilevazione degli anticorpi ricombinanti attraverso la biotinilazione diretta. I ricercatori hanno sviluppato Bbs per HE4 e mesotelina, li hanno accoppiati con anticorpi policlonali e hanno testato la loro accuratezza nella rilevazione di OC. Hanno confrontato i risultati con quelli ottenuti utilizzando il CA-125 standard a doppia determinazione ‘sandwich’ ELISA e hanno dimostrato che la rilevazione con i Bbs ha prodotto una precisione simile al precedente test, ma ha richiesto molto meno siero ed è stato significativamente più conveniente. Gli autori hanno scoperto che l’HE4 e la mesotelina sono più efficaci nel rilevamento dei tumori sierosi dell’ovaio rispetto a quelli dei sottotipi endometrioide, a cellule chiare o mucinoso. Dato che l’OC a cellule sierose è la forma più comune di OC e la meno probabile da diagnosticare quando è limitata all’ovaio, marcatori come HE4 e mesotelina hanno forti implicazioni per il miglioramento della gestione dell’OC.
Diverse pubblicazioni hanno dimostrato la superiorità di HE4 rispetto a CA-125 come biomarcatore di OC. In particolare, la capacità di HE4 di distinguere le malattie benigne da quelle maligne (cioè, la sua sensibilità) gli conferisce un vantaggio rispetto al CA-125 da solo nell’individuazione di OC. Infatti, l’uso del CA-125 per il rilevamento della OC nelle donne in premenopausa è associato ad una sensibilità e specificità così bassa che è quasi esclusivamente riservato all’applicazione nei casi in postmenopausa. Moore et al. sono riusciti a convalidare l’effetto complementare dell’HE4 sulla capacità del CA-125 di rilevare il CO valutando l’efficacia di vari biomarcatori putativi del CO, da soli o in combinazione. I campioni preoperatori di siero e urina raccolti da diversi istituti sono stati esaminati per determinare i livelli di CA-125, peptide solubile legato alla mesotelina, HE4, CA72-4, attivina, inibina, osteopontina, recettore EGF, e recettore 2 del fattore di crescita epidermico umano (HER2 oncogene) in 259 pazienti con masse annessiali, di cui 233 erano idonei all’analisi (67 OC epiteliali invasivi e 166 neoplasie ovariche benigne). Come singolo marcatore, HE4 ha avuto la più alta sensibilità del 72,9% quando la specificità è stata fissata al 95%. La combinazione di CA-125 con HE4 ha raggiunto la più alta sensibilità rispetto a tutti gli altri marcatori singoli o combinazioni di doppi marcatori, e l’aggiunta di altri marcatori al pannello CA-125 più HE4 ha imposto solo un modesto miglioramento della sensibilità per il rilevamento di OC. Havrilesky e colleghi hanno ottenuto risultati simili in uno studio indipendente di un altro gruppo di biomarcatori OC, che comprendeva HE4, glicodelina, metalloproteinasi di matrice (MMP)7, SLPI, attivatore del plasminogeno, recettore dell’urochinasi (Plau-R), mucina (MUC)1, inibina A, inibitore dell’attivatore del plasminogeno (PAI-1), e CA-125. Il valore predittivo del singolo marcatore e del pannello di marcatori multipli sono stati valutati utilizzando due diversi punti di cut-off determinati dalle curve caratteristiche operative del ricevitore (ROC), uno essendo il miglior cut-off, come determinato dal più alto valore di sensibilità più specificità, e l’altro essendo determinato utilizzando il limite superiore del doppio della deviazione standard della coorte di riferimento dello studio in conformità con il Clinical and Laboratory Standards Institute. Gli autori hanno determinato che l’HE4 mostra la più alta sensibilità tra tutti gli altri marcatori singoli nel rilevamento di entrambi gli stadi precoci (62,4-82,7%) e tardivi (74,6-92,5%) di OC, indipendentemente dal cut-off utilizzato. I ricercatori hanno condotto contemporaneamente uno studio pilota per valutare l’efficacia di un particolare pannello di biomarcatori (HE4 più MMP7 più glicodelina) per il monitoraggio della OC. Questo pannello ha previsto la recidiva prima dell’elevazione del CA-125 nel 56% dei casi.
Huhtinen e colleghi hanno recentemente analizzato le concentrazioni sieriche di HE4 e CA-125 in 225 donne con OC, EC, endometriosi o controlli sani. La combinazione di HE4 più CA-125 ha raggiunto una sensibilità molto migliore del 92,9% al 95% di specificità rispetto a HE4 (78,6% di sensibilità) o CA-125 (78,6% di sensibilità) da soli. I livelli di HE4 erano elevati sia nei tumori maligni endometriali che ovarici, ma non nelle lesioni endometriosiche. Questi risultati forniscono quindi ulteriori prove dell’associazione complementare di HE4 con CA-125 nel rilevamento di OC. È degno di nota il fatto che questo studio ha dimostrato capacità uniche di HE4 e CA-125 nel distinguere le pazienti con malignità ovarica da quelle con condizioni ovariche o endometriali benigne. L’aumento del CA-125 senza elevazione dell’HE4 è specificamente indicativo di endometriosi avanzata o endometrioma ovarico. D’altra parte, HE4 elevato con CA-125 normale può suggerire la presenza di un cancro ovarico o di altri tipi di cancro, compresa la CE. Dong et al. hanno determinato che l’HE4 ha un vantaggio rispetto al CA-125 nella ROC-area sotto la curva (AUC) e nella sensibilità con una specificità del 100% quando il cancro ovarico è stato confrontato con controlli sani o donne con malattie benigne. Al contrario, il test CA-125 ha avuto il vantaggio in ROC-AUC e sensibilità con il 100% di specificità quando il cancro ovarico è stato confrontato solo con i controlli sani. Ciò è attribuibile alla drastica differenza (rispetto all’HE4) nell’espressione del CA-125 nei tumori ovarici rispetto alle donne sane. Anche in questa situazione, il test combinato HE4 più CA-125 è stato ancora superiore al CA-125 da solo quando il cancro ovarico è stato confrontato con diversi gruppi di controllo.
Un mezzo non invasivo per discriminare tra masse pelviche maligne e lesioni benigne è importante dato che circa il 20% delle donne svilupperà una cisti ovarica o una massa pelvica ad un certo punto della loro vita. Senza mezzi adeguati per discernere il potenziale maligno di questi tumori, una percentuale considerevole di queste donne sarà sottoposta a un intervento chirurgico non necessario. Allo stesso modo, poiché la sovraespressione del CA-125 non è rilevabile nel 50% delle neoplasie ovariche in stadio iniziale, se tale criterio viene utilizzato per determinare lo stato maligno, molte donne che hanno bisogno di un intervento chirurgico potrebbero non ricevere un trattamento adeguato in un arco di tempo accettabile. Una preoccupazione chiave che Moore e colleghi sottolineano in un recente editoriale è che nessuna tecnica di imaging o biomarcatore attualmente impiegato, da solo, è in grado di distinguere la OC dalle malattie ovariche benigne con una sensibilità e specificità accettabili. La risonanza magnetica, la PET e la TAC sono utili per classificare le donne in strati a basso o alto rischio, ma questi esami sono troppo costosi per essere impiegati per tutte le donne con una cisti ovarica o una massa pelvica. Considerando l’esposizione alle radiazioni e/o l’invasività, la somministrazione di questi esami alla popolazione asintomatica è difficile da giustificare. Dal momento che le analisi basate sulle urine e sul siero sono non invasive e relativamente poco costose, sarebbe ideale avere un biomarcatore o un pannello multimarcatore con sufficiente sensibilità e specificità per servire come strumento di stratificazione del rischio di OC. Sofisticate tecniche di imaging potrebbero quindi essere impiegate nelle pazienti a rischio moderato-alto per le cure nei centri specializzati nel trattamento del carcinoma ovarico. Recentemente, Fujirebio Diagnostics, Inc. ha sviluppato un tale strumento che migliora significativamente la diagnosi differenziale delle masse pelviche. Il kit utilizza un test combinato HE4 più CA-125, insieme a un algoritmo di calcolo del rischio di malignità ovarica, per classificare le donne che presentano una massa pelvica in gruppi basati sul potenziale maligno. Il kit di stratificazione ha identificato correttamente il 91% delle pazienti con cancro ovarico epiteliale come ad alto rischio di malignità, mentre il 75% delle donne con masse pelviche benigne sono state assegnate in modo appropriato al gruppo a basso rischio. Questo rappresenta un miglioramento significativo rispetto alla sensibilità e specificità ottenibile con l’uso del solo CA-125. Questo kit disponibile in commercio ha recentemente ricevuto l’autorizzazione dalla FDA degli Stati Uniti per essere utilizzato per il rilevamento e il monitoraggio della OC negli Stati Uniti.
Anche se l’HE4 ha dimostrato di essere promettente come complemento al CA-125 e ad altri biomarcatori per l’individuazione/diagnosi di OC, è necessario apportare miglioramenti prima di poter realizzare un test di screening efficace per tutta la popolazione. Data la prevalenza di OC di solo una su 2500 donne in postmenopausa negli Stati Uniti, un test di screening accettabile richiederebbe una sensibilità del 75% e una specificità di circa il 99,7% per ottenere il valore predittivo positivo minimamente tollerabile del 10% per il rilevamento di OC in tutte le fasi. Nessun singolo marcatore fino ad oggi ha raggiunto questo punto di riferimento, e anche i migliori pannelli multimarcatore sono stati in grado di avvicinarsi solo alla soglia. Può essere ragionevole impiegare un pannello di biomarcatori meno specifico di quello ottimale in gruppi definiti a rischio più elevato per aumentare il valore predittivo positivo. Accoppiare un marcatore subottimale a tecniche come l’ecografia transvaginale, anche se più invasiva e costosa, dovrebbe aumentare il valore predittivo positivo complessivo.