Her–2, imenovan tudi »c-erbB-2« ali »neu«, je transmembranski glikoprotein iz skupine receptorjev rastnih faktorjev. Protein je izra`en v nizkih koncentracijah v mnogih normalnih epitelijih, tudi v duktalnem epiteliju dojke. V signifikantno ve~ji meri pa je pomno`en pri eni petini do eni ~etrtini invazivnih karcinomov dojke. V mnogih raziskavah so dokazali, da je pomno`eni Her-2 neodvisen napovedni dejavnik pre`ivetja posebej pri bolnicah s karcinomom dojke in z limfogenimi zasevki. Pomno`eni protein napoveduje dober odziv na adriamicinsko kemoterapijo, hkrati pa slab odziv na tamoksifen celo pri bolnicah z izra`enimi estrogenskimi receptorji. V zadnjem ~asu je postalo dokazovanje pomno`enega proteina Her-2 metoda za selekcijo tistih bolnic z metastatskim karcinomom dojke, ki bi bile primerne za imunoterapijo s humaniziranim protitelesom proti Her-2 proteinu, trastuzumabom (Herceptin®). O tem, novej{em zdravljenju nekaterih bolnic, smo v ~asopisu Onkologija `e pisali (Tanja ^ufer: Novosti v onkologiji 2001;5:75-6 in Bojana Pajk: Kdaj me boste zdravili s Herceptinom®? 2000;4:79-81). Dolo~anje statusa Her-2 je postalo na oddelkih za patologijo izjemno pomemben segment strokovnega dela. Ugotavljanje Her-2 pri karcinomu dojke, podobno kot dolo~anje steroidnih receptorjev, ne nadome{~a, ampak samo dopolnjuje dokazovanje ostalih tradicionalnih prognosti~nih znakov, kot so tip tumorja, njegova velikost, gradus in ugotavljanje zasevkov v bezgavkah. HER-2 LAHKO DOKAZUJEMO NA VE^ NA^INOV Pomno`eni protein Her-2 je razen v izjemnih situacijah neposredna posledica zve~anega {tevila kopij gena Her-2, ki se iz neznanega razloga pojavijo v genomu. Zdi se, da je koli~ina pomno`enega proteina Her-2 na membrani tumorski celic odvisna od {tevila kopij gena Her-2. Status Her-2 lahko dolo~imo torej na dva na~ina. [tevilo kopij gena Her-2 lahko analiziramo z metodo fluorescentne hibridizacije in situ (FISH), mno`ino membranskega proteina Her-2 pa z imunohistokemijo. Obe metodi sta v kirur{ki patologiji izjemno prakti~ni, saj lahko za preiskave uporabljamo tumorsko tkivo iz standardnih parafinskih blokov. KAKO JE Z IMUNOHISTOKEMIJO? Ugotavljanje pomno`enega proteina Her-2 z imunohistokemijo je bistveno druga~no kot pri drugih protitelesih, kjer zadostujeta obi~ajna izraza »pozitivno« ali »negativno«. Pri oceni proteina Her-2 uporabljamo sistem, ki semikvantitivno upo{teva dve zna~ilnosti barvne reakcije. Glede na dele` obarvanih celic in glede na intenziteto membranske reakcije (slika 1) uvrstimo karcinom v eno od ONKOLOGIJA / problemi in perspektive Primož Drev, Rastko Golouh Doloèanje onkogena Her-2 pri karcinomu dojke 14 Slika 1. Invazivni karcinom dojke. Imunohistokemi~na reakcija na celi~nih membranah, ocenjena kot 3+, dokazuje mo~no pomno`en protein Her-2. {tirih skupin: negativna reakcija (0), {ibko pozitivna reakcija (1+), zmerno pozitivna reakcija (2+) in mo~no pozitivna reakcija (3+). Reakciji 2+ in 3+ pomenita prekomerno izra`enost proteina (pozitivno), reakciji 0 in 1+ pa ne (negativno). Imunohistokemi~na reakcija napoveduje pomno`itev gena Her-2. Negativna imunska reakcija (0 in 1+) skoraj zagotovo ka`e, da gen ni pomno`en, mo~no pozitivna reakcija (3+) pa, da ga je ve~. Pri zmerno pozitivnem Her-2 (2+) je sklepanje o pomno`itvi nezanesljivo. Ob imunohistokemi~nem dokazovanju pa se pojavljajo nekatere te`ave. Z vse bolj ob~utljivimi protitelesi in ob uporabi metod za razkrivanje antigenov najdemo pozitivno reakcijo tudi na celicah normalnega duktalnega epitela, kjer je {tevilo kopij gena Her-2 na kromosomu 17 nespremenjeno. O~itno so postale imunohistokemi~ne metode »preob~utljive« in odkrijejo protein tudi na celicah brez pomno`enega gena, ob tem pa bo reakcija sorazmerno intenzivnej{a tudi na tumorskih celicah, ocena pa previsoka. Patologi `e opa`ajo, da je dele` Her-2 imunohistokemi~no pozitivnih primerov nenavadno visok, kar lahko vsaj delno pripi{emo taki »napa~no pozitivni« reakciji. ALI LAHKO FISH POMAGA PRI NATAN^NEJ[EM DOLO^ANJE PREKOMERNE EKSPRESIJE HER-2? FISH, hibrid molekularne biologije in citogenetike, je novej{a metoda prikazovanja nukleinskih kislin. Pri FISH izkoristimo osnovno lastnost nukleinskih kislin prileganja dveh komplementarnih enojnih verig. Proces imenujemo hibridizacija. V praksi predhodno ozna~imo eno od verig DNK. Tako ozna~eno verigo DNK imenujemo sonda. Potem ko komplementarna sonda prile`e na iskano verigo DNK v jedru, lahko s primerno detekcijsko metodo prika`emo nastali hibrid. V primerjavi z ostalimi molekularnimi metodami ima FISH to prednost, da nukleinskih kislin iz vzorca ne ekstrahiramo, ampak ostane preiskovano tkivo ohranjeno. Na poseben na~in obarvan histolo{ki preparat analiziramo s fluorescentnim mikroskopom. Na splo{no velja, da lahko z metodo FISH prika`emo v jedru lokalizacijo in {tevilo kopij DNK. Razen pri spolnih kromosomih pri~akujemo zaradi dvojnih kromosomov v interfazi v vsakem obi~ajnem jedru po dva signala iste DNK. Metodo FISH uporabljamo najpogosteje za odkrivanje {tirih osnovnih kromosomskih sprememb – anevsomije, genskih delecij, translokacij in pomno`itev. Pri karcinomu dojke nas zanima zadnja kromosomska sprememba, to je pomno`itev specifi~nega gena. Gen Her-2 le`i na kromosomu 17 (slika 2). V obi~ajnih celicah najdemo torej po dva kromosoma 17 in na vsakem od njiju po en gen Her-2. Teoreti~no bi bilo vsako {tevilo jedrnih genskih kopij, ki je ve~je od dve, `e znak pomno`itve. Ker pa je pri invazivnih karcinomih dojke anevsomija kromosoma 17 zelo pogosta, saj so kromosomi pomno`eni po nekaterih raziskavah v 47% primerov, je pove~ano {tevilo kopij gena Her-2 lahko posledica polisomije kromosoma 17, in ne pomno`itve. ^e ne bi poznali {tevila kromosomov 17, bi v takem primeru samo po {tevilu signalov lahko napa~no ugotovili pomno`itev. To velja {e posebej takrat, ko je {tevilo kopij gena Her-2 le malo zvi{ano. Za natan~nej{o interpretacijo rezultatov uporabljamo zato dve sondi. Z eno prika`emo {tevilo signalov gena, z drugo pa {tevilo centromerov kromosoma 17 in s tem {tevilo kromosomov 17. Lokalizacije genov so v fluorescentnem mikroskopu obarvane rde~e, centromeri pa zeleno (slika 3). V analizi vzorca pre{tejemo signale v 60 jedrih tumorskih celic invazivne komponente tumorja. O pomno`itvi sklepamo na podlagi razmerja {tevila signalov gena Her-2 in {tevila signalov centromera kromosoma 17. ^e je koli~nik med obema enak ali ve~ji od 2, govorimo o pomno`itvi Her-2 protoonkogena (slika 4). ^e je koli~nik manj{i od 2, ni pomno`itve. FISH je kvanitativna metoda s 100% specifi~nostjo in 96-98% senzitivnostjo. Preiskava traja tri dni. ALI JE FISH PRAVA KVANTITATIVNA METODA? Ne vedno. Kadar je {tevilo pomno`enih kopij gena Her-2 majhno, je relativno lahko pre{teti signale genov in kromosomov. ^e pa {tevilo signalov prese`e 8 do 10, jih je zaradi prekrivanja te`je razlo~iti in pre{teti, tako da rezultati postanejo semikvantitativni. Res pa je, da {e ne vemo, ali je kvantitativen podatek klini~no pomemben. KAK[EN NAJ BO STANDARDEN NA^IN DOLO^ANJA HER-2? O tem, ali naj bi imunohistokemijo in FISH kombinirali, in ~e, na kak{en na~in, {e ni dogovora. Najpogostej{a priporo~ila so: • Samo imunohistokemija. Zaradi te`av z la`no pozitivnimi in la`no negativnimi rezultati ima tak na~in le {e malo zagovornikov. • Imunohistokemija za presejanje vseh duktalnih karcinomov, FISH uporabimo za potrditev primerov z imunohistokemi~nim rezultatom 2+. • Presejanje z imunohistokemijo, FISH za dodatno analizo vseh imunopozitivnih primerov (2+ in 3+). • FISH pri vseh primerih. Tako obdelavo zahtevajo ponekod predvsem kliniki. Na Oddelku za patologijo Onkolo{kega in{tituta smo oktobra 2001 postavili laboratorij za molekularno genetiko, novembra je steklo uvajanje FISH, januarja 2002 pa standardizacija metode ONKOLOGIJA / problemi in perspektive 15 Slika 4. Celica invazivnega karcinoma dojke. Obi~ajno {tevilo zelenih signalov (2) za centromer kromosoma 17 in pove~ano {tevilo rde~ih signalov (najmanj 8) za gen ka`e na o~itno pomno`itev gena Her-2. Slika 3. Celica duktalnega epitela dojke z obi~ajnim {tevilom zelenih signalov (2) za centromer kromosoma 17 in rde~ih signalov (2) za gen Her-2. Slika 2. Na shemi kromosoma 17 sta ozna~eni mesti za centromer (zeleno) in za gen Her-2 (rde~e). v sodelovanju z In{titutom za patologijo Univerze v Baslu. S pomladjo 2002 za~enjamo rutinsko ugotavljati pomno`eni gen z metodo FISH pri vseh karcinomih dojke z imunohistokemi~no dokazanim zmerno pomno`enim proteinom Her-2 (2+). NEKAJ O TEHNIKI Za dolo~anje pomno`itve protoonkogena Her–2 uporabljamo PathVysion ™ HER-2 DNA PROBE KIT, ki ga je ameri{ki Urad za `ivila in zdravila januarja 2002 odobril za izbiro tistih bolnic z metastatskim karcinomom dojke, ki bi jih lahko zdravili s Herceptinom®. Kit vsebuje dve sondi. Prva je s fluorokromom spectrum orange direktno ozna~ena sonda za Her-2 genski lokus, ki se prilega na 17q11.2- q12 regijo ~love{kega kromosoma 17. Druga je s fluorokromom spectrum green direktno ozna~ena alfasatelitna sonda za centromer kromosoma 17, prilegajo~a na lokus D17Z1 kromosoma 17. Vzorec za preiskavo je v formalinu fiksirano in v parafin vklopljeno tumorsko tkivo. Tanko, 2-4 µm debelo tkivno rezino naplavimo na objektno stekelce, parafin odtopimo s ksilolom, tega pa speremo z etanolom. Z encimsko digestijo razkrijemo DNK in tako omogo~imo dostop sond do ciljne molekule. Preparat ponovno fiksiramo v blagi raztopini formalina, nato nanesemo sondi. Denaturiranje preiskovane DNK in sond, ki je bistveni pogoj za hibridizacijo, dose`emo s kombinacijo kemi~nih (formamid) in fizikalnih (segrevanje) postopkov. Hibridizacija poteka v hibridizacijski komori pri temperaturi 37o C vsaj 16 ur. Ostanke nevezanih sond speremo. Vso jedrno DNK obarvamo z barvilom DAPI. Detekcija hibridnih molekul temelji na fizikalnem pojavu - fluorescenci. Posebna barvila - fluorokromi, se ob vplivu svetlobe dolo~ene valovne dol`ine vzburijo in elektroni atomov barvila preidejo na vi{jo energetsko raven. Ko se elektroni vrnejo na osnovno energetsko raven, oddajo energijo v obliki svetlobe z ve~jo valovno dol`ino, kot je bila ekscitacijska. Tako emitirano svetlobo nato registriramo. V na{em laboratoriju uporabljamo za detekcijo reakcij: 1.Svetlobni mikroskop Olympus BX 51, ki je prirejen za epifluorescen~no mikroskopiranje. 2.Videokamero (Sensys™ Charge Coupled Device, CCD). 3.Ra~unalnik z operacijskim sistemom Mac OS9, z bazo podatkov Lab manager, s programom za zajemanje in obdelavo slike Smart capture 2.0 in IP Lab 3.0 in programom za oblikovanje poro~il Report layouts, zdru`enih v programski sistem Quips®, proizvajalca Applied imaging corporation. Ob pregledu preparata izberemo z manj{o pove~avo primerno podro~je invazivnega karcinoma s celi~nimi jedri, ki se ne prekrivajo. Vsako izbrano jedro slikamo trikrat. S prvim posnetkom registiramo sliko, dobljeno s svetlobo, ki ekscitira barvilo DAPI, z drugim sliko s svetlobo, ki ekscitira fluorokrom, vezan na sondo za gen Her-2, in s tretjim sliko s svetlobo, ki ekscitira fluorokrom, vezan na sondo za centromer kromosoma 17. Z monokromatsko videokamero dobimo ~rnobele posnetke. Ra~unalni{ki program doda nato ustrezne barve in sestavi posamezne posnetke v barvno sliko jedra s signali obeh sond. V kon~ni sliki je jedro modre barve, signali sonde, hibridizirane na gen Her-2, so rde~i, signali sonde centromera kromosoma 17 pa zeleni. Ker za razliko od ve~ine histolo{kih, preparati pri metodi FISH niso trajni, je posebej pomembno shranjevanje posnetkov v bazo podatkov. ■ ONKOLOGIJA / problemi in perspektive 16