Kombinasi Ekspresi Vimentin, E-Cadherin, CD44 dan CD24 sebagai Model Prediktor Respons Kemoterapi Neoajuvan Berbasis Antrasiklin pada Kanker Payudara Stadium IIIB Subtipe Luminal

Budianto, Mochamad Bachtiar and Prof. Dr. dr. Bambang Pardjianto,, SpB, SpBP-RE(K) and Dr. dr. Setyawati Soeharto, , M.Kes and Dr. dr. Edy Mustofa,, SpOG(K) (2018) Kombinasi Ekspresi Vimentin, E-Cadherin, CD44 dan CD24 sebagai Model Prediktor Respons Kemoterapi Neoajuvan Berbasis Antrasiklin pada Kanker Payudara Stadium IIIB Subtipe Luminal. Doktor thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Kanker payudara adalah salah satu kanker paling banyak pada wanita dengan 1,3 juta kasus dan 450.000 kematian setiap tahun di seluruh dunia, sementara di Indonesia tidak ada data yang cukup baik. Perkembangan kanker payudara sangat bervariasi dari stadium in situ, karsinoma invasif sampai ke karsinoma metastasis. Di antara penderita yang terkena kanker payudara, hanya 60% yang bisa diterapi dengan baik, sementara sekitar sepertiga meninggal karena komplikasi dan metastasis. Perlu dipahami bahwa 60-70% kasus kanker baru pasien kanker payudara datang dalam stadium lanjut dan metastasis. Stadium kanker payudara terbanyak adalah stadium IIIB, yaitu sebesar 65%, metastasis mempunyai peran penting pada tingginya tingkat kematian kasus kanker secara umum. Ketidakseimbangan antara onkogen dan gen supresor tumor dianggap sebagai jalur seluler utama yang mengatur proliferasi, diferensiasi, apoptosis dan respons terhadap kerusakan genetik. Mutasi germline dalam gen E-cadherin mempengaruhi penyebaran kanker dan berhubungan dengan prognosis yang buruk. Selain itu hilangnya fungsi E-cadherin menyebabkan perubahan dari tumor jinak (adenoma) menjadi tumor invasif lebih cepat dan terjadinya metastasis karsinoma. Sebagai hasil dari penghambatan E-cadherin selama proses aktifasi epitthelial to mesenchymal transition (EMT), yaitu proses perubahan fenotype epitelial menjadi fenotype mesenkhimal yang sangat penting dalam terjadinya progresifitas dan metastasis sel kanker, pada saat yang sama juga peningkatan ekspresi Vimentin dikaitkan dengan peningkatan grading sel tumor, tingkat invasi dan metastasis yang lebih tinggi. Protein Vimentin ini dianggap sebagai indikator perkembangan kanker. Selain peningkatan ekspresi vimentin dan penurunan E-cadherin, populasi CD44 yang tinggi dan CD24 rendah juga disebutkan sebagai karakteristik EMT. Lebih dari itu ekspresi populasi CD44 yang tinggi dan CD24 yang rendah terkait dengan resistensi kemoterapi. Beberapa penanda aktivasi EMT yang telah dijelaskan tersebut adalah protein-protein yang merupakan bagian dari mekanisme perkembangan kanker yamng berhubungan dengan EMT. Saat ini diketahui bahwa terdapat interaksi genetik kanker, yaitu keadaan saling mempengaruhi antar gen yang mengalami mutasi, interaksi antara gen-gen tersebut akan menghasilkan satu produk fenotif dan aktifitas yang berbeda. Demikian pula dengan protein dapat berinteraksi dengan banyak jenis molekul. Interaksi ini dapat berupa intermolekular (antara protein dan bagian yang melekat secara kovalen) atau intramolekul (interaksi protein non-kovalen dengan molekul lain). Interaksi semacam itu terkait dengan fungsi mereka dan karena itu merupakan obyek studi dalam biologi molekular. Penghantaran sinyal di dalam sel tergantung pada interaksi protein dengan protein (PPI) antara berbagai molekul sinyal. Rekrutmen jalur sinyal melalui PPI disebut transduksi sinyal dan memainkan peran mendasar dalam banyak proses biologis dan dalam banyak penyakit termasuk kanker. Sehingga dimungkinkan logika ilmiah bahwa keempat protein prediktor terdsebut di atas mempunyai nilai berbeda pada saat bekerja bersama-sama dibandingkan saat bekerja sendiri-sendiri. Karena itu analisis kombinasi protein penanda Vimentin, E-cadherin, CD44 dan CD24 ini diharapkan dapat dipakai sebagai prediktor respons kemoterapi neoajuvan yang lebih baik. Prosedur kemoterapi yang dilakukan saat ini masih banyak didapati resistensi dan respons kemoterapi yang buruk. Demikian pula kemoterapi saat ini belum memiliki indikator biomolekul yang tepat sebagai pertimbangan dalam keputusan pemberian kemoterapi,sehingga kemanjuran kemoterapi belum dapat dinilai secara efektif. Sehingga diharapkan dengan dilakukan studi komprehensif untuk melihat tingkat korelasi dari masing-masing studi penanda biologis potensial Vimentin, E-cadherin, CD44 dan CD24 dapat dipakai sebagai prediktor perkembangan kanker payudara setelah kemoterapi neoajuvan. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengeksplorasi kemungkinan kombinasi ekspresi potensial dari vimentin, E-cadherin, CD44 dan CD24 dapat dipakai sebagai model prediktor dari perkembangan kanker payudara setelah pemberian kemoterapi neoadjuvant. Desain penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah deskriptif analitik dengan pendekatan pre-post study, dimana peneliti akan melihat perubahan parameter yang diukur setelah pemberian kemoterapi en kanker payudara stadium IIIB subtipe Luminal. Kemudian hasilnya akan dianalisis untuk menentukan potensi e-cadherin, Vimentin, CD44 dan CD24 sebagai penanda invasi dan kemampuan metastatik sel kanker untuk paparan kemoterapi ajuvan pada pasien kanker payudara di dr. Saiful Anwar Malang. Pemilihan subyek penelitian menggunakan teknik accidental sampling mulai di mana pendekatan ini mencakup metode untuk memilih pasien yang dirawat di RSUD Dr. Saiful Anwar Malang yang telah memenuhi kriteria sebagai subyek penelitian dengan menandatangani informed consent. Kemudian mengukur ekspresi Vimentin, E-chaderin, CD44 dan CD24 dari jaringan kanker payudara sebelum kemoterapi menggunakan pemeriksaan imunohistokimia yang akan menganalisis gambar yang dilihat dengan mikroskop untuk memastikan ekspresi immunostaining di dalam inti sel atau di sitoplasma. Prosedur ini akan dilakukan sebelum pemberian kemoterapi neoajuvan, kemudian setelah siklus ketiga kemoterapi respons klinis pasien dinilai dengan mengukur perubahan ukuran tumor. Hasil penelitian ini semua faktor diskriminan (Vimentin, E-cadherin, CD44 dan CD24) menunjukkan variasi fungsi yang signifikan (p.value 0,000) untuk digunakan sebagai prediktor respon kemoterapi neajuvan berbasis antrasiklin pada pasien kanker payudara stadium IIIB subtipe Luminal dengan nilai korelasi kanonik 0899. Keempat variabel independen memberikan kontribusi 80,82% untuk penentuan respons kemoterapi neoajuvan berbasis antrasiklin yang diperoleh dari nilai kuadrat korelasi kanonik. Vimentin adalah prediktor respon kemoterapi terkuat dengan nilai -0,697, berturut-turut diikuti oleh CD24 (0,529), E-cadherin (0,525) dan CD44 terlemah (0,487). Meskipun Vimentin secara statistik terbukti sebagai prediktor terkuat dalam menentukan respon terhadap kemoterapi, tetapi jika dipelajari dalam distribusi data peserta, peningkatan ekspresi Vimentin di atas 50% tidak selalu menunjukkan tidak ada respon terhadap kemoterapi. Ada beberapa partisipan menunjukkan ekspresi Vimentin di bawah 50% namun menunjukkan respons progresif. Selain itu, ekspresi E-cadherin pada beberapa partisipan yang menunjukkan ekspresi 100% tapi menunjukkan respons parsial, sementara ada partisipan yang menunjukkan ekspresi E-cadherin yang lebih rendah tapi menunjukkan respon komplit. Variasi respons juga terlihat pada hasil CD44, di mana respon parsial dan respon komplit tidak terlihat pada partisipan dengan ekspresi CD44 yang lebih tinggi, dan ini berbeda dengan hasil penelitian-penelitian sebelumnya yang menyatakan bahwa CD44 adalah protein transmembran yang terlibat dalam inisiasi, metastasis dan agresivitas tumor. CD24 adalah protein penanda sel yang perlahan membelah. Konsep ini dikaitkan dengan resistensi kemoterapi karena kemoterapi hanya bekerja pada sel yang aktif membelah cepat. Oleh karena itu agresivitas sel kanker dan sifat lambat pembelahan sel dalam kasus kanker payudara hampir selalu dikaitkan dengan ekspresi CD44 dan CD24. Keseluruhan konsep teoritis yang mendasari aktifitas setiap parameter yang diukur dalam penelitian ini akan berbeda ketika dianalisis secara sendiri-sendiri dengan bila dianalisis secara bersamaan dalam rekonstruksi model prediktor respons kemoterapi seperti pada hasil penelitian ini. Skor akurasi 97% dan sensitivitas 100% dari empat variabel gabungan sebagai model prediktor respons kemoterapi menunjukkan bahwa model ini sangat kuat untuk aplikasi klinis. Penjelasan mengenai alasan perbedaan dalam aktifitas keempat variabel ketika diteliti secara sendiri-sendiri dengan bila diperiksa secara bersama-sama dalam penelitian ini masih merupakan Black Box yang masih m embutuhkan kajian-kajian untuk melihat aktifitas keempat variabel ketika dikombinasikan secara biomolekuler. Pendekatan studi cross-sectional yang digunakan dalam penelitian ini menjelaskan bahwa keempat variabel saling terkait untuk menentukan respon kemoterapi dan menunjukkan perbedaan dalam aktifitas bila dibandingkan dengan analisis terpisah dari setiap aktivitas variabel. Secara ilmiah kemungkinan bahwa keempat protein prediktif ketika hadir dalam sel-sel tubuh pasien akan bekerja secara saling terkait dan mempengaruhi, sehingga kombinasi parameter ekspresi Vimentin, E-cadherin, CD44 dan CD24 sebagai model prediktor keseluruhan sangat mungkin untuk digunakan sebagai satu predictor untuk pedoman pemberian kemoterapi neoajuvan pada kanker payudara. Dari penelitian ini dapat disimpulkan bahwa kombinasi ekspresi Vimentin, E-cadherin, CD44 dan CD24 dapat digunakan sebagai model prediktor respons kemoterapi neoajuvan pada kanker payudara stadium IIIB subtipe Luminal di RSUD dr. Saiful Anwar Malang.

English Abstract

Breast cancer is one of the most cancer cases in women with 1.3 million cases and 450,000 deaths each year in almost all over the world, while in Indonesia there is no good data. The development of breast cancer varies greatly from stadium in situ, invasive carcinoma metastatic to the metastatic carinoma. Among those affected by breast cancer, only 60% could be treated well, while approximately one-third died from complications and metastasis. Aproximately 60-70% of new cancer patients detected in advanced stage with metastatic conditions. Most breast cancer stage is stage IIIB, which is equal to 65%. And metastasis have contributed to the death rate of cancer cases in general. There are several predictive factors of chemotherapy response, recurrence and survival in breast cancer. These include tumor size, axillary nodal status, histopathology type and grading, steroid receptors (ER, PR), In addition, the presence of the HER-2, Ki67 and some expression protein in immunohistochemistry have correlated with disease-free interval, survival, and chemotherapy response in breast cancer. However, there are still many unsatisfactory breast cancer therapies, so the discovery of predictors of appropriate chemotherapy response is crucial. The imbalance between oncogenes and tumor suppressor genes is considered a key cellular pathways that regulate the ability of proliferation, differentiation, apoptosis and responsse to genetic damage. Germline mutations in the e-cadherin gene predispose to the spread of cancer and is associated with a poor prognosis. Besides the loss of e-cadherin function causes a change from a benign tumor (adenoma) into invasive tumors faster and occurrence of metastatic carcinoma. As a result of the repression of E-cadherin during the activation process of epithelial to mesenchymal transition (EMT), the process of changing the epithelial phenotype into a mesenchymal phenotype that is very important in the occurrence of progresifitas and metastasis of cancer cells, at the same time it is also an increase in vimentin expression is associated with a higher grading of tumor cells, invasion and metastasis so that the protein is considered to be an indicator of cancer progression. In addition to the increase of the expression of vimentin and decreased e-cadherin, population of high CD44 and CD 24 low is also mentioned as a characteristic of EMT. Over expression of CD44 high population and low CD24 resistancy associated with chemotherapy. Several markers of activation of EMT that has been described as part of the mechanism of cancer progression, which is still only explain the correlation with EMT and no cut off point yet in previous studies. Chemotherapy procedures still did not have an indicator biomolecular as a consideration in the decision of chemotherapy, so that the efficacy of chemotherapy can not be assessed effectively. Therefore a comprehensive study to look at the level of correlation of each of the biological marker studies on the potential predictors vimentin, e-cadherin, CD44, CD24 as a predictor of breast cancer progression and neoajuvan chemotherapy become very important. It is now known that there is a genetic interaction of cancer, the mutual state of mutations between mutated genes, the interaction between the genes will result in a different phenotypic product and activity. Similarly, proteins can interact with many types of molecules. These interactions may be intermolecular (between proteins and covalently attached parts) or intramolecules (interactions of non-covalent proteins with other molecules). Such interactions are related to their function and are therefore the object of study in molecular biology. Delivery of signals within cells depends on the interaction of proteins with proteins (PPIs) between the various signal molecules. Recruitment of signal pathways through PPIs is called signal transduction and plays a fundamental role in many biological processes and in many diseases including cancer. So it is possible that scientific logic that the four predictor proteins mentioned above have different values when working together than when working alone. Therefore, the analysis of the combination of protein markers Vimentin, E-cadherin, CD44 and CD24 is expected to be used as a predictor of neoajuvan chemotherapy response better. The purpose of this study is to explore the potential expression combination of Vimentin, E-cadherin, CD44 and CD24 as a predictor model of breast cancer progression after the administration of neoadjuvant chemotherapy. Design research used in this research is descriptive analytic approach pre-post test study, which the researchers will look at changes in the parameters measured after administration of chemotherapy in breast cancer stage IIIB patients Luminal subtipe. Then results will be analyzed to determine the potential of Vimentin, E-cadherin, CD44 and CD24 as a marker of invasion and metastatic ability of cancer cells to exposure to adjuvant chemotherapy in breast cancer patients in dr. Saiful Anwar Malang. Selection of study subjects using the technique of accidental sampling began the period October 2016 - February 2017 in which this approach embraces a method to select patients in the room or in poly outpatient dr. Saiful Anwar Malang who have met the criteria as the subject of research by signing the informed consent in advance during periode predetermined. Measuring the expression of Echaderin, Vimentin, CD44 and CD24 of breast cancer tissue before chemotherapy using immunohistochemistry examination results will analyis image captures microscope to make sure the expression is contained in the cell nucleus or in the cytoplasm. This procedure will be obtained before afdministration of neoadjuvant chemotherapy well, because after the third phase of chemotherapy in general clinical responsse of patients showed a change based on the size of the tumor. The results demonstrated that all discriminant factors (Vimentin, E-cadherin, CD44 and CD24) show significant variation of function (p.value 0.000) to be used as a predictor of anthracycline-based postchemotherapy response in stage IIIB luminal breast cancer patients with a canonical correlation value of 0899. The four independent variables contributed 80.82% to the determination of 3 cycles anthracycline based neoadjuvant chemotherapy response obtained from the quadratic value of canonical correlation. Vimentin was the strongest predictor of chemotherapy response with a value of -0.697, successively followed by CD24 (0.529), Ecadherin (0.525) and the weakest CD44 (0.487). Although Vimentin statistically demonstrated as the strongest predictor in determining the response to chemotherapy, but if studied in the participants data distribution, an increase in Vimentin expression above 50% did not necessarily indicate no response to chemotherapy. There were some participants showing Vimentin expression below 50% instead of providing a progressive response. Moreover, E-cadherin expression in some participants showing 100% only indicated partial response, while participants showing lower E-cadherin expression actually indicated complete response11. Response variation was also seen in the results of CD44, where partial response and complete response wereprecisely seen in participants with higher CD44 expression, and this is in contradiction with the previous journal publication which states that CD44 is a transmembrane protein involved in initiation, metastatic and aggressiveness of the tumor. CD24 is a marker protein of slowly dividing cells. This concept is associated with chemotherapy resistance considering the chemotherapy drug effect is more appropriate and will give good results if given in the tumor progression phase or rapidly dividing cells as has been discussed in the previous section. Therefore, the aggressiveness and the slow nature of cell division in cases of breast cancer are almost always associated with CD44 and CD24 expression. The overall theoretical concepts underlying the activity of each parameter measured in this study would be different when analyzed separately and when studied simultaneously in a reconstruction of a predictor model of anthracycline-based chemotherapy response as in the results of this study. The accuracy score of 97% and the sensitivity of 100% of the four combined variables as a predictor odel of chemotherapy response suggest that this model is highly potent for clinical application. The explanation of the reasons for the differences in the activity of the four variables when studied separately based on prior publication with the combination of the four variables in this study is still a Black Box which still requires furtherstudies to see the activities of the four variables when combined biomolecularly. The cross-sectional study approach used by the researchers in this study explains that the four variables are interrelated to determine the chemotherapy responseand shows the difference in activity when compared with the separate analysis of each variable activity. It is scientifically possible that these four predictive proteins when present in the patient’s body cells will work in mutually interrelated and influencing manner, so that the combination of Vimentin, E-cadherin, CD44 and CD24 expression parameters as a whole predictor model is highly likely to be used as one of the guidelines for administration of neoadjuvant chemotherapy in breast cancer. In conclusion, combination of expression Vimentin, E-cadherin, CD44 and CD24 can be used as a model of predictor of breast cancer progression after chemotherapy neoajuvan clinically thus enabling used as the prediction of chemotherapy response and recurrencies.

Item Type:	Thesis (Doktor)
Identification Number:	DIS/616.994 49/BUD/k/2018/061810326
Subjects:	600 Technology (Applied sciences) > 616 Diseases > 616.9 Other disease > 616.99 Tumors and miscellaneous communicable diseases > 616.994 Cancers > 616.994 49 Breast cancer
Divisions:	S2/S3 > Doktor Ilmu Kedokteran, Fakultas Kedokteran
Depositing User:	soegeng sugeng
Date Deposited:	14 Oct 2022 08:01
Last Modified:	14 Oct 2022 08:01
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/195717

Text Mochamad Bachtiar Budianto.pdf Download (2MB)

Actions (login required)

View Item