Clinical and molecular characterization of feline mammary carcinomas overexpressing HER2 proto-oncogene (FMC-HER2+) : new strategies for effective diagnostic and cancer therapy

Tese de Doutoramento em Ciências Veterinárias na Especialidade de Ciências Biológicas e Biomédicas

mariajosoares@gmail.com

Considering the scarce data available in feline mammary carcinoma (FMC) and despite its importance in veterinary clinical practice, this thesis emerges in order to increase the knowledge of this tumor type, especially the FMC-HER2 positive. In the first two studies, the protocols for detection and quantification of the fHER2 and Ki-67 biomarkers were optimized and validated. These studies demonstrated that, in cats, the incidence of fHER2 overexpression were similar to women (about 30%), although no gene amplification was detected. It was also demonstrated that high levels of Ki-67 index were associated with a worse prognosis. Using a panel of protein biomarkers, the FMC were divided into six different groups that demonstrated prognostic value, similarly to what is described in women. In fact, cats with triple negative basal-like or HER2-positive subtypes were associated with shorter overall survival, contrasting with cats presenting luminal A tumors. Moreover, these studies also indicated that luminal B and triple negative basal-like subtypes are the most common in cats. When the metastatic lesions were evaluated, a marked loss of receptor expression was found, which was associated with an increase of the triple negative basal-like subtype, highlighting the importance of immunophenotyping all lesions (primary and metastatic) in cats. Considering these results, the development of diagnostic methodologies that allows the continuous follow-up of the patients would be very useful. Therefore, the last study presented in this thesis evaluates the fHER2 serum levels in cats with FMC using two different immunoassays (ELISA and dot blot). The serum levels of fHER2 were significantly associated with the fHER2 in tissue samples of FMC (assessed by IHC). This is consistent to what is described for humans and suggests that serum quantification could be an important tool for monitoring cats after the surgery. In sum, the results presented herein provide new diagnostic and prognostic tools for veterinary oncology. Considering the high prevalence and similarities with the human counterpart, cat can also represent a potential animal model for the study of luminal B and triple negative subtypes. Considering fHER2-positive FMC more studies are required in order to determine the aetiology of the protein overexpression.

RESUMO - Os tumores mamários felinos (TMF) são umas das neoplasias mais comuns em Oncologia Felina, com uma incidência que pode atingir os 40%, pelo que assumem um papel relevante na prática clínica veterinária. Estes tumores apresentam habitualmente uma etiologia maligna (carcinomas) e um comportamento agressivo, estando associados a um prognóstico reservado. Atualmente, existem poucas opções terapêuticas que permitam aumentar a qualidade e a esperança média de vida dos animais afectados por esta neoplasia. Assim, estudos que permitam uma melhor caracterização dos tumores, identificando potenciais biomarcadores que possam ser utilizados como factores de prognóstico ou preditivos, são fundamentais para o desenvolvimento da Medicina Felina. Por outro lado, os carcinomas mamários que ocorrem espontaneamente nos animais de companhia têm sido sugeridos como potenciais modelos biológicos para o estudo do Cancro da Mama, com vantagens, comparativamente aos animais de laboratório que são atualmente utilizados. De facto, nesses animais, os tumores são quimicamente induzidos ou xenotransplantados, pelo que são considerados modelos mais artificiais. Deste modo, esta tese de doutoramento surge com o objetivo de aumentar o conhecimento sobre os tumores mamários felinos, com especial interesse no recetor transmembranar para o fator de crescimento epidérmico de tipo 2 (HER2), quer numa perspetiva clínica, de forma a melhorar a qualidade de vida destes animais de companhia, abrindo portas a novos meios de diagnóstico e potenciais novos alvos terapêuticos, quer no sentido de investigar a viabilidade de a Gata ser um bom modelo animal para o estudo do Cancro da Mama na Mulher. Relativamente à Mulher, a investigação oncológica desenvolveu grandes esforços para encontrar biomarcadores que permitam otimizar o diagnóstico e o tratamento do cancro da mama. Entre estes, encontra-se a proteína HER2, uma oncoproteína que pode estar sobreexpressa em vários tumores da espécie humana (mama, pâncreas, cólon, próstata, bexiga, entre outros) e que lhes confere elevada agressividade e prognóstico reservado. No Cancro da Mama, estima-se que entre 10 a 40% dos tumores apresentem amplificação do gene HER2, o que se traduz na sobreexpressão da proteína. Estas alterações são rotineiramente detetadas através de duas técnicas moleculares, a hibridação in situ (ISH) e a imunohistoquímica (IHC), respetivamente. A avaliação do status da proteína HER2 é importante, não só pelo seu valor de prognóstico, mas também como fator preditivo, já que pacientes com sobreexpressão desta proteína são elegíveis para tratamento com terapêuticas específicas dirigidas contra o HER2, tais como os anticorpos anti-HER2 (sendo o trastuzumab o mais conhecido), o que veio aumentar consideravelmente a sobrevida destas doentes. Contrastando com a medicina humana, a literatura disponível em medicina veterinária apresenta ainda escassos estudos sobre a importância da proteína HER2 nos TMF, ou sobre os novos sistemas de classificação que subdividem os tumores mamários conforme o seu perfil imunofenotípico.(...)