Expression of immune checkpoints genes in tumour samples from resectable NSCLC patients. Role as prognostic biomarkers

Abstract

[EN] Lung cancer is the leading cause of cancer-related death worldwide, with a 5-year survival lower than 5% in advanced stages of the disease. Non-Small Cell Lung Cancer (NSCLC) represents approximately 80% of lung cancer cases. Despite the advances achieved in the last years, there is still an urgent need to develop new and more efficient therapeutic strategies in this type of cancer and a lack of knowledge concerning the tumour microenvironment. Although it is widely known that the immune system is capable of preventing cancer initiation and its progression, it is also known that one of the hallmarks of cancer is the evasion of the immune surveillance through different mechanisms, one of which is the inhibition of antitumour T cell response. This research focuses on the fact that cancer cells induce inhibitory signals to evade the immune response. The expression of 8 genes involved in immune-regulation (PD-L1, PD-L2, IDO-1, IDO-2, ICOS-LG, CD5, CD6 and CD200) was analysed by RTqPCR in 201 paired fresh frozen tumour and normal tissue samples of resected NSCLC. Relative expression was calculated by Pfaffl formulae using ACTB, CDKN1B and GUSB as endogenous controls. Non-parametric tests were used for correlations between clinico-pathological and analytical variables and survival was assessed by Cox regression analysis. For those statistically significant analysis, Kaplan-Meier curves (log-rank test), were represented, considering significant p<0.05. Patients with higher expression of CD5 and IDO-2 had a significant increase in overall survival (OS, 53.3 months vs NR, p=0.011 and 51.9 months vs NR; p=0.050, respectively). Regarding the analysis performed in the adenocarcinoma (ADC) subgroup, it was observed a tendency of longer OS and relapse-free survival (RFS) in those patients with high expression levels of PD-L1, IDO-1 and IDO-2. A score including three genes: PD-L1, IDO-1 and IDO-2 was generated (PDIDO score). Patients with high expression levels of the PDIDO score show better RFS (17.9 months vs NR; p=0.001) and OS (29.8 vs NR months; p=0.0002). Multivariate analysis established that PDIDO score was an independent prognostic factor for RFS [HR, 0.274; 95%CI, 0.126-0.593; p=0.001] and OS [HR=0,267; 95% CI, 0.113- 0.630; p=0.003]. Altogether, the study of the immune profile in resected NSCLC has allowed the establishment of PDIDO score as an independent biomarker for RFS and OS in the ADC group of patients. Moreover, CD5 would be a feasible prognostic biomarker for OS regardless of histology in resectable NSCLC.

[ES] El cáncer de pulmón es la principal causa de muerte debida a cáncer a nivel mundial, con una supervivencia a los 5 años menor del 5% en estadios avanzados de la enfermedad. El cáncer de pulmón no microcítico representa aproximadamente un 80% de los casos de cáncer de pulmón. A pesar de los avances logrados en los últimos años, hay una gran necesidad de desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas más eficientes contra este tipo de cáncer y una falta de comprensión del microambiente tumoral. Por un lado, se sabe que el sistema inmune es capaz de evitar el cáncer, así como su progresión, pero también se sabe que una de las características distintivas del cáncer es la capacidad de evadir la vigilancia inmunológica a través de distintos mecanismos, siendo uno de ellos la inhibición de la respuesta antitumoral mediada por las células T. Este trabajo se basa en el hecho de que las células tumorales inducen señales inhibitorias que les permiten evadir la respuesta inmune. Se analizó la expresión de 8 genes relacionados con la inmunoregulación (PD-L1, PD-L2, IDO-1, IDO-2, ICOS-LG, CD5, CD6 y CD200) mediante RTqPCR en 201 muestras pares de tejido tumoral fresco congelado y del correspondiente tejido normal. Se calculó la expresión génica relativa mediante la fórmula de Pfaffl utilizando ACTB, CDKN1B y GUSB como controles endógenos. Con el fin de establecer correlaciones entre las variables analíticas y clinicopatológicas, se realizaron tests no paramétricos. Se analizó la supervivencia por análisis de regresión de Cox, y se representaron las curvas Kaplan-Meier (test log-rank) de aquellos análisis estadísticamente significativos (p<0.05). Aquellos pacientes con altos niveles de CD5 e IDO-2 presentaron mayor supervivencia global (SG, 53.3 meses vs NA, p=0.011 y 51.9 meses vs NA; p=0.050, respectivamente). En cuanto al análisis realizado en el subgrupo de adenocarcinoma (ADC), se observó una tendencia de mayor supervivencia libre de recaída (SLR) y SG en aquellos pacientes con altos niveles de expresión de PDL1, IDO-1 e IDO-2. Se generó una firma génica (firma PDIDO) basada en la expresión de los genes PDL1, IDO-1 e IDO-2. Los pacientes con altos niveles de expresión de la firma tuvieron mayor SLR (17.867 vs NA meses; p=0.001) y SG (29.83 vs NA meses; p=0.0002). El análisis multivariante estableció la firma PDIDO como factor pronóstico independiente para SLR [HR, 0.274; 95%CI, 0.126- 0.593; p=0.001] y SG [HR, 0.267; 95% CI, 0.113-0.630; p=0.003]. Por tanto, el estudio del perfil inmunológico en muestras resecadas de CPNM ha permitido establecer la firma PDIDO como biomarcador independiente de SLR y SG en el grupo de pacientes con ADC. Además, CD5 podría establecerse como biomarcador pronóstico de SG independientemente del tipo histológico en estadios tempranos de CPNM.