KRAS and NRAS genes mutations as biomarkers in the therapy of colorectal cancer and the basic methods of their detection

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Determination of the mutations' status in the KRAS and NRAS genes is a necessary requirement in the treatment of patients with colorectal cancer (CRC). Patients with certain mutations in the KRAS and NRAS genes are resistant to anti-EGFR drug therapy and have a lower median survival rate than those with WT (wild type) genotypes, that indicates a negative prognosis in the case when mutations are present. Currently, there are no registered targeted drugs for carriers of the KRAS and NRAS genes mutations, however, preparations based on small molecules are under way. The gold standard for detecting mutations in the KRAS and NRAS genes is the analysis of the biopsy material in paraffin blocks. However, this method has significant limitations that can be circumvented by the analysis of circulating tumor DNA — a promising new method in the diagnosis of colorectal cancer.

About the authors

Olga I. Brovkina

Federal Research and Clinical Center of Specialized Medical Care and Medical Technologies FMBA of Russia

Email: brov.olia@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-0946-7331
SPIN-code: 3631-1397

Cand. Sci. (Biol.)

Russian Federation, 28, Orekhovy boulevard, Moscow, 115682

Alexey G. Nikitin

Federal Research and Clinical Center of Specialized Medical Care and Medical Technologies FMBA of Russia

Author for correspondence.
Email: avialn@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-9762-3383
SPIN-code: 3367-0680

Cand. Sci. (Biol.)

Russian Federation, 28, Orekhovy boulevard, Moscow, 115682

References

  1. Haggar FA, Boushey RP. Colorectal cancer epidemiology: incidence, mortality, survival, and risk factors. Clin Colon Rectal Surg. 2009;22(4):191–197. doi: 10.1055/s-0029-1242458
  2. Ferlay J, Soerjomataram I, Dikshit R, et al. Cancer incidence and mortality worldwide: sources, methods and major patterns in GLOBOCAN 2012. Int J Cancer. 2015;136(5):E359–386. doi: 10.1002/ijc.29210
  3. Pancione M, Remo A, Colantuoni V. Genetic and epigenetic events generate multiple pathways in colorectal cancer progression. Pathol Res Int. 2012;2012:509348. doi: 10.1155/2012/509348
  4. Bishehsari F, Mahdavinia M, Vacca M, et al. Epidemiological transition of colorectal cancer in developing countries: Environmental factors, molecular pathways, and opportunities for prevention. World J Gastroenterol. 2014;20(20):6055–6072. doi: 10.3748/wjg.v20.i20.6055
  5. Kondo Y, Issa JP. Epigenetic changes in colorectal cancer. Cancer Metastasis Rev. 2004;23(1-2):29–39. doi: 10.1023/a:1025806911782
  6. Cohen R, Pudlarz T, Delattre JF, et al. Molecular targets for the treatment of metastatic colorectal cancer. Cancers (Basel). 2020;12(9):2350. doi: 10.3390/cancers12092350
  7. Issa JP. Colon Cancer: It’s CIN or CIMP. Clin Cancer Res. 2008;14(19):5939–5940. doi: 10.1158/1078-0432.CCR-08-1596
  8. Kwong LN, Dove WF. APC and its modifiers in colon cancer. Adv Exp Med Biol. 2009;656:85–106. doi: 10.1007/978-1-4419-1145-2_8
  9. Linardou H, Briasoulis E, Dahabreh IJ, et al. All about KRAS for clinical oncology practice: gene profile, clinical implications and laboratory recommendations for somatic mutational testing in colorectal cancer. Cancer Treat Rev. 2011;37(3):221–233. doi: 10.1016/j.ctrv.2010.07.008
  10. Писарева Е.Е., Любченко Л.Н., Коваленко С.П., Шаманин В.А. Анализ мутаций в генах KRAS и BRAF при раке толстой и прямой кишки в российской популяции // Сибирский онкологический журнал. 2016. Т. 15, № 2. С. 36–41. [Pisareva EE, Ljubchenko LN, Kovalenko SP, Shamanin VA. Analysis of mutations in kras and braf genes in colorectal cancer in Russian patients. Siberian Journal of Oncology. 2016;15(2):36–41. (In Russ).] doi: 10.21294/1814-4861-2016-15-2-36-41
  11. Vaughn CP, Zobell SD, Furtado LV, et al. Frequency of KRAS, BRAF, and NRAS mutations in colorectal cancer. Genes Chromosomes Cancer. 2011;50(5):307–312. doi: 10.1002/gcc.20854
  12. Molina JR, Adjei AA. The Ras/Raf/MAPK Pathway. J Thorac Oncol Elsevier, 2006;1(1):7–9.
  13. Grothey A, Lenz HJ. Explaining the unexplainable: EGFR antibodies in colorectal cancer. J Clin Oncol. 2012;30(15):1735–1737. doi: 10.1200/JCO.2011.40.4194
  14. Lièvre A, Bachet JB, Corre DL, et al. KRAS mutation status is predictive of response to cetuximab therapy in colorectal cancer. Cancer Res. 2006;66(8):3992–3995. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-06-0191
  15. Cox AD, Fesik SW, Kimmelman AC, et al. Drugging the undruggable RAS: Mission Possible? Nat Rev Drug Discov. 2014;13(11):828–851. doi: 10.1038/nrd4389
  16. Diaz LA, Williams R, Wu J, et al. The molecular evolution of acquired resistance to targeted EGFR blockade in colorectal cancers. Nature. 2012;486(7404):537–540. doi: 10.1038/nature11219
  17. Lampson BL, Pershing NL, Prinz JA, et al. Rare codons regulate KRas oncogenesis. Curr Biol. 2013;23(1):70–75. doi: 10.1016/j.cub.2012.11.031
  18. Porru M, Pompili L, Caruso C, et al. Targeting KRAS in metastatic colorectal cancer: current strategies and emerging opportunities. J Exp Clin Cancer Res. 2018;37(1):57. doi: 10.1186/s13046-018-0719-1
  19. Liu M, Sjogren AK, Karlsson C, et al. Targeting the protein prenyltransferases efficiently reduces tumor development in mice with K-RAS-induced lung cancer. Proc Natl Acad Sci U S A. 2010;107(14):6471–6476. doi: 10.1073/pnas.0908396107
  20. Tejpar S, Celik I, Schlichting M, et al. Association of KRAS G13D tumor mutations with outcome in patients with metastatic colorectal cancer treated with first-line chemotherapy with or without cetuximab. J Clin Oncol. 2012;30(29):3570–3577. doi: 10.1200/JCO.2012.42.2592
  21. Tural D, Selcukbiricik F, Erdamar S, et al. Association KRAS G13D tumor mutated outcome in patients with chemotherapy refractory metastatic colorectal cancer treated with cetuximab. Hepatogastroenterology. 2013;60(125):1035–1040. doi: 10.5754/hge12983
  22. Kapp JR, Diss T, Spicer J, et al. Variation in pre-PCR processing of FFPE samples leads to discrepancies in BRAF and EGFR mutation detection: a diagnostic RING trial. J Clin Pathol. 2014;68(2):111–118. doi: 10.1136/jclinpath-2014-202644
  23. Емельянова М.А., Мазуренко Н.Н., Гагарин И.М., и др. Определение мутаций в гене EGFR при немелкоклеточном раке легкого с помощью биологических микрочипов // Вестник РОНЦ им. Н.Н. Блохина РАМН. 2012. Т. 23, № 3. P. 15–23. [Emel’yanova MA, Mazurenko NN, Gagarin I., et al. EGFR mutation detection using biological microchips in non-small cell lung cancer. Jornal of N.N. Blokhin Russian Cancer Research Center RAMS. 2012;23(3):15–23. (In Russ).]

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2021 Brovkina O.I., Nikitin A.G.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».