Detection of E746-A750del, L858R and T790M EGFR Mutations in Non-Small Cell Lung Cancer (NSCLC) using the Doctor Vida® System

Abstract

Lung cancer is the leading cause of cancer deaths in the world. For being associated with a bad prognosis, when lung cancer is detected the speed and precision of the treatment represent major differences in the patient survival. Non-small cell lung cancer (NSCLC) is often associated with activating mutations of the epidermal growth factor receptor (EGFR) gene, which is responsible for cell proliferation and survival. NSCLC patients with these mutations, the most common being E746-A750del and L858R, are more sensitive to tyrosine kinase inhibitors (TKI) treatment than generalized procedures, like chemotherapy. During treatment, the patient may develop resistance to the treatment, often related to the appearance of the T790M single nucleotide variant (SNV). Companion diagnostic tests are performed to detect the presence of mutations so that an adjustment to the treatment can be made, if necessary. These tests are usually performed with tumour biopsies, however, the use of liquid biopsies has been studied as a less invasive alternative. In this work, a test was investigated for the detection of E746-A750del, L858R and T790M mutations in circulating free DNA (cfDNA) samples using a “lab-on-phone” device, Doctor Vida® pocket, which allows performing Loop- mediated isothermal amplification (LAMP) tests in an easy and intuitive way with a mobile app that controls the device. Approaches such as LAMP, LAMP with melt curve analysis and Loop-primer endonuclease cleavage-LAMP (LEC-LAMP) were applied in the attempt to fulfil the goal. It was possible to design a test using LAMP that achieved the goal of detecting E746-A750del mutation (deletion). This system made it possible to detect, in assays of 60 minutes at 67ºC, the E746-A750del mutation using cfDNA as a template. Although a proper validation with a considerable number of clinical samples was not yet carried out, the results obtained revealed that this system is a promising tool to be used as a point of care alternative to the current laboratory tests.

O cancro do pulmão é a maior causa de mortes por cancro a nível global. Este cancro está associado a um mau prognóstico, pelo que, quando é detetado, a rapidez e precisão do tratamento representam uma grande diferença na sobrevivência do paciente. O cancro do pulmão de não pequenas células (CPNPC), está muitas vezes associado a mutações que ativam o gene do recetor do fator de crescimento epidérmico (EGFR) responsável pela sinalização da proliferação e sobrevivência celular. Os pacientes de CPCNP com estas mutações, sendo as mais comuns a E746-A750del e a L858R, são mais sensíveis a tratamentos com inibidores de tirosina quinase (TKI) do que com tratamentos mais generalizados. Durante o tratamento o paciente pode desenvolver resistência, o que está muitas vezes relacionado com o aparecimento da mutação de T790M. No diagnostico complementar, são realizados testes para detetar a presença de mutações para que um ajuste na medicação seja feito, se necessário. Estes testes são normalmente realizados com biopsias de tecido tumoral, no entanto cada vez mais se estuda a utilização de biopsias líquidas como alternativa menos invasiva. Este projeto teve como objetivo desenvolver um teste para a deteção das mutações E746-A750del, L858R e T790M em DNA circulante, utilizando o dispositivo “lab-on-phone”, Doctor Vida® pocket, que permite realizar reações loop-mediated isothermal amplification (LAMP) de um modo fácil e intuitivo com uma aplicação móvel que controla o dispositivo. Investigaram-se as tecnologias de LAMP, LAMP com análise de curva de melt e LEC-LAMP como tentativas para atingir o objetivo pretendido. Foi possível projetar um teste de LAMP que atingiu o objetivo de detetar a mutação E746-A750del. Este sistema permitiu detetar, em ensaios de 60 minutos a 67ºC, a mutação E746-A750del utilizando DNA circulante como template. Apesar de não ter sido ainda realizada uma validação com um número considerável de amostras clínicas, os resultados obtidos mostram ser promissores para a utilização deste sistema como uma alternativa point-of-care aos testes atuais usados nos laboratórios.