Cetuximab is efficient in advanced colorectal cancer (CRC). We previously showed that KRAS mutations were associated with resistance to cetuximab in 30 CRC patients. The aim of this study was to validate, in an independent larger series of 89 patients, the prognostic value of KRAS mutations on response to cetuximab and survival.Eighty-nine metastatic CRC patients treated with cetuximab after treatment failure with irinotecan-based chemotherapy were analyzed for KRAS mutation by allelic discrimination on tumor DNA. The association between KRAS mutations and tumor response, skin toxicity, progression-free survival (PFS) and overall survival (OS) was analyzed.A KRAS mutation was present in 27% of the patients and was associated with resistance to cetuximab (0% v 40% of responders among the 24 mutated and 65 nonmutated patients, respectively; P < .001) and a poorer survival (median PFS: 10.1 v 31.4 weeks in patients without mutation; P = .0001; median OS: 10.1 v 14.3 months in patients without mutation; P = .026). When we pooled these 89 patients with patients from our previous study, the multivariate analysis showed that KRAS status was an independent prognostic factor associated with OS and PFS, whereas skin toxicity was only associated with OS. In a combined analysis, median OS times of patients with two, one, or no favorable prognostic factors (severe skin toxicity and no KRAS mutation) was of 15.6, 10.7, and 5.6 months, respectively.These results confirm the high prognostic value of KRAS mutations on response to cetuximab and survival in metastatic CRC patients treated with cetuximab.

Purpose The occurrence of KRAS mutation is predictive of nonresponse and shorter survival in patients treated by anti–epidermal growth factor receptor (anti-EGFR) antibody for metastatic colorectal cancer (mCRC), leading the European Medicine Agency to limit its use to patients with wild-type KRAS tumors. However, only half of these patients will benefit from treatment, suggesting the need to identify additional biomarkers for cetuximab-based treatment efficacy. Patients and Methods We retrospectively collected tumors from 173 patients with mCRC. All but one patient received a cetuximab-based regimen as second-line or greater therapy. KRAS and BRAF status were assessed by allelic discrimination. EGFR amplification was assessed by chromogenic in situ hybridization and fluorescent in situ hybridization, and the expression of PTEN was assessed by immunochemistry. Results In patients with KRAS wild-type tumors (n = 116), BRAF mutations (n = 5) were weakly associated with lack of response (P = .063) but were strongly associated with shorter progression-free survival (P < .001) and shorter overall survival (OS; P < .001). A high EGFR polysomy or an EGFR amplification was found in 17.7% of the patients and was associated with response (P = .015). PTEN null expression was found in 19.9% of the patients and was associated with shorter OS (P = .013). In multivariate analysis, BRAF mutation and PTEN expression status were associated with OS. Conclusion BRAF status, EGFR amplification, and cytoplasmic expression of PTEN were associated with outcome measures in KRAS wild-type patients treated with a cetuximab-based regimen. Subsequent studies in clinical trial cohorts will be required to confirm the clinical utility of these markers.

Some Escherichia coli strains produce toxins designated cyclomodulins (CMs) which interfere with the eukaryotic cell cycle of host cells, suggesting a possible link between these bacteria and cancers. There are relatively few data available concerning the colonization of colon tumors by cyclomodulin- and genotoxic-producing E. coli. We did a qualitative and phylogenetic analysis of mucosa-associated E. coli harboring cyclomodulin-encoding genes from 38 patients with colorectal cancer (CRC) and 31 with diverticulosis. The functionality of these genes was investigated on cell cultures and the genotoxic activity of strains devoid of known CM-encoding gene was investigated. Results showed a higher prevalence of B2 phylogroup E. coli harboring the colibatin-producing genes in biopsies of patients with CRC (55.3%) than in those of patients with diverticulosis (19.3%), (p<0.01). Likewise, a higher prevalence of B2 E. coli harboring the CNF1-encoding genes in biopsies of patients with CRC (39.5%) than in those of patients with diverticulosis (12.9%), (p = 0.01). Functional analysis revealed that the majority of these genes were functional. Analysis of the ability of E. coli to adhere to intestinal epithelial cells Int-407 indicated that highly adherent E. coli strains mostly belonged to A and D phylogroups, whatever the origin of the strains (CRC or diverticulosis), and that most E. coli strains belonging to B2 phylogroup displayed very low levels of adhesion. In addition, 27.6% (n = 21/76) E. coli strains devoid of known cyclomodulin-encoding genes induced DNA damage in vitro, as assessed by the comet assay. In contrast to cyclomodulin-producing E. coli, these strains mainly belonged to A or D E. coli phylogroups, and exhibited a non significant difference in the distribution of CRC and diverticulosis specimens (22% versus 32.5%, p = 0.91). In conclusion, cyclomodulin-producing E. coli belonging mostly to B2 phylogroup colonize the colonic mucosa of patients with CRC.

Background

 Escherichia coli strains harbouring the pks island (pks+ E. coli) are often seen in human colorectal tumours and have a carcinogenic effect independent of inflammation in an AOM/IL-10^−/− (azoxymethane/interleukin) mouse model. 

Objective

 To investigate the mechanism sustaining pks+ E. coli-induced carcinogenesis. 

Method

 Underlying cell processes were investigated in vitro and in vivo (xenograft model) using intestinal epithelial cells infected by pks+ E. coli or by an isogenic mutant defective for pks (pks− E. coli). The results were supported by data obtained from an AOM/DSS (azoxymethane/dextran sodium sulphate) colon cancer mouse model and from human colon cancer biopsy specimens colonised by pks+ E. coli or pks− E. coli. 

Results

 Colibactin-producing E. coli enhanced tumour growth in both xenograft and AOM/DSS models. Growth was sustained by cellular senescence (a direct consequence of small ubiquitin-like modifier (SUMO)-conjugated p53 accumulation), which was accompanied by the production of hepatocyte growth factor (HGF). The underlying mechanisms involve microRNA-20a-5p, which targets SENP1, a key protein regulating p53 deSUMOylation. These results are consistent with the expression of SENP1, microRNA-20a-5p, HGF and phosphorylation of HGF receptor found in human and mouse colon cancers colonised by pks+ E. coli. 

Conclusion

 These data reveal a new paradigm for carcinogenesis, in which colibactin-induced senescence has an important role.

The intestinal microbiota is potentially involved in the development of colorectal carcinoma via various mechanisms. Escherichia coli are commensal bacteria of the human gut microbiota, but some pathogenic strains have acquired the ability to induce chronic inflammation and/or produce toxins, such as cyclomodulin, which could participate in the carcinogenesis process. Here, we analyzed the E. coli population associated with mucosa of patients with colon cancer in relation to clinicopathologic characteristics. We assessed carcinogenic properties of a colon cancer-associated E. coli strain in multiple intestinal neoplasia (Min) mice.Mucosa-associated or internalized E. coli were quantified and characterized from tumors and mucosa of patients with colon cancer and the healthy mucosa of diverticulosis controls. Min mice were inoculated with a colon cancer-associated E. coli strain (11G5). The number of colonic polyps was evaluated at 7 weeks after infection.An increased level of mucosa-associated and internalized E. coli was observed in the tumors compared with normal tissue. A relationship between poor prognostic factors for colon cancer (tumor-node-metastasis stage) and colonization of mucosa by E. coli was observed. Pathogenic cyclomodulin-positive E. coli strains were more prevalent on mucosa of patients with stages III/IV than those with stage I colon cancer. Proliferative index and E. coli colonization level of the mucosa distant from the tumor significantly correlated. Min mice infected with the E. coli strain 11G5 displayed a marked increase in the number of visible colonic polyps compared with controls.These findings support that pathogenic E. coli could be a cofactor in pathogenesis of colorectal cancer.