Колоректальный рак развивается путем прогрессивного накопления генетических изменений, которые кодируют белки, участвующие в путях ниже рецептора эпидермального фактора роста (EGFR). Соматические мутации KRAS, NRAS, BRAF, PIK3CA и AKT1 обычно обнаруживаются при колоректальном раке  с распространенностью 36-40%, 1-6%, 8-10%, 10-30% и 1-6% соответственно. 

Ген KRAS кодирует небольшую ГТФазу, которая играет ключевую роль в передаче сигналов от рецептора эпидермального фактора роста (EGFR) к нижестоящим эффекторам. Мутации KRAS обычно обнаруживаются в нескольких типах злокачественных опухолей человека, таких как метастатический колоректальный рак, аденокарцинома легкого и рак щитовидной железы. Наиболее распространенные мутации обнаружены в кодонах 12, 13 и 61. Несколько исследований показали, что опухоли, несущие любую из этих мутантных форм гена KRAS, с меньшей вероятностью отвечают на терапию антителами против EGFR. Американское общество клинической онкологии (ASCO) недавно опубликовало свое первое предварительное клиническое заключение (PCO), в котором предлагалось провести скрининг мутаций KRAS для всех пациентов, которым должна проводиться терапия моноклональными антителами против EGFR (например, цетуксимаб, панитумумаб и эрлотниб). Недавние исследования также показали, что не все пациенты с метастатическим колоректальным  раком с опухолями KRAS дикого типа реагируют на терапию против EGFR. Это говорит о том, что дополнительные механизмы и/или пути могут быть вовлечены в механизм устойчивости к этим лекарственным средствам. Мутации в BRAF, другом нижестоящем эффекторе EGF-активированного пути, были обнаружены в до 8% метастатических колоректальных опухолей. Исследования пациентов с метастатическим колоректальным раком показали устойчивость к анти-EGFR терапии у пациентов с опухолями, экспрессирующими мутированный BRAF. 

При колоректальном раке без мутации KRAS или BRAF наличие мутации NRAS также связано с устойчивостью к анти-EGFR терапии. NRAS является членом семейства ГТФаз RAS и играет центральную роль в пути передачи сигналов MAPK. Активирующие мутации в экзоне 2 (кодон 12/13), экзоне 3 (кодон 61) и экзоне 4 (кодон 146) были обнаружены при различных раковых заболеваниях и обнаруживаются в 1-6% случаев колоректального рака. Эти данные убедительно свидетельствуют о том, что скрининг на мутации KRAS, BRAF и NRAS необходим для более точной идентификации опухолевых клеток, которые не будут реагировать на препараты против EGFR. 

Дополнительные биомаркеры, такие как PIK3CA, были связаны с отсутствием ответа на терапию против EGFR (Mao et al. 2012), хотя их прогностическая роль все еще остается предметом дискуссий. Тем не менее, PIK3CA представляет собой один из наиболее часто мутированных генов при колоректальном раке, причем приблизительно 10-30% колоректального рака содержат мутации, активирующие PIK3CA. Эти соматические мутации обычно происходят в экзоне 9, который кодирует спиральный домен, и в экзоне 20, который кодирует киназный домен. Ген PIK3CA кодирует субъединицу p110a фосфатидил-3-киназы, липида, участвующего в сигнальном пути PI3K-AKT-mTOR, который регулирует рост, выживание и пролиферацию клеток. Другим ключевым белком, который функционирует как компонент сигнального пути PI3K, является AKT1, серин-треонинкиназа. АКТ1 является нижестоящим медиатором PI3 киназы. Соматическая мутация - замена глутаминовой кислоты (E) лизином (K) в положении аминокислоты 17, приводит к конститутивно активной форме фермента, которая больше не зависит от активации вышестоящих компонентов пути. Мутация AKT1 E17K была обнаружена при различных формах рака, включая рак толстой кишки, рак легких и рак молочной железы. Исследования показали, что опухоли, содержащие мутацию AKT1 E17K, менее чувствительны к ингибиторам AKT (Carpten et al. 2007). Кроме того, опухоли с мутацией AKT1 E17K, как правило, оказываются отрицательными по драйверным мутациям EGFR, KRAS и ALK.

Процедура тестирования включает в себя три простых шага: 

• Выделение ДНК из биоптатов опухолей, образцах ткани, фиксированных в формалине и заключенных в парафиновые блоки (FFPE), свежезамороженных тканей или опухолевых клеточных линий
• Амплификация областей генов KRAS, NRAS, BRAF, PIK3CA и AKT1 в 6 реакциях с использованием аллель-специфических зондов.
• Обнаружение продукта амплификации на приборе для ПЦР в реальном времени.