Rámec pro odběr tkání pro zlepšení výsledků u solidních nádorů

Přibližně 320 000 pacientů je ve Spojeném království každý rok diagnostikováno s nějakou formou rakoviny. Navzdory zlepšené terapii polovina těchto pacientů stále umírá na své onemocnění, obvykle po selhání protinádorové léčby. Mechanismy lékové rezistence a také determinanty toxicity léčby, která se mezi jednotlivými pacienty významně liší, jsou dosud špatně pochopeny. Nedávné pokroky v technikách molekulárního profilování umožňují komplexní dotazování velkého počtu genů, transkriptů a proteinů, které mohou být změněny a přispívají k progresi a lékové rezistenci v nádorových tkáních.

Tyto technologie, včetně exprese RNA v celém genomu a profilování metylace a sekvenování DNA, mohou být použity k podrobné analýze příčin rezistence na léky proti rakovině a tyto informace mohou být následně použity k vývoji lepších léků proti rakovině, které zabraňují nebo překonávají rezistenci a prodlužují přežití pacientů. Kromě toho mohou molekulární studie pomoci porozumět tomu, proč se u některých pacientů během léčby léky, které většina pacientů dobře snáší, rozvine nadměrná toxicita. To by mohlo pomoci vyvinout testy, které předpovídají, kteří jednotliví pacienti nebudou tolerovat konkrétní lék.

Důležité je, že jsme nedávno prokázali, že jednotlivé lidské nádory mohou obsahovat vysoce heterogenní populace rakovinných buněk, například rakovinné buňky s dobrou a špatnou prognózou v rámci stejného nádoru. Tato intratumorová heterogenita mohla v minulosti bránit identifikaci markerů lékové citlivosti nebo agresivity nádoru, protože biopsie jednoho nádoru tuto složitost pravděpodobně neodhalí. Náš projekt tedy využívá naše zavedené protokoly odběru vzorků ke komplexnímu odběru chirurgických vzorků. To umožní analýzu intratumorové heterogenity a jejího dopadu na výsledek, což je naléhavá klinická potřeba.

Nádorové tkáně mohou také měnit své molekulární charakteristiky v průběhu času, například během léčby, což vyžaduje podélný odběr vzorků tkáně a krve, aby bylo možné pochopit, jak se vyvíjí rezistence na léčbu. My a další jsme nedávno ukázali, že vzorky krve lze použít k získání informací o progresi nádoru bez nutnosti rebiopsií (Gerlinger, nepublikované výsledky a Forshew et al. Sci Transl Med 2012, 4:136ra68). Naším cílem je pravidelně odebírat vzorky krve, ze kterých lze extrahovat nádorovou DNA a nádorové buňky, a studovat je jako náhradu za nádorové léze. Celkově vzato, multiregionální odběr vzorků nádorů při operaci a dlouhodobé sledování molekulárních změn v průběhu času by měly poskytnout zásadní pohled na heterogenitu nádoru a vývoj nádoru kritický pro progresi a lékovou rezistenci.

Pochopení mechanismů progrese nádoru také vyžaduje použití systémů modelů rakoviny v laboratoři a pro tento účel se obecně používají zavedené linie rakovinných buněk. Takové buněčné linie se často přizpůsobily prostředí laboratorních tkáňových kultur, které v průběhu času změnily své vlastnosti. Často se tedy chovají odlišně od buněk izolovaných přímo z čerstvých vzorků nádoru, což brání jejich použití pro identifikaci cílů léků a mechanismů rezistence. Abychom toto omezení obešli, použijeme odebrané tkáně také k izolaci primárních nádorových a stromálních buněk a k jejich udržení v laboratoři po omezenou dobu. To poskytne příležitost studovat vlastnosti nádoru podrobněji a zabrání chybným závěrům, které mohou vzniknout z artefaktů, kterým se nelze vyhnout při dlouhodobé tkáňové kultuře.

Společně by toto úsilí mělo zlepšit naše chápání vývoje nádorů v průběhu času a odhalit některé mechanismy, které umožňují nádorům šířit se tělem a vyvinout rezistenci na léky proti rakovině. To bude zásadní zlepšení oproti tradičním přístupům, které s největší pravděpodobností nedokázaly identifikovat mechanismy progrese rakoviny a selhání léčby, protože se spoléhaly na jednotlivé biopsie, chybějící heterogenní změny v jednotlivých nádorech a změny, ke kterým dochází v průběhu času (další informace: viz Gerlinger et al. (NEJM, březen 2012) a Yap et al (Sci Transl Med, březen 2012).