Multi-omics analýza mechanismů renálního karcinomu; Testování citlivosti na léky v mikro nádorech odvozených od pacientů

Pozadí a zdůvodnění: Renální buněčný karcinom (RCC) často vykazuje intratumorální morfologickou heterogenitu, která se na průřezu často projevuje jako odlišné mnohočetné uzly v rámci jediného nádorového hmoty. Biologický a klinický význam této multinodulární architektury zůstává špatně pochopen. Předpokládá se, že tyto uzly mohou představovat klonální subpopulace s jedinečnými genomickými, transkriptomickými a funkčními profily, které potenciálně pohánějí progresi nádoru a rezistenci na léčbu. Tato studie využívá integrovanou multi-omiku a funkční testování léků k systematickému rozluštění inter-nodulární heterogenity a evolučních vztahů v RCC.

Primární cíle:

Vymezit buněčnou a genomickou krajinu různých intratumorálních uzlů v RCC pomocí sekvenování RNA na úrovni jednotlivých buněk (scRNA-seq), sekvenování celého exomu (WES) a prostorové transkriptomiky.

Odvodit potenciální klonální evoluční vztahy a dynamiku mezi nadřazenými a podřízenými uzly koexistujícími v nádoru.

Charakterizovat rozdílné profily citlivosti na léky u modelů mikronádorů odvozených od pacientů (PTC) vytvořených z odlišných uzlů.

Integrovat multi-omická data s daty o odpovědi na léky k prozkoumání základních mechanismů rezistence na léky.

Design studie a metody: Jedná se o jednocentrovou, prospektivní, základní vědeckou studii. Zařadíme 10 pacientů bez předchozí léčby s lokálně pokročilým RCC (průměr nádoru ≥7 cm, s regionálními metastázami do lymfatických uzlin, ale bez vzdálených metastáz) plánovaných na radikální nefrektomii. Intraoperačně nebo bezprostředně po resekci bude každý makroskopicky multinodulární nádor rozřezán. Z každého vzorku budou identifikovány tři dominantní uzly (označené T1, T2, T3 podle velikosti). Z každého uzlu budou odebrány čtyři párované vzorky pro: 1) scRNA-seq, 2) WES, 3) prostorovou transkriptomiku a 4) vytvoření 3D modelů mikronádorů z nádorových buněk odvozených od pacientů (PTC).

Analýzy: Bude provedena bioinformatická integrace dat scRNA-seq, WES a prostorových dat za účelem sestavení map buněčného složení, genetických alterací a jejich prostorového rozložení napříč uzly. K odvození potenciálních evolučních sekvencí bude použita pseudotemporální trajektorická analýza. Modely PTC podstoupí ex vivo testování citlivosti na léky (např. na axitinib, pembrolizumab a jejich kombinaci). Data o rozdílné odpovědi budou korelována s rysy odvozenými z omiky (např. specifické mutantní alely, abundance buněčných podtypů, aktivita drah) k identifikaci kandidátních mechanismů rezistence.

Význam: Toto je první studie, která systematicky zkoumá intratumorální nodulární heterogenitu v RCC na multi-omické úrovni ve spojení s funkční validací. Očekává se, že výsledky poskytnou nové poznatky o tumorigenezi a progresi RCC, potenciálně odhalí nové biomarkery pro prognózu a terapeutické cíle k překonání rezistence.