Hodnocení účinnosti anti-HER2 protilátkových léčivých konjugátů (ADC) u lokálně pokročilého nebo metastatického karcinomu močového měchýře na základě organoidní technologie.

1. Výzkumné pozadí (zdůvodnění a význam založený na domácím a mezinárodním stavu výzkumu)

   Rakovina močového měchýře je maligní nádor pocházející z urotelu močového měchýře a v Číně zaujímá první místo v incidenci mezi urogenitálními nádory. Uroteliální karcinom je nejčastějším typem, představuje přes 90 % případů rakoviny močového měchýře [1]. Přibližně 5 % pacientů s rakovinou močového měchýře je diagnostikováno s metastatickým onemocněním, označovaným jako metastatická rakovina močového měchýře (MBC) [2-4]. Studie ukázaly, že medián přežití bez progrese (PFS) u pacientů s MBC je 7 měsíců a medián celkového přežití (OS) je 15 měsíců [5, 6].

   U pacientů s neoperovatelnou lokálně pokročilou nebo vzdáleně metastatickou rakovinou močového měchýře zůstává kombinovaná chemoterapie na bázi platiny (CC) standardní léčbou první linie [7]. V posledních letech s neustálým pokrokem v lékařské technologii, výskytem nových chemoterapeutik, cílených léků a inhibitorů imunitních kontrolních bodů významně zvýšil terapeutické možnosti dostupné po progresi na chemoterapii první linie pro MBC, přičemž přinesl slibnou účinnost [8]. Anti-HER2 protilátkové lékové konjugáty (ADC), zastoupené terapiemi na bázi trastuzumabu, jsou jednou z těchto možností. Lidský receptor epidermálního růstového faktoru 2 (HER2) je transmembránový tyrozinkinázový receptor zapojený do stimulace proliferace, diferenciace a přežití buněk [9]. Nadměrná exprese HER2 hraje významnou roli ve vývoji a progresi různých malignit, včetně rakoviny prsu, žaludku a uroteliálního karcinomu [10], a je často spojena s biologicky agresivním fenotypem nádoru, špatnou prognózou, zvýšeným rizikem recidivy onemocnění a omezeným přínosem z chemoterapie [9, 11-13]. V uroteliálním karcinomu močového měchýře se podíl nadměrné exprese proteinu HER2 (imunohistochemie [IHC] 2+ a 3+) pohybuje od 18,1 % do 36 % [14-16], a amplifikace genu HER2 je pozorována v 10 % až 23 % případů [14, 16-17]. Výzkum naznačuje, že anti-HER2 ADC léky vykazují dobrou účinnost a bezpečnost při léčbě pacientů s lokálně pokročilým neoperovatelným nebo metastatickým uroteliálním karcinomem, poskytují významný klinický přínos pro tuto populaci [18]. V červnu 2021 byl Disitamab Vedotin (RC-48, RemeGen Co., Ltd.) schválen v Číně pro léčbu HER2-pozitivního lokálně pokročilého nebo metastatického uroteliálního karcinomu [10]. Stav exprese proteinu HER2 je typicky hodnocen pomocí IHC [10]. Nicméně v současné době neexistuje mezinárodně standardizovaný detekční protokol nebo interpretační kritéria pro stav exprese proteinu HER2 v uroteliálním karcinomu. To vede k značným rozdílům v hodnocení exprese HER2 mezi různými klinickými centry, což přímo ovlivňuje výběr pacientů způsobilých pro anti-HER2 ADC terapii a standardizaci klinického výzkumu. Navíc testování amplifikace genu HER2 pomocí fluorescenční in situ hybridizace (FISH) má také klinický význam pro vedení léčby [10]. Klinické studie naznačují, že HER2 ADC léky zůstávají účinné u pacientů s uroteliálním karcinomem s nadměrnou expresí proteinu HER2 (IHC 2+), ale s negativními výsledky FISH [18, 19], a klinicky existují pacienti, kteří mají prospěch navzdory negativní detekci proteinu, ale pozitivní FISH. Tyto zjištění naznačují, že ani výsledky IHC, ani FISH samy o sobě nemohou plně vést použití Disitamab Vedotinu. Když klinické hodnocení určí necitlivost pacienta na podávaný lék, často se již vyskytly závažné toxické vedlejší účinky a progrese onemocnění může pacienta připravit o příležitosti pro alternativní léčbu. Proto hodnocení odpovědi pacientů s lokálně pokročilou nebo metastatickou rakovinou močového měchýře na anti-HER2 protilátkové lékové konjugáty za účelem vedení výběru léčby pro pacienty s vysokou citlivostí na lék, a tím dosažení přesné a individualizované protinádorové terapie, se stále více stává současným výzkumným zaměřením.

   Realizace přesné protinádorové léčby značně závisí na testování citlivosti na léky. Prostřednictvím přesných a individualizovaných experimentů screeningu léků lze identifikovat nejúčinnější a nejméně toxický léčebný režim pro každého pacienta před zahájením léčby. Vývoj pacientům specifických léčebných plánů představuje nový výzkumný směr pro dosažení přesné léčby rakoviny močového měchýře a zlepšení účinnosti léků. Dříve běžně používané preklinické modely zahrnovaly tradiční nádorové buněčné linie a modely pacientem odvozených xenograftů (PDX). Kultivace nádorových buněčných linií je jednoduchá, ale nedostačuje k simulaci růstového stavu nádorových buněk v těle pacienta, a léky screeningované pomocí těchto systémů mají nízkou hodnotu klinického přenosu. Zatímco PDX modely mohou simulovat in vivo charakteristiky nádoru a zachovat mikroprostředí nádoru, mají významná omezení, jako je relativně nízká stabilní míra uchycení, dlouhé cykly modelování a hodnocení (šest měsíců až jeden rok), jsou časově a pracovně náročné, což ztěžuje jejich generování a využití pro vysokokapacitní screening léků [20-23]. Proto pro rozvoj personalizovanějších léčebných a preventivních strategií přizpůsobených jedinečným genetickým, environmentálním a životním charakteristikám jednotlivce, minimalizaci rizik a optimalizaci výsledků lékařských zásahů, je nezbytné vyvinout modely testování citlivosti na léky, které mohou simulovat heterogenitu a složitost rakoviny močového měchýře.

   Organoidy, konkrétně pacientem odvozené organoidy (PDOs), jsou trojrozměrné organotypické struktury vytvořené samouspořádáním kmenových buněk in vitro. Mohou se diferencovat do více orgánově specifických buněčných typů a vykazovat interakce buňka-buňka, interakce buňka-mimobuněčná matrix a prostorovou organizaci, čímž rekapitulují klíčové funkce a struktury skutečných lidských orgánů in vitro při zachování stabilních fenotypových a genetických charakteristik. Ve srovnání s dvourozměrnými nádorovými buněčnými liniemi a PDX modely mohou být nádorové organoidy kultivovány přímo z vlastní tkáně pacienta. Tyto organoidy mohou efektivně replikovat klíčové vlastnosti primárního nádoru, zachovat patologickou morfologii a biologické mechanismy tkáně pacienta, zachovat heterogenitu nádoru a autentičtější mikroprostředí nádoru a mají výhodu krátkého růstového cyklu [24]. To usnadňuje jejich použití pro testování citlivosti na chemoterapeutika, molekulárně cílené látky a protinádorové protilátky u klinických pacientů s rakovinou, predikci odpovědi pacientů na léky a má potenciál pro asistování při klinickém rozhodování o léčbě.

   V roce 2018 studie publikovaná v Science informovala o použití organoidů metastatického gastrointestinálního karcinomu pro testování citlivosti na léky [25]. Tato studie porovnala a analyzovala rozdíly v citlivosti na řadu cílených a chemoterapeutických léků mezi 21 klinickými pacienty a jejich odpovídajícími PDOs, prokázala silnou konzistenci mezi oběma. Ve srovnání se skutečnými terapeutickými výsledky pacientů byly predikce PDO robustní (senzitivita 100 %, specificita 93 %, pozitivní prediktivní hodnota 88 % a negativní prediktivní hodnota 100 %). V roce 2020 Yao Y et al. [26] využili bioptické tkáně od 112 pacientů s lokálně pokročilým kolorektálním karcinomem ke konstrukci 96 organoidů kolorektálního karcinomu. Osmdesát z nich bylo vybráno k testování jejich odpovědi na chemoradioterapii a výsledky ukázaly, že citlivost organoidů kolorektálního karcinomu na chemoradioterapii byla vysoce konzistentní s klinickými odpověďmi pacientů (senzitivita 78 %, specificita 92 %, přesnost 84 %). Následně byla konzistence mezi odpovědí PDO na léky a klinickou odpovědí pacienta pozorována také u rakoviny žaludku, prsu a dalších nádorů. Yan HHN et al. [27] založili biobanku organoidů rakoviny žaludku pomocí nádorových tkání, přilehlých normálních tkání a vzorků metastáz v lymfatických uzlinách od 34 pacientů s rakovinou žaludku. Mezi nimi dva případy vyvinuly metastázy a podstoupily pooperační kombinovanou terapii cisplatinum a 5-FU, oba vykazovaly dobrou odpověď. Další případ podstoupil předoperační chemoterapii a nevykazoval odpověď na pooperační kapacitabin. Zkoumání citlivosti PDOs z těchto tří případů na odpovídající sloučeniny odhalilo, že citlivost na léky PDOs byla zcela konzistentní s klinickými odpověďmi příslušných pacientů. Guillen KP et al. [28] generovali PDX a PDO modely z nádorových vzorků pacientů s rakovinou prsu s rezistencí na endokrinní terapii, recidivou a metastázami a provedli histomorfologické, genomické a analýzy citlivosti na léky na těchto vzorcích. Výsledky naznačily, že jak PDX, tak PDO modely rakoviny prsu vysoce rekapitulovaly tkáňovou biologii a genomiku jejich zdrojových nádorů a jejich odpovědi na protinádorové léky byly konzistentní. V této studii pacientka s tripple negativním karcinomem prsu stadia IIA vyvinula metastázy do jater přibližně rok po podstoupení předoperační chemoterapie a chirurgie. Výzkumníci provedli in vitro a in vivo testy citlivosti na léky na konstruovaných PDO a PDX modelech a zjistili, že mikrotubulový inhibitor eribulin měl nejlepší terapeutický účinek. Na základě tohoto zjištění byla pacientka vedena k léčbě eribulinem, což vedlo k úplné remisi jaterních metastáz trvající téměř 5 měsíců. Tyto studie poskytují předběžné důkazy o potenciálu PDOs vést klinické užívání léků pro pacienty s rakovinou. Další výzkum ukázal, že porovnáním rozdílů v odpovědi na léky mezi normálními organoidy a PDOs lze identifikovat vysoce selektivní léky, což může pomoci snížit toxické vedlejší účinky u klinických pacientů. Proto provádění testování citlivosti na léky prostřednictvím PDOs k objevení nejvhodnějšího léčebného plánu léků pomůže zlepšit klinickou účinnost u pacientů s rakovinou, snížit toxické vedlejší účinky, riziko rezistence na léky a pravděpodobnost progrese nádoru, maximalizovat prospěch pacienta.

   Proto využití pacientem odvozených modelů organoidů rakoviny močového měchýře k provedení testování citlivosti na anti-HER2 protilátkové lékové konjugáty pro lokálně pokročilou nebo metastatickou rakovinu močového měchýře, založení standardizovaného systému testování citlivosti na léky organoidů rakoviny močového měchýře a formulace screeningových kritérií pro testování citlivosti na léky organoidů rakoviny močového měchýře umožní hodnocení klinické účinnosti anti-HER2 ADC terapie u těchto pacientů. Tento přístup může pomoci vyvinout nové individualizované léčebné plány pro klinické použití a podstoupit multicentrické klinické ověření, nakonec dosáhnout skutečného "avatar testování léků".

2. Výzkumná otázka a cíle (vědecké otázky a výzkumné cíle)

Výzkumná otázka: Tato studie využívá design klinické kontrolované studie k porovnání jednoletých, dvouletých a tříletých celkových přežití mezi skupinou pacientů přijímajících intervence vedené testováním citlivosti na léky organoidů a skupinou pacientů, kde je výběr léčby založen na úrovních exprese proteinu HER2 stanovených IHC. Pro srovnání rozdílů v celkovém přežití mezi oběma skupinami bude použita univariátní Kaplan-Meierova analýza přežití. Studie si klade za cíl vyhodnotit aplikační hodnotu experimentů citlivosti na léky nádorových organoidů při vedení anti-HER2 ADC terapie pro rakovinu močového měchýře.

Výzkumný cíl: Pozorováním klinické účinnosti anti-HER2 ADC terapie vedené metodou citlivosti na léky nádorových organoidů u pacientů s rakovinou močového měchýře si tato studie klade za cíl vyhodnotit aplikační hodnotu experimentů citlivosti na léky nádorových organoidů při vedení individualizované léčby anti-HER2 ADC léky pro rakovinu močového měchýře.