BIOhabitater: Biologisk validering af vaskulære habitater inden for astrocytom grad 4 på molekylært, cellulært og histopatologisk niveau (BIOhabitats)

Højgradigt gliom (HGG) er den mest aggressive maligne primære hjernetumor hos voksne med en median overlevelsesrate på 12-15 måneder. Det har stadig en dårlig prognose på trods af aggressiv behandling, som omfatter tumorresektion efterfulgt af kemo-strålebehandlingscyklusser. Inter-patient og intra-patient tumor heterogenitet er en af ​​de ansvarlige faktorer for den høje aggressivitet af solide maligne tumorer og deres modstand mod effektive terapier.

På grund af denne tumors ekstremt komplekse og heterogene biologi virker den samme behandling for alle metoder ikke godt i denne sygdom, og standardbehandling er ikke altid den bedste løsning, hvilket kræver præcisionsmedicin for at vælge den bedste terapeutiske løsning øjeblik til hver patient. Dette kræver kvantitativ medicinsk billeddannelse, patientprofilering, prognoseestimering og forventet respons på behandling for objektiv beslutningstagning sammen med patientbehandlingen.

Hemodynamic Tissue Signature (HTS)-metoden, inkluderet på ONCOhabitats-webstedet (www.oncohabitats.upv.es), tilvejebringer en automatiseret, uovervåget metode til at beskrive heterogeniteten af ​​de forstærkende tumor- og ødemområder i form af den angiogene proces, der er placeret i disse regioner. HTS betragter 4 habitater inden for tumoren: 1) HAT-habitatet, som refererer til den højt angiogene forstærkende tumordel af tumoren, 2) LAT-habitatet, som refererer til tumorens mindre angiogene forstærkende tumorområde, 2) IPE. habitat, som refererer til det potentielt infiltrerede perifere ødem, og 4) VPE-habitatet, som refererer til tumorens vasogene perifere ødem (Juan-Albarracin et al, 2016). Perfusionsbilleddannende markører, såsom relativ cerebral blodvolumen, kan beregnes ud fra disse forskellige vaskulære habitater, og de er blevet bevist som klinisk relevante for prognose. HTS-metoden såvel som den prognostiske kapacitet af disse perfusionsbilleddannelsesmarkører er blevet valideret med et retrospektivt multicenterstudie, der omfattede 184 højgradige gliompatienter fra 7 europæiske centre.

Desuden er der fundet relevante sammenhænge mellem perfusionsmarkørerne og klinisk rutine biomarkører, såsom IDH-mutation, MGMT-methylering (Fuster-Garcia et al, 2020), molekylær subtype eller mikrokarområde.

I betragtning af disse lovende resultater og for at udvikle et beslutningsstøttesystem baseret på kunstige intelligente modeller på pixelniveau til at beslutte behandling ved højgradigt gliom, er det nødvendigt at udvikle en prospektiv undersøgelse og at validere på biologisk niveau de vaskulære habitater defineret af HTS metode.

De foreslåede mål er baseret på følgende hypotese:

I. Da tumor- og ødem-HTS-habitaterne (HAT, LAT, IPE og VPE) har vist sig at være forskellige i forhold til deres hæmodynamiske og vaskulære adfærd, er hovedhypotesen, at disse habitater også er signifikant forskellige ved de vaskulære, vævs-, cellulært og molekylært niveau.

II. Signifikante sammenhænge mellem perfusionsbilleddannelsesmarkørerne beregnet med HTS-metoden og både molekylære og histopatologiske markører (nyttige ved prognose, overvågning og evaluering af terapier) er blevet fundet i tidligere undersøgelser. Derfor er hypotesen, at der eksisterer relevante sammenhænge mellem de billeddannende markører og klinisk-rutine biomarkører, såsom molekylære og histopatologiske markører.

III. Foreløbige undersøgelser har vist sammenhænge mellem perfusionsbilleddannelsesmarkørerne og molekylære markører relateret til immunvirkningen/suppressionen. Derudover har tidligere værker vist, at immun og genom korrelerer med respons på immunterapibehandlinger, såsom anti-PD-1, ved glioblastom. Derfor kan det være nyttigt at finde sammenhænge mellem disse immun- og genomiske signaturer med perfusionsbilleddannelsesmarkører til beslutningstagning og evaluering af immunterapier.

IV. Foreløbige retrospektive undersøgelser har vist robust sammenhæng mellem perfusionsbilleddannelsesmarkørerne beregnet ved høje og lave angiogene habitater og patientens samlede overlevelse. Disse robuste sammenhænge mellem perfusionsbilleddannelsesmarkørerne og overlevelsestider vil blive demonstreret med en prospektiv undersøgelse.