Transkriptionsreaktionen als Indikator individualisierter Reaktionen auf Strahlungseffekte (RTGene 2)

Biomarker der Strahlenexposition bilden anerkanntermaßen einen wichtigen Bestandteil des „Werkzeugkastens“ für die anfängliche Triage-Bewertung potenziell exponierter Personen bei einem Strahlenunfall oder -vorfall mit Massenopfern. Darüber hinaus ist Strahlung ein wichtiges medizinisches Instrument, und Biomarker können zu einer längerfristigen Bewertung von Strahlungswirkungen und Risiken für die öffentliche Gesundheit beitragen. Der Genexpressionsassay hat als empfindlicher biologischer Marker für Strahlenexposition mit dem Potenzial, für eine wirklich individualisierte Dosimetrie verwendet zu werden, an Popularität gewonnen. Die Möglichkeit, diesen Assay für ein großangelegtes Massenopferszenario zu verwenden, wurde in einem kürzlich durchgeführten Vergleichsversuch vorgeschlagen und getestet. Ein umfassenderes Verständnis genetischer Faktoren, die zu individuellen Strahlenrisiken beitragen, ist jedoch erforderlich, um maßgeschneiderte Screening-Ansätze zu informieren – d. h. um ein wirklich strahlenspezifisches Panel genetischer Reaktionen zur Verwendung als Transkriptions-Biomarker zu identifizieren.

An der Columbia University hat die Forschung gezeigt, dass transkriptionelle Effekte das Potenzial haben, als individualisierte Prädiktoren der Strahlenempfindlichkeit für frühe und späte Effekte verwendet zu werden. Bei Public Health England (PHE) ermöglicht die kürzlich etablierte nCounter-Technologie zur molekularen Zählung die direkte Zählung von Nukleinsäuremolekülen (DNA, mRNA, miRNA und lncRNA), ohne dass enzymatische Reaktionen oder Amplifikationsschritte erforderlich sind, wodurch die Zeit für die Datenerfassung verkürzt wird. Diese neue Genexpressionsanalysetechnik wurde für Anwendungen in der Strahlenbiodosimetrie mit vielversprechenden Ergebnissen bewertet. Darüber hinaus hat sich die Genexpression als vielversprechender Marker für Spätfolgen der Bestrahlung erwiesen, zum Beispiel normale Gewebereaktionen nach einer kurativen Strahlentherapie bei Brustkrebs.

In der früheren RTGene-Pilotstudie fanden die Forscher Gene, die gegen Ende der Strahlentherapie konsequent herunter- und hochreguliert sind. Die nächste Phase dieser Arbeit (RTGene 2) wird darin bestehen, die nCounter-Daten für eine kleine Anzahl neuer Gene zu validieren, die konsistent in den Top 6 der differentiell exprimierten Gene gefunden werden. Wichtig ist, dass bei einem Versuch, Gene zu identifizieren, die vielversprechende Biomarker für die Anfälligkeit für strahleninduzierte Toxizität sind, die Expressionsniveaus mit der normalen Gewebereaktion auf IR verglichen und mit längerfristigen Strahlentoxizitätsdaten kombiniert werden müssen, um Gene mit der stärksten Expression zu identifizieren Pegelschwankungen während und nach der Strahlentherapie.

Vor und während der Behandlungsfraktionen für Sarkome, Brust-, Lungen-, Darm-, Urogenital- und Kopf- und Halstumoren im The Royal Marsden werden periphere Blutproben mit informierter Zustimmung von Strahlentherapiepatienten entnommen. Kandidatengene, die von PHE, Columbia und/oder in der Literatur als spezifisch für Strahlenreaktionen identifiziert wurden, werden zusammen mit Genen bewertet, die für systemische Entzündungs- und Immunreaktionen relevant sind, um transkriptionelle Reaktionen für eine Reihe von Dosen und Expositionen bei einer Person zu identifizieren Basis. Die Daten werden mit bestehenden und neuen statistischen Tools analysiert, die sich auf die Modellierung von Zähldaten konzentrieren. Das beabsichtigte Ergebnis ist die Identifizierung einer strahlungsspezifischen Gruppe von Genen, um individuelle Strahlungsreaktionen zu informieren, und wenn die Ergebnisse günstig sind, wird eine groß angelegte Weiterverfolgung dieses Projekts erwartet.