Entwicklung eines diagnostischen Instruments zur Vorhersage des Ansprechens auf eine Chemotherapie (SPAG5)

Etwa 16.700.000 Menschen werden jedes Jahr weltweit mit Brustkrebs (BC) diagnostiziert, wobei jährlich 500.000 Menschen daran sterben. Allein in Großbritannien wird jedes Jahr bei fast 62.000 Menschen BC diagnostiziert, wobei jede achte Frau im Laufe ihres Lebens BC entwickelt. Brustkrebs wird derzeit mit einer Kombination aus Chemotherapie, zielgerichteter Therapie und Operation behandelt. Brustkrebs ist jedoch nicht identisch; Die individuellen Merkmale jedes Tumors beeinflussen, wie er auf die Behandlung anspricht. In vielen Fällen sind die Behandlungsmöglichkeiten begrenzt und Patienten erhalten oft suboptimale Behandlungen, die mit belastenden Nebenwirkungen verbunden sind. Obwohl beispielsweise etwa 60-70 % der Patienten mit BC eine Chemotherapie angeboten wird, entweder allein oder in Kombination mit anderen zielgerichteten Therapien, haben Ergebnisse einer Metaanalyse von 123 randomisierten Studien mit mehr als 100.000 Patienten gezeigt, dass eine Chemotherapie Rezidive reduziert und Mortalität bei nur 20 bis 33 % der Patienten. Daher ertrugen 80–67 % der Patienten diese aggressive Chemotherapiebehandlung und profitierten nicht; unnötig schwere körperliche und seelische Nebenwirkungen erleiden, einschließlich des Risikos einer dauerhaften Herzschädigung. Derzeit gibt es keinen prädiktiven Test, um auszuwählen, welche Patienten von einer Chemotherapie profitieren und welche nicht.

In der klinischen Praxis hängt die Entscheidung für oder gegen eine Chemotherapie von der Bewertung des Rezidivrisikos und der Prognose ab, indem prognostische klinisch-pathologische Merkmale interpretiert werden, einschließlich teurer Multigentests wie Oncotype DX (Genomic Health Inc.), Mamma-Print (Agendia), und PAM50 (NanoString). Leider haben fast alle diese molekularen Ansätze gemeinsame Probleme, wie z. B. unzureichend hohe Evidenzniveaus, Überanpassung von Rechenmodellen und hohe Fehlentdeckungsraten. Außerdem könnten sie aus klinischen, logistischen oder finanziellen Gründen nicht verfügbar sein. Daher besteht ein dringender Bedarf an einem kostengünstigen, zuverlässigen, sensitiven, spezifischen, validierten Biomarker-basierten Ansatz zur Optimierung von Chemotherapiebehandlungen bei Patienten mit BC.

Kürzlich haben die Forscher gezeigt, dass eine genaue Vorhersage gemacht werden kann, indem die Aktivität eines Proteins namens "SPerm-assoziiertes AntiGen 5" (SPAG5) in Tumorgewebe getestet wird. In einer in Lancet Oncology (2016) veröffentlichten Studie zeigten die Forscher, dass die Amplifikation des SPAG5-Gens sowie die Überexpression des SPAG5-Transkripts und des SPAG5-Proteins alle mit einem schlechten klinischen Ergebnis verbunden waren und unabhängige Prädiktoren für das Ansprechen auf eine Chemotherapie waren.

Die Prognose- und Vorhersagekraft von SPAG5 übertrifft viele derzeit verwendete Tests, darunter: den Standard-Krebsproliferationsindex (Ki67), prognostische klinisch-pathologische Faktoren wie das Stadium des American Joint Committee on Cancer (AJCC) und den Nottingham Prognostic Index sowie andere derzeit verfügbare Multigene -Tests einschließlich PAM-50, 96-Gen-Genomqualitätsindex, Genomic Chemo Sensitivity Predictor, Diagonal Linear Discrimination Analysis of 30-Gen Signature und Adjuvant Online Index.

Der unmittelbar nützlichste Aspekt unserer ursprünglichen Ergebnisse ist die potenzielle Fähigkeit, Patienten mit BC, die wahrscheinlich von einer Standard-Chemotherapie mit einer Anthrazyklin-Kombination (AC) profitieren, von denen zu unterscheiden, die dies nicht tun. Daher haben unsere Ergebnisse das Potenzial, einen genauen prädiktiven Biomarker für das Ansprechen auf Chemotherapie bei BC zu liefern, der eine effektive Anpassung der Behandlung an den einzelnen Patienten ermöglichen würde. Darüber hinaus könnte die Analyse der SPAG5-Expression die Entwicklung neuer Strategien für ein effektiveres Management und eine effektivere Behandlung der Krankheit unterstützen.

Die von den Forschern durchgeführte Arbeit an SPAG5-Tests stützte sich auf einen im Handel erhältlichen polyklonalen Antikörper (PAb) gegen SPAG5, der von Sigma Aldrich vermarktet und von Atlas Antibodies hergestellt wird. Dies bringt eine Reihe von Problemen mit sich, wenn man darauf abzielt, einen auf SPAG5 basierenden klinischen Test zu entwickeln. Erstens ist ein PAb eine Mischung von Antikörpern, und daher mangelt es ihm an Spezifität und Sensitivität. Als PAb wird es auch direkt aus einem Tier extrahiert, was die Versorgung einschränkt und die Verfügbarkeit des Antikörpers begrenzt, da das Tier eines Tages sterben wird und unsere Fähigkeit, den Test bereitzustellen, endet. Drittens gehört der PAb einem Unternehmen, und daher unterliegen die Kosten und die Verfügbarkeit eines Tests der Entscheidung dieses Unternehmens. Daher ist es wichtig, einen monoklonalen Antikörper (MAb) zu entwickeln, der für die immunhistochemische Färbung von Formalin-fixiertem Paraffin-eingebettetem (FFPE) Gewebe geeignet ist.

Um diese Probleme zu überwinden, entschieden sich die Forscher für die Entwicklung eines auf SPAG5 zielenden MAb, der durch die Bewertung, die klinischen Tests und den behördlichen Genehmigungsprozess geführt werden kann, um ein klinischer SPAG5-Test zu werden. Darüber hinaus wird, sobald der MAb entwickelt ist, die Validierung früherer Ergebnisse an einer großen Anzahl von BC-Fällen durchgeführt, um die prognostische und prädiktive Kraft des Antikörpers zu verifizieren. Darüber hinaus wird der prädiktive Nutzen für die Chemosensitivität von SPAG5 MAb und PAb miteinander und mit konkurrierenden immunhistochemischen (IHC) Tests wie Ki67 und den konkurrierenden Genexpressionstests verglichen. Für das nanoString nCounter™ FLEX-Instrument wird ein maßgeschneidertes Gen-Panel entwickelt, das neben SPAG5 und Ki67 Gene enthält, die in PAM-50, 21-Gen-Rezidiv-Genomic-Chemo-Sensitivity-Predictor und den 30-Gen-DLDA-Tests verwendet werden.

Im Juni 2018 erhielten die Forscher vom NIHR Invention for Innovation Grant-Programm Mittel zur Fortsetzung dieser Arbeit.