Bewertung von Metastasen und onkologischer Behandlung bei Patienten mit Darmkrebs mithilfe von Zebrafisch-Avataren (ZEBRA-COLON)

Die Möglichkeiten, die onkologische Tumorreaktion für einzelne Patienten mit gastrointestinalen Malignomen vorherzusagen, um eine personalisierte onkologische Behandlung maßgeschneidert zu gestalten, sind derzeit begrenzt. Dies bedeutet, dass sich die meisten Informationen, die zur Entscheidung über eine onkologische Behandlung herangezogen werden, auf eine Gruppe von Patienten und nicht auf Einzelpersonen beziehen. Ebenso sind die meisten verwendeten Chemotherapieschemata nicht individuell zugeschnitten, obwohl sie sich für bestimmte Patientengruppen als vorteilhaft erwiesen haben. Bei Darmkrebs sagen der KRAS- und BRAF-Mutationsstatus die Reaktion auf Medikamente voraus, die auf verschiedene Schritte im EGFR/KRAS/BRAF-Signalweg abzielen, während der MSI/MMR-Status das Ergebnis von Immun-Checkpoint-Inhibitoren vorhersagen kann [1]. Da eine Chemotherapie wie auch andere Krebsbehandlungen schwerwiegende Nebenwirkungen haben können, ist die Behandlung möglicherweise nicht nur unwirksam, sondern kann auch schwerwiegende unerwünschte Ereignisse verursachen, die sogar das Leben des Patienten verkürzen und bei neoadjuvanter Behandlung die Chance auf eine kurative Tumorresektion hemmen. Aus diesem Grund wäre eine Bewertung der Reaktion vor der Behandlung in einem Avatar-Modell von Zebrafischen am wertvollsten.

Aus klinischer Sicht ist die Situation im adjuvanten Setting am einfachsten. An diesem Punkt steht der gesamte Tumor für die Analyse zur Verfügung und größere Gewebestücke können im Avatar-Modell verwendet werden. 5-Fluorouracil oder Capecitabin (ein 5-FU-Prodrug) entweder allein oder in Kombination mit Oxaliplatin ist die derzeitige adjuvante Standardbehandlung bei Dickdarmkrebs im Stadium III und bei Dickdarmkrebs im Stadium II mit 2+ Risikofaktoren. Andere Arten von Kombinationstherapien, einschließlich z. Irinothecan hat in der adjuvanten Situation bisher keinen Nutzen gezeigt.

Noch immer kommt es nur in Ausnahmefällen zu einer neoadjuvanten Chemotherapie, bei der versucht wird, einen nicht respektablen Tumor vor der Operation zu verkleinern.

(Nils ska ev lägga to refs enl Pers dokument) 10 Version 1.0, 2021-04-30 Verschiedene Modelle wurden untersucht, um das tumorspezifische Ansprechen auf die Behandlung zu bewerten, aber die meisten sind langsam oder haben gemischte Ergebnisse gezeigt[8]. Heutzutage wird das von Mauspatienten abgeleitete Xenotransplantatmodell (PDX) am häufigsten verwendet und validiert, um das Ansprechen auf eine Therapie vorherzusagen. Die Bewertung einer onkologischen Therapie dauert jedoch Monate [9]. Daher kann das Maus-PDX-Modell nicht für die klinische Entscheidungsfindung verwendet werden. Organoidkulturen unter Verwendung patienteneigener Krebsarten sind ein häufig genutztes In-vitro-Screening-Instrument mit vielversprechenden Ergebnissen für verschiedene Tumoren[10]. Organoide behalten die genetischen Eigenschaften des ursprünglichen Tumorgewebes bei. Dennoch sind diese Modelle langsam, wenn es um die Beurteilung des Patientengewebes für Behandlungsentscheidungen geht, und es fehlt ihnen die Fähigkeit, metastatische oder angiogene Potenziale zu bewerten.

Kürzlich wurden Zebrafischembryonen als Avatare für menschliche Krebserkrankungen eingesetzt, zunächst bei hämatogenen Krebsarten, neuerdings aber auch bei soliden Krebsarten wie PDAC, Brustkrebs und Darmkrebs [11–14].

Das Modell hat eine Reihe von Vorteilen, der stärkste ist die Bewertung des Ansprechens bereits 3–5 Tage nach der Implantation des Tumorgewebes in die Embryonen. Die Embryonen sind transparent, so dass Tumorwachstum und -ausbreitung detailliert visualisiert und auch halbautomatisch quantifiziert werden können [15]. Da das eigene Immunsystem des Zebrafischembryos erst am 8. Tag reagiert [14], kommt die Immunantwort gegen den Tumor von den eigenen Immunzellen des Patienten. Dies ist auch der Grund, warum die Xenotransplantattransplantation in diesem Modell funktioniert. Andererseits. Biopsiegewebe reicht bislang nicht aus, zur Generierung dieser Avatare wird etwa ein Kubikzentimeter Tumorgewebe benötigt. Aus diesem Grund liefern Nadelbiopsien nicht genügend Material, in den aktuellen Protokollen sind jedoch resezierte Dickdarmtumorgewebe erforderlich.

Es wurde gezeigt, dass in Zebrafischembryonen kolorektale Krebszellen wachsen, und die Bewertung des Ansprechens verschiedener Chemotherapie-Kombinationen war erfolgreich und zeigte eine sehr gute Korrelation mit dem Ansprechen beim Menschen [14].

4.2 Verfügbare Beweise Der Wert der Implantation von Tumorzellen in Zebrafischembryonen zur Beobachtung des Tumorverhaltens und zum Testen der Wirkung verschiedener Antitumormittel ist im klinischen Umfeld weitgehend unbekannt.

Die früheren Studien bezogen sich auf bösartige Bluterkrankungen, viel später jedoch auf solide Tumoren [11, 12].

Es wurde gezeigt, dass die Methode eine sehr hohe Erfolgsrate der Implantation beim Pankreas-Adenokarzinom mit Bewertung des Ansprechens auf die onkologische Behandlung induziert [13]. Dies wurde auch in kleinen Kohorten für CRC-Zelllinien und Einzelzellstudien gezeigt [14]. Dennoch wurden bisher nur sehr wenige Studien im klinischen Umfeld durchgeführt und noch weniger, in denen das onkologische Ansprechen auf eine Chemotherapie zwischen Zebrafischen und dem Patienten verglichen wurde.

4.3 Notwendigkeit prospektiver Studien Um reale Beweise für die Nützlichkeit von Zebrafischmodellen zur Bestimmung der Prognose und zur Individualisierung der Behandlung zu erhalten, sind prospektive Studien am Menschen erforderlich.

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