Poly-ICLC:n kokeilu toistuvien lasten matala-asteisten glioomien hoidossa (Poly-ICLC)

Tausta/perusteet Primaaristen lasten aivokasvainten ilmaantuvuus Yhdysvalloissa on noin 1500 vuodessa. Aivokasvaimet ovat yleisin lapsuudessa diagnosoitu kiinteä kasvain ja siten aiheuttavat merkittävän lapsuuskuolleisuuden Yhdysvalloissa. Matala-asteiset astrosytoomat ja glioomat ovat yleisin lapsuuden aivokasvaintyyppi (36 % lapsuuden aivokasvaimista). Nämä kasvaimet käsittävät heterogeenisen valikoiman histologisia alatyyppejä, mukaan lukien fibrillaariset, protoplasmiset, gemistosyyttiset ja sekavariantit. Pilosyyttiset astrosytoomat, pleomorfiset ksantoastrosytoomat ja subependymaaliset jättisoluastrosytoomat sisältyvät myös. Lisäksi pienillä lapsilla on joitakin ainutlaatuisia harvinaisia ​​kokonaisuuksia, jotka käyttäytyvät kuten matala-asteiset kasvaimet, mukaan lukien infantiilit desmoplastiset ganglioglioomat ja desmoplastiset astrosytoomat. Vaikka lapset, joilla on matala-asteinen astrosytooma, elävät usein monta vuotta tavanomaisen leikkauksen ja joskus sädehoidon jälkeen, jotkut lapset eivät pärjää yhtä hyvin. Nämä kasvaimet muodostavat heterogeenisen ryhmän aivoissa olevien erilaisten sijaintien ja eri alatyyppien erilaisen biologisen käyttäytymisen vuoksi. Niille, joissa täydellinen poisto on mahdollista, kuten pikkuaivojen astrosytoomat, ennuste on erinomainen, sillä kymmenen vuoden eloonjäämisaste on yli 90 % pelkällä kirurgisella leikkauksella. Sitä vastoin aivo- tai väliaivokasvaimia sairastavien lasten eloonjäämisaste on 40-70 % viiden vuoden kohdalla säteilytyksen yhteydessä, mutta laskee 11-50 %:iin 10 vuoden kohdalla (Mundigers, 1990). Jotkut kasvaimet voivat kuitenkin olla leikkaamattomia/osittain resekoitavissa, ja säteilyllä voi olla ei-toivottuja sivuvaikutuksia pienillä lapsilla. Vaikka merkittävimmät älylliset puutteet esiintyvät pienillä alle 5-vuotiailla lapsilla, joita hoidetaan kallon säteilytyksellä, jopa nuorilla aikuisilla havaitut puutteet oikeuttavat iän pidentämisen 10 vuoteen säteilyn välttämiseksi. Kemoterapia-ohjelmia käytetään suuren riskin potilailla (progressiivinen kasvain, jäännöskasvain) keinona välttää tai viivyttää säteilyä nuorilla potilailla, mutta kemoterapian sivuvaikutuksia raportoidaan usein.

Uusia tehokkaan hoidon muotoja, joilla on vähemmän sivuvaikutuksia, tarvitaan paljon lapsuuden aivokasvaimissa, erityisesti matala-asteisissa glioomissa. Ehdotamme poly-ICLC:n, biologisen vasteen modifioijan, tehokkuuden ja toksisuuden tutkimista lapsilla, joilla on matala-asteisia glioomia.

PROTEOMIIKKA

Aivokasvainpotilaiden nykyinen diagnostinen ja terapeuttinen seuranta on merkittävästi estynyt, koska aivokasvainbiologian ja hoitovasteen ymmärtäminen on rajallista. Suurin osa keskushermoston kasvaimista ei voida tunnistaa tai seurata seerumin tai CSF-markkerien ilmentymistä. Tällaiset merkit olisivat kuitenkin erittäin toivottavia, jos niitä on saatavilla, ja niitä voitaisiin käyttää:

• Havaitse mahdollisimman vähän jäännössairautta
• Ennusta vasteet tiettyihin kohdennettuihin hoitoihin
• Ennusta tai ennakoi kasvaimen etenemistä
• Erottele kasvaimen uusiutuminen leikkauksen jälkeisistä muutoksista tai säteilyn jälkeisistä muutoksista hermokuvauksessa
• Paranna nykyisiä histopatologisia luokitusjärjestelmiä
• Paranna nykyisen kliinisen ja patologisen hoidon kerroskaaviota
• Arvioi sellaisten spesifisten biologisesti kohdistettujen hoitojen tehokkuutta ja kasvaimen vastetta, jotka eivät välttämättä vaikuta kasvaimen kokoon ensisijaisena kasvaimen päätepisteenä (esim. pienimolekyyliset estäjät tai antiangiogeeniset strategiat). sen käyttö gliakasvaimissa, mukaan lukien toistuvat matala-asteiset astrosytoomat, on kriittinen, koska näistä kasvaimista otetaan usein biopsia ilmaantumisen yhteydessä, mutta ei uusiutumisen yhteydessä. Usein näitä kasvaimia ei voida suorittaa täydellistä resektiota tai biopsiaa johtuen niiden aivokudoksen kaunopuheisuudesta, johon ne tunkeutuvat (esim. optinen reitti, aivorunko tai hypotalamuksen glioomat) tai verisuonet, joita ne peittävät.

Keskushermoston biologinen materiaali aivo-selkäydinnesteessä Gliaalituumoreilla on taipumus levitä paikallisesti valkoisen aineen reittejä pitkin mieluummin kuin araknoidisen ymppäyksen kautta. Heikkolaatuisten glioomien leviämistä araknoidista tilaa pitkin on raportoitu lapsilla, joilla on matala-asteinen gliooma. Jopa fokaaliset kasvaimet ovat usein CSF-reittien vieressä (esim. intrapedunkulaarinen kuoppa, kolmas ja neljäs kammio), mikä johtaa suoraan kosketukseen kasvainkudoksen ja selkäydinnesteen välillä. Kuitenkaan näiden kasvainten CSF-sytologian tutkiminen ei ole standardi. Koska kasvainsolujen tunnistamisessa CSF:ssä on rajoituksia, tarvitaan menetelmiä, jotka voisivat parantaa ymmärrystämme kaiken tyyppisistä keskushermostotuumoreista. Tämä parantaisi merkittävästi tällä hetkellä saatavilla olevaa tietoa näiden kasvainten biologiasta ja voisi selventää mahdollisia hoitokeinoja.

Proteomiikkaa, suhteellisen uutta tutkimusaluetta, jolla analysoidaan kudososan kokonaisproteiinikomplementtia, on käytetty menestyksekkäästi uusien biomarkkereiden tunnistamiseen kiinteissä kasvaimissa (Zheng, 2003); (Khwaja, 2007). Koska proteiinit ovat kaikkien solutoimintojen effektoreita, niiden mittaamisen tulisi edustaa suorin keino solujen karakterisointiin ja siten kasvainbiologiaan. Koska solut ja niiden ympäristö ovat integroidussa tilassa, on ollut mahdollista tutkia solunulkoisten osien proteiineja kasvainsolujen läsnäolon ja vaikutuksen arvioimiseksi. Tämä on tehty ensisijaisesti käyttämällä seerumia tai plasmaa matalan vaiheen kasvainten esiintymisen seulontamenetelmän luomiseksi. Analoginen solunulkoinen osasto käytettäväksi aivokasvaimissa olisi aivo-selkäydinneste (CSF). Se kiertää koko keskushermostossa ja vaihtaa proteiineja aivojen ja selkäytimen solunulkoisen nesteen kanssa.

CSF muodostuu jatkuvasti ja imeytyy uudelleen, mikä tarjoaa reaaliaikaisen vakaan tilan proteomin. Toisin kuin seerumi, joka sisältää erittäin monimutkaista proteiiniseosta, joka vaihtelee erittäin vähän proteiineista 10-30 pg/ml erittäin runsaisiin proteiineihin välillä 35-55 mg/ml, CSF sisältää vähemmän monimutkaista proteiiniseosta (Omenn, 2005). ).

Siksi CSF sisältää todennäköisemmin suurempia suhteellisia pitoisuuksia kasvainspesifisiä proteiineja (korkeampi signaali-kohinasuhde) kuin seerumi. Yhdessä tämä tekee CSF:stä ja houkuttelevan vaihtoehdon seerumille aivokasvaimeen liittyvien biomarkkerien havaitsemiseen. Toisin kuin leukemia ja monet keskushermoston ulkopuoliset kiinteät kasvaimet, joissa sarjabiopsiat tehdään helposti, keskushermoston kasvaimiin ei ole helppo päästä käsiksi muuten kuin ensimmäisen tai toistuvan resektion tai biopsian aikana. Vaikka näiden näytteiden tutkimukset tarjoavat tärkeitä tuloksia kasvainbiologiasta, sarjaanalyysit hoidon aikana eivät ole järkeviä. Sitä vastoin kasvainpotilaiden aivo-selkäydinnesteestä voidaan ottaa helpommin näytteitä useimmilta lapsipotilailta. Proteomisen teknologian kehittyessä kasvaimeen liittyvien signaalien tutkiminen diagnoosin yhteydessä hoidon aikana ja sen jälkeen remissiossa ja/tai uusiutumisen tai etenemisen aikana on mahdollista.

Vaikka CSF kasvainten kylvämiseen on helposti saatavilla ja sitä saadaan rutiininomaisesti sytologiaa varten, näiden näytteiden proteiinien systemaattisella arvioinnilla voi olla huomattavaa tieteellistä merkitystä. Sairauden tai hoitovasteen mahdollisten tekijöiden tunnistamisen lisäksi voidaan arvioida myös monien proteiinien glykosylaatio- ja fosforylaatiotila. Kasvainkudoksella tehdyt tutkimukset osoittavat, että tällainen tieto paljastaa eri entsyymien aktiivisuuden, joka korreloi hoitovasteen kanssa (Mellinghoff, 2005); (Helgi, 2005) tai leptomeningeaalisten etäpesäkkeiden eteneminen (Brandsma, 2006).

Proteomiikka CSF-proteomiikkaa on sovellettu moniin neurologisiin sairauksiin, mukaan lukien Alzheimerin tauti, amyotrofinen lateraaliskleroosi, multippeliskleroosi, akuutti aivovaurio ja Creutzfeldt-Jakobin tauti (Rohlff, 2001).

Raportit sen käytöstä neuroonkologiassa ovat rajallisia, mutta osoittavat tämän tekniikan potentiaalin tunnistaa tehokkaasti kasvaimen biomarkkereita. Yhdessä tutkimuksessa käytettiin kaksiulotteista polyakryyliamidi (2-D) -geelielektroforeesia kahden ennalta valitun markkerin, N-Myc:n ja l-CaD:n, suhteellisten määrien mittaamiseksi aivokasvainpotilaiden CSF:ssä (Zheng, 2003). Toinen käytti aivo-selkäydinnesteen ELISA-testiä tunnistaakseen osteopontiinin ennustavan AT/RT:tä ja korreloineen hoitovasteen kanssa (Kao, 2005). CSF-proteomiikkaa käyttäen 2-D-geelielektroforeesia yhdessä massaspektroskopian ja pilkkoutuvan isotoopin koodatun affiniteettitunnisteen (cICAT) kanssa käytettiin arvioimaan 60 näytettä CSF- ja kasvainkystanesteestä, jotka oli otettu aikuisilta, joilla oli aivokasvaimet ja ei-neoplastiset kontrollit. Näitä tekniikoita käytettiin paneelin löytämiseen proteiineista, jotka ekspressoituivat eri tavalla alemman tai korkeamman asteen glioomissa. Löydökset vahvistettiin Western blot -analyysillä tutkimalla kahdeksan valitun proteiinin oletetun roolin gliomageneesissä ja vasta-aineiden saatavuuden perusteella. Tämä raportti, joka on hyväksytty julkaistavaksi odottamassa tarkistuksia, tunnisti 21 mahdollista CSF-biomarkkeria astrosytoomalle.

Kuten edellä mainittiin, on näyttöä siitä, että glioomit leviävät subarachnoidaalisen tilan kautta. Tällä hetkellä on olemassa useita konsortioita, jotka tutkivat aktiivisesti proteiinien ilmentymistä sellaisten lasten selkäydinnesteessä, joilla on pahanlaatuisia glia- ja alkiokasvaimia (Pediatric Brain Tumor Consortium, Pediatric Oncology Experimental Therapeutics Consortium). Näissä protokollissa tutkittuihin proteiineihin kuuluvat ne, jotka liittyvät angiogeneesiin ja uudissuonituksiin (EGF, VEGF ja bFGF), ne, jotka osallistuvat kasvaimen kasvuun ja migraatioon (eritetty proteiini, jossa on happamia ja kysteiinirikkaita domeeneja (SPARC), attraktiini). Ei ole olemassa konsortiota, joka kerää aktiivisesti selkäydinnestenäytteitä lapsista, joilla on alemman luokan kasvaimia. Tämän tutkimuksen toissijainen tavoite on tutkia näitä proteiineja sellaisten lasten aivo-selkäydinnesteessä, joilla on matala-asteinen gliooma ja joilla on kasvain eteneminen. Korkea- ja matala-asteisten kasvaimien CSF-proteiinin ilmentymisen vertailu auttaa todennäköisesti tunnistamaan kasvaimen etenemiselle tai kasvainpatologialle spesifisiä biologisia markkereita.