Onco4D(TM) Biodynaaminen kemoterapiavalinta virtsarakon syöpäpotilaille

TUTKIMUKSEN PERUSTELUT: MCT:n osoitettu kyky arvioida tuumoriksenografteja tarkasti saattaa tehdä siitä luotettavan tekniikan potilaan kasvainten kerrostukseen, joka perustuu ennustettuun hoitovasteeseen, mikä voisi mahdollistaa hoidon valinnan yksittäisen potilaan henkilökohtaisten tarpeiden perusteella. Tämä tutkimus on suunniteltu arvioimaan MCT:tä analyysinä kemosensitiivisyyden ennustamiseksi hoidolle kemoterapia-aineilla, joita käytetään rutiininomaisesti virtsarakon syövän neoadjuvantti- ja adjuvanttihoidossa. Jos tämän tutkimuksen tulokset ovat positiivisia, ne tarjoavat perustan laajemmille kliinisille tutkimuksille ja MCT:n käytölle hoidon valinnassa.

TAUSTA: Elävien solujen kuvantamisesta on tullut standardi korkean sisällön analysointi- ja lääketutkimussovelluksissa. Yleisimmät elävien solujen määritykset sisältävät elinkelpoisuus-, proliferaatio- ja sytotoksisuusmääritykset, koska solun fysiologiaa ja toimintaa mitataan vasteena ksenobioottien sovellettaviin häiriöihin. Solujen ja kudosten elinkelpoisuusmääritykset mitataan tyypillisesti käyttämällä eksogeenisiä elintärkeitä väriaineita kalvon eheyden tai solun metabolisen aktiivisuuden biomarkkereina. Värit ovat kuitenkin invasiivisia, mahdollisesti myrkyllisiä ja vaativat usein kudoksen kiinnittämistä tai kalvojen läpäisevyyttä. Lisäksi yleinen korkean sisällön analyysin ja virtaussytometrian muoto vaatii eristettyjä soluja tai soluja, jotka on jaettu tasaisille koville pinnoille. Eristetyistä soluista puuttuu monia biologisesti merkityksellisiä solujen välisiä yhteyksiä ja kommunikaatioita, jotka ovat terveen kudoksen tunnusmerkkejä, ja levyillä olevilla litteillä soluilla on patologisia muotoja ja anisotrooppisia soluadheesioita.

Teknologian löytäminen, joka voi ennustaa vasteen syövän hoitoon, on kiireellinen prioriteetti. Vaikka on olemassa monia tekniikoita, joilla voidaan arvioida varhaista vastetta lääkkeisiin ex vivo, tarve suorittaa elinkelpoisuus-, sytotoksisuus- ja proliferaatiotestejä kolmiulotteisessa kudoksessa tai viljelmässä on tullut yhä kiireellisemmäksi, koska lääkevaste 2D:ssä ei usein ole sama kuin lääkevaste biologisesti. - relevantti kolmiulotteinen kulttuuri. Tämä johtuu osittain siitä, että genomiprofiilit eivät säily yksikerrosviljelmissä. On tehty useita tutkimuksia, jotka ovat seuranneet sellaisten geenien ilmentymistä, jotka liittyvät solujen eloonjäämiseen, lisääntymiseen, erilaistumiseen ja terapian vastustuskykyyn ja jotka ilmentyvät eri tavalla 2D-viljelmissä verrattuna kolmiulotteiseen viljelyyn. Esimerkiksi epiteelisyövän, hepatosellulaarisen karsinooman tai paksusuolensyövän solulinjat osoittavat ilmentymisprofiileja enemmän kuin kasvainkudosten ilmentymisprofiilit, kun ne mitataan kolmiulotteisessa viljelmässä, mutta eivät 2D:ssä kasvatettuina. Lisäksi 3D-viljelmän kolmiulotteisessa ympäristössä on erilainen farmakokinetiikka kuin 2D-yksikerrosviljelmällä ja se tuottaa eroja syöpälääkkeiden herkkyydessä. Lopuksi useimmat nykyiset tekniikat perustuvat tuhoavaan päätepisteen arviointiin, mikä estää hoidon vasteen merkityksellisen pitkittäisen havainnoinnin ajan mittaan.

Yksi suurimmista haasteista lääkevastemääritysten siirtämisessä kolmanteen ja neljänteen ulottuvuuteen on ollut löytää keino poimia elintärkeää tietoa syvältä (jopa millimetriin) elävän kudoksen sisältä. Kudos on läpikuultava ja valo voi levitä diffuusisesti monta senttimetriä. Lisäksi elävien solujen dynaamiset liikkeet aiheuttavat dynaamista valonsirontaa, joka tuottaa sironneiden valokenttien vaihevaihteluita, jotka voidaan mitata dynaamisina pilkkuina kudoksesta hajaheijastuneessa valossa. Tämä on diffuusioaaltospektroskopian (DWS) ja diffuusiokorrelaatiospektroskopian (DCS) perusta, mutta näiltä tekniikoilta puuttuu syvyysresoluutio. Tehokas työkalu valon etenemisen karakterisoinnissa kudoksissa on interferometrian käyttö. Interferometrinen havaitseminen on taustalla oleva prosessi optisessa koherenssitomografiassa (OCT), joka on pisteskannaustekniikka, joka vaimentaa pilkkuja, vaikka OCT-tietojen pilkkudekorrelaatio voi tarjota samanlaisia ​​tietoja kuin DCS. Tätä on käytetty solunsisäisen reologian mittaamiseen ja apoptoosin dynaamisten allekirjoitusten löytämiseen. Kuljetus voidaan havaita myös soluresoluutiolla käyttämällä faasikontrastimikroskopiaa, mutta tätä lähestymistapaa ei voida käyttää paksuissa kudoksissa.

Dr. Nolte ja kollegat ovat kehittäneet volyymierotteisen kudosdynaamisen kuvantamisen, jossa hyödynnetään matalan koherenssin interferometrian syvyysselektiivisyyden etuja yhdistettynä korkeaan pilkkukontrastiin laajavalaistussa digitaalisessa holografiassa. Tekniikka on nimeltään Motility Contrast Tomography (MCT), ja se käyttää matalan koherenssin digitaalista holografiaa tunkeutumaan jopa 1 millimetriin elävään kudokseen mittaamaan täplädynamiikkaa valon sironnan seurauksena dynaamisesta liikkeestä elävissä soluissa. Sitä käytettiin aiemmin sytotoksisuusmäärityksessä antimitoottisten lääkkeiden tehon tutkimiseen. Pohjimmiltaan tekniikka toimii profiloimalla soluorganellien "liikettä". Spesifiset muutokset organellien liikkeessä ovat havaittavissa hyvin varhain soluissa, jotka reagoivat kemoterapiahoitoon, ja niitä voidaan käyttää varhaisena kemoterapiavasteen ennustajana.

MCT perustuu optiseen koherenssikuvaukseen (OCI). OCI on täyden kentän lyhytkoherenssiholografia, joka kerää takaisinsironneita pilkkuja. Koherenssiportin avulla OCI voi optisesti leikata kudosta jopa 1 mm:n syvyyteen. MCT käyttää erityisesti solunsisäistä liikettä endogeenisenä kontrastina luonnehtimaan submikronista subsellulaarista liikettä kolmiulotteisen elävän kudoksen sisällä.

EX VIVO Syövän KEMOSENSITIVITYSANALYYSI MCT:tä sovellettiin aiemmin mitoottisten lääkkeiden tehon tutkimiseen käyttämällä monisoluisia kasvainsferoideja. Kun MCT:tä käytetään tuumoriksenografteihin, se pystyy myös osoittamaan merkittävästi erilaisen vasteen kahden solulinjan välillä sisplatiinin alla. Lääkkeen levittämisen jälkeen platinaherkän solulinjan (A2780) normalisoitu keskihajonta (NSD) putoaa 0,7:stä 0,1:een 8 tunnissa. Sitä vastoin platinaresistentin solulinjan (A2780-CP70) NSD-arvo pysyy lähes vakiona (0,81 - 0,80) 9 tuntia lääkkeen levittämisen jälkeen. Kasvainksenograftiin kiinnittyneen normaalin hiiren kudoksen NSD-arvo laskee vain vähän (0,6 - 0,52) verrattuna A2780:een.

Eläinlääketieteellisessä kliinisessä ympäristössä tehdyssä lisätutkimuksessa MCT:tä on käytetty ennustamaan potilaan tuloksia koiran non-Hodgkinin lymfooman osalta. Koiran non-Hodgkinin lymfoomille on aluksi ominaista perifeeristen imusolmukkeiden kasvaininfiltraatio. Koiran non-Hodgkinin lymfoomat ovat erilaisia ​​kliinisen aggressiivisuuden ja vasteen kemoterapiaan suhteen. Ainoa nykyinen kemoresponsiivisuuden biomarkkeri on kasvainsolujen immunofenotyyppi (ts. T-solu vs. B-solu alkuperä), mutta kemoresponsiivisuus vaihtelee valtavasti immunofenotyypin sisällä, mikä vähentää tämän biomarkkerin kliinistä käyttökelpoisuutta. Tutkimuksessamme käytimme MCT:tä mittaamaan koiran lymfoomabiopsioiden heterogeenistä vastetta hoidon standardinmukaiseen doksorubisiiniin. Doksorubisiinivasteen biodynaamiset allekirjoitukset ex vivo korreloivat koiran potilaan lopputulokseen. Nämä tutkimukset ovat osoittaneet ensimmäistä kertaa leimattomien solunsisäisten biodynaamisten markkerien käyttökelpoisuuden ennustamaan terapeuttista tehoa koirien syövän hoidossa.

ERITYISET TAVOITTEET Tutkimuksen ensisijaisena tavoitteena on tutkia MCT:n käyttökelpoisuutta kemosensitiivinen määrityksenä virtsarakon syöpäpotilailla, jotka saavat neoadjuvanttikemoterapiaa vertaamalla MCT-kuvioita, jotka ovat yhdenmukaisia ​​kemoterapiavasteen tai -resistenssin kanssa ex vivo vahvistettuun vasteeseen tai resistenssiin kemoterapiaa kohtaan, mitattuna vastearvioimalla. Criteria in Solid Tumors (RECIST) v1.1 kriteerit.

ENSISIJAINEN PÄÄTE: Objektiivinen patologinen vaste mitattuna leikkauksen aikana.