Uuden Digital Array PCR:n kehittäminen ja soveltaminen akuuttiin myelooiseen leukemiaan (AML)

Minimaalinen jäännössairaus (MRD) viittaa syöpäsolujen esiintymiseen, jotka ovat läsnä hoidon jälkeen ja joita ei muuten voida havaita kliinisillä löydöksillä, mukaan lukien tavanomaiset kliiniset analyysit ja radiografinen kuvantaminen. MRD:n havaitseminen ennen kuin siitä tulee kliinisesti havaittavissa, tarjoaa mahdollisuuden puuttua asiaan ja optimoida hoitoa, jolloin voidaan parantaa useampia potilaita. Yllä mainituista syistä MRD:n havaitseminen veripohjaisten biomarkkerien arvioinnin avulla on lupaava alue parantaa kliinisiä tuloksia potilailla, joilla on erilaisia ​​kiinteitä ja nestemäisiä kasvaimia. Nestemäisissä kasvaimissa, kuten akuutissa lymfoblastisessa leukemiassa (ALL), MRD-arviointi on jo osa rutiininomaista kliinistä käytäntöä. MRD korreloi vahvasti ALL:n uusiutumisen riskin kanssa, ja MRD-arviointi induktiohoidon aikana ja sen jälkeen on yksi informatiivisimmista saatavilla olevista prognostisista markkereista. Näistä syistä National Comprehensive Cancer Network (NCCN) -ohjeiden versio 2.2020 osoittaa, että MRD-arviointi on "olennainen osa potilaan arviointia peräkkäisen hoidon aikana" ALL:lle, ja MRD-viittauksia lapsilla ja aikuisilla on yli 250. KAIKKI NCCN:n ohjeet. AML:ssa MRD-arviointia käytetään rutiininomaisesti akateemisissa lääketieteellisissä keskuksissa. MRD liittyy myös vahvasti AML:n uusiutumisen riskiin, ja MRD-status on vahva riippumaton kokonaiseloonjäämisen ennustaja hoidon päättymisen jälkeen. AML NCCN -ohjeiden versio 3.2020 osoittaa "kiistattoman seurannan tarpeen", mutta lisätarkennuksia tarvitaan, jotta AML-potilaiden MRD-seuranta olisi luotettavampaa. Tässä tutkimuksessa käytämme uutta erittäin multipleksoitua digitaalista PCR-tekniikkaa, digitaalista array PCR:ää (daPCR), MRD:n arvioimiseen AML:ssä, mikä parantaa MRD-määrityksen luotettavuutta ja vähentää samalla kustannuksia ja tuloksiin kuluvaa aikaa.

Tällä hetkellä AML:n MRD-arvioinnin menetelmiä ovat virtaussytometria poikkeavien immunofenotyyppien havaitsemiseksi sekä molekyyli-PCR- ja seuraavan sukupolven sekvensointiin (NGS) perustuvat analyysit toistuvien AML:hen liittyvien geneettisten poikkeavuuksien havaitsemiseksi. Sekä virtaus- että molekulaarisella MRD-arvioinnilla on paljon suurempi herkkyys kuin pelkällä morfologisella arvioinnilla, jolloin virtaussytometrian alaraja on välillä 10-4-10-5 ja molekyylimenetelmillä 10-3 NGS-menetelmillä ja 10-5 PCR-pohjaisilla menetelmillä. menetelmiä. Jokaisella nykyisistä menetelmistä on suuria rajoituksia, jotka estävät laajemman käyttöönoton AML:ssä. Tavallisilla NGS-pohjaisilla menetelmillä on riittämätön herkkyys ja korkeat kustannukset. Virtaussytometria on teknisesti vaikea menetelmä, jota on haastava standardoida, ja osalla AML-tapauksia ei ole riittävästi arvioitavia pintamarkkereita havaitsemisen mahdollistamiseksi. PCR-pohjaiset menetelmät voivat olla erittäin herkkiä, mutta jokainen määritys kohdistuu tällä hetkellä yhteen toistuvaan geneettiseen poikkeavuuteen (esim. PML/RARA-fuusio akuutissa promyelosyyttisessä leukemiassa), ja monissa AML-tapauksissa ei ole geneettisiä poikkeavuuksia, joihin nykyiset kliiniset analyysit kohdistuvat. Sitä vastoin tässä tutkimuksessa käytettäväksi ehdottamamme daPCR-teknologia tarjoaa korkean suorituskyvyn, multipleksoidun alustan (24-96 varianttia), jolla on ennennäkemätön dynaaminen alue (>108), helppokäyttöisyys, alhaiset kustannukset ja nopea läpimenoaika. Koska daPCR voi tutkia samanaikaisesti useita muunnelmia, arvioimme, että alkuperäisessä määrityksessämme on potentiaalia havaita ja kvantifioida vähintään yksi AML:ään liittyvän mutaation runsaus ~80 %:ssa AML-näytteistä. Tämä teknologinen edistysaskel tarjoaisi todellisen ratkaisun, joka mahdollistaisi AML-potilaiden terapeuttisen vasteen toistuvan ja syvän seurannan.