Hyperpolarisoitu 13C-MRI ja aineenvaihduntatutkimus immuunijärjestelmään liittyvien haittatapahtumien varalta (DNP_irAE)

Immuuniperäisistä haittatapahtumista (irAE) on tullut kliinisiä haasteita, kun immuunitarkastuspisteestäjien (ICI) käyttö lääketieteellisessä onkologiassa on lisääntynyt eksponentiaalisesti. irAE-taudit voivat olla äkillisiä ja kohtalokkaita ja vaativat yksilöllistä hallintaa. IrAE-sairauksien varhainen ennustaminen ja tarkka riskiluokittelu ovat kiireellisiä potilaan hoidon räätälöimiseksi. Glukoosiaineenvaihdunta pernassa voi heijastaa immuuniaktiivisuutta, ja sitä on käytetty ennustamaan kasvainvastetta ICI:ille. Koska irAE:n taustalla oleva mekanismi on samanlainen kuin ICI:n kasvainvaste, pernan aineenvaihdunta on mahdollinen irAE:n biomarkkeri.

Tämä projekti on uusi, koska sen tavoitteena on tutkia irAE:itä aineenvaihdunnan näkökulmasta integroimalla hyperpolarisoitu (HP) 13C-MRI, metabolomiikka ja MR-sormenjälki (MRF). HP 13C-MRI on uusi ei-invasiivinen, reaaliaikainen dynaaminen kuvantamistekniikka, jota käytetään aineenvaihduntavirran havaitsemiseen in vivo. Dynaaminen ydinpolarisaatio (DNP) on hyperpolarisaatiotekniikka, joka lisää 13C-leimattujen koettimien signaalia jopa 50 000-kertaiseksi. DNP:n avulla [1-13C]pyruvaattia voidaan käyttää tutkimaan erilaisia ​​aineenvaihduntareittejä, mukaan lukien sen konversio laktaatiksi (anaerobinen glykolyysi), alaniini (transaminaatio) ja bikarbonaatti (TCA-syklin epäsuora merkkiaine). Näitä spesifisiä metabolisia muutoksia on käytetty immuunisolujen toimintojen karakterisoimiseen; siten ne voivat myös heijastaa pernan immuuniaktiivisuutta potilailla, joilla on irAE. Lisäksi potilaiden seerumin ja virtsan NMR-pohjaiset metabolomiikka-analyysit antavat globaalimman kuvan koko ihmiskehon metabolisista muutoksista. Lisäksi havaitut metaboliset muutokset voidaan muuntaa MRF:llä saaduiksi moniparametrisiksi kudosominaisuuksiksi.

Tutkija suunnittelee kolmivuotisen projektin, jossa on ei-satunnaistettu, kahden ryhmän tehtävän havainnointitutkimus. Tutkimukseen osallistuu 30 ICI:tä saavaa syöpäpotilasta. Kaksikymmentä potilasta, joilla on akuutin vaiheen irAE-oireita (aste 2 tai korkeampi) ja 10 potilasta, joilla ei ole irAE:tä 14 viikon hoidon jälkeen, otetaan mukaan tähän prospektiiviseen yksittäiseen laitostutkimukseen. Erillinen monitieteinen immuuni-onkologinen lautakunta seuloi potilaita, joille kehittyy irAE, joita ovat paksusuolitulehdus, endokrinopatia, hepatiitti, keuhkotulehdus ja ihotoksisuus. IrAE:n diagnoosi määräytyy kliinisen historian, laboratorioarvojen, hoidon standardikuvauksen ja histopatologisten ominaisuuksien perusteella, kun biopsia on tarpeen. Osallistujat, jotka ovat kelvollisia tähän tutkimukseen, käyvät läpi tutkivia kokeita, mukaan lukien HP 13C-MRI, metabolomiikka ja MRF.

Tutkija olettaa, että HP 13C-MRI:llä tutkittu pernan immuuniaktiivisuus voi ennustaa irAE:n esiintymisen. Lisäksi pernan aineenvaihduntamuutosten taso, joka perustuu HP 13C-MRI:hen, korreloi irAE-tapausten kliinisen vaikeusasteen kanssa, mikä tarjoaa lisäriskiluokittelun irAE:lle. Lisäksi määrittämällä MRF:llä saadut metaboliset tiedot ja kudosominaisuudet, immuuniaktiivisuuden dynaamisia muutoksia voidaan tarkkailla kvantitatiivisilla ja toistettavissa olevilla kudosominaisuuksilla. Lopuksi, yhdistämällä HP 13C-MRI ja metabolomiikka, tutkija ymmärtää paremmin irAE:n patofysiologian aineenvaihdunnan näkökulmasta, mikä voi johtaa uuden hoidon kehittämiseen.