Diagnostiset ja terapeuttiset kohteet rustokudoksen kasvaimissa

Tutkimus "Uusien diagnostisten ja terapeuttisten kohdeaineiden löytäminen rustokasvaimista" käsittelee rustokasvainten diagnostiikassa, ennusteessa ja hoidossa esiintyviä merkittäviä ratkaisemattomia ongelmia, erityisesti keskittyen kondrosarkoomaan. Kondrosarkooma muodostaa noin 30 % kaikista primaarisista pahanlaatuisista luukasvaimista ja on yleisin pahanlaatuinen luusarkooma aikuisilla. Sen kliinisen merkityksestä huolimatta kondrosarkooman hoito on edelleen haastavaa biologisen heterogeenisuuden, kemoterapiaan ja sädehoitoon kestävyyden sekä usein epävarman diagnostiikan vuoksi, erityisesti matala-asteisissa muutoksissa.

Keskeinen kliininen ongelma liittyy hyvänlaatuisten rustokasvainten (enkondroomien ja epätyypillisten rustokasvainten), matala-asteisen kondrosarkooman, korkeamman asteen kondrosarkooman ja muiden pahanlaatuisten yksilöiden, kuten kondroblastisen osteosarkooman, erottamiseen toisistaan. Pelkkä histologinen arviointi on usein riittämätöntä, erityisesti pienissä biopsianäytteissä, ja diagnostiset päätökset perustuvat usein subjektiiviseen yhdistelmään kliinistä, radiologista ja patologista kriteerejä. Väärä luokittelu voi johtaa joko riittämättömään paikallishoitoon liittyvään alihoitoon tai tarpeettoman radikaaliin leikkaukseen liittyvään ylihoitoon. Lisäksi edenneellä, leikkaamattomalla tai etäpesäkkeillä varustetulla kondrosarkooman ennuste on erittäin huono, ja tehokkaita systeemisiä hoitomuotoja ei tällä hetkellä ole saatavilla.

Tämä projekti keskittyy molekyylibiomarkkereiden tunnistamiseen ja validoimiseen, jotka voisivat merkittävästi parantaa diagnostista tarkkuutta, ennusteellista stratifiointia ja terapeuttista kohdentamista. Kahta pääasiallista molekyylialuetta tutkitaan: IDH1/2-geenimutaatiot ja ei-koodaavat mikroRNA:t (miRNA).

IDH1- ja IDH2-geenien mutaatiot on tunnistettu ominaisiksi molekyylitapahtumiksi rustokasvaimissa. Nämä mutaatiot esiintyvät tietyissä aminohappojäänteissä ja johtavat neomorfiseen entsymaattiseen aktiivisuuteen, mikä tuottaa onkometaboliitti 2-hydroksiglutaaraattia. IDH1/2-mutaatiot ovat yleisiä sentraalisissa kondrosarkoomeissa ja niihin liittyvissä hyvänlaatuisissa esiasteissa, mutta harvinaisia tai puuttuvia perifeerisissä kondrosarkoomeissa ja muissa mesenkymaalisissa kasvaimissa, mukaan lukien osteosarkooma. Täten IDH1/2-mutaatiotilanne edustaa erittäin arvokasta diagnostista merkkiainetta, erityisesti kondrosarkooman erottamiseksi kondroblastisesta osteosarkoomaasta, ero, jolla on merkittäviä terapeuttisia seurauksia. Tutkimus myös olettaa, että IDH1/2-mutaatiot voivat liittyä kasvaimen aggressiivisuuteen ja huonompaan ennusteeseen, mikä tekee niistä mahdollisia ennustemerkkiaineita ja terapeuttisia kohdeaineita. Tärkeää on, että muissa pahanlaatuisissa sairauksissa jo käytetyt IDH-inhibiittorit voivat edustaa tulevaa hoitovaihtoehtoa valituille kondrosarkooman potilaille.

Projektin toinen pääpaino on mikroRNA:iden rooli, lyhyiden ei-koodaavien RNA:iden, jotka säätelevät geenien ilmentymistä transkription jälkeisellä tasolla. Lukuisat tutkimukset ovat osoittaneet, että miRNA:n säätelyn häiriö osallistuu kasvaimen alkamiseen, etenemiseen, angiogeneesiin, tunkeutumiseen ja etäpesäkkeiden muodostumiseen. Kondrosarkooman yhteydessä tietyt miRNA:t on liitetty keskeisten onkogeenisten signalointireittien säätelyyn, mukaan lukien SRC, mTOR, Wnt/β-kateeniini-signalointi, VEGF-välitteinen angiogeneesi ja matriisin uudelleenmuodostus. Tutkimusryhmän tuottamat alustavat uuden sukupolven sekvensointitiedot tunnistivat erilaiset miRNA-ilmentymisprofiilit kondrosarkoomaan verrattuna terveeseen rustoon, mukaan lukien useita miRNA:ita, joita ei aiemmin ole raportoitu kirjallisuudessa. Nämä löydökset tukevat kasvaimikohtaisten miRNA-allekirjoitusten olemassaoloa, joilla on diagnostista ja ennusteellista potentiaalia.

Tutkimus on suunniteltu tutkivaan ja validointivaiheisiin. Tutkivassa vaiheessa prospektiivisesti kerätyt tuorejäädytettyjä kasvainnäytteet käyvät läpi globaalin miRNA-ilmentymisprofiloinnin uuden sukupolven sekvensoinnin avulla, samalla kun IDH1/2-mutaatiotilannetta analysoidaan NGS-pohjaisesti. Tämän vaiheen tavoitteena on tunnistaa ominaisia molekyylimalleja rustokasvainten kirjossa, mukaan lukien hyvänlaatuiset muutokset, matala-asteinen ja korkea-asteinen kondrosarkooma, dedifferentoituneet muunnokset ja kondroblastinen osteosarkooma.

Validointivaiheessa valittuja säätelyn häiriintyneitä miRNA:ita ja IDH1/2-mutaatioita analysoidaan suuressa retrospektiivisessa kohortissa FFPE-näytteistä käyttäen RT-qPCR:ää ja kohdennettuja mutaatiotunnistusmenetelmiä. Molekyylitulokset yhdistetään yksityiskohtaiseen kliinipatologiseen tietoon kehittääkseen luotettavia diagnostisia miRNA-paneleja, jotka pystyvät luokittelemaan rustokasvaimet tarkasti ja erottamaan kondrosarkooman osteosarkoomaasta. Rinnakkain perustetaan ennusteellisia miRNA-paneleja ja korreloidaan ne kokonaiseloonjäämiseen käyttäen edistyneitä tilastollisia menetelmiä, mukaan lukien Kaplan-Meier-analyysi ja Coxin suhteellisten riskien mallintaminen.

Projektin innovatiivinen osa on nestebiopsioiden arviointi, analysoiden potilaan kehonesteistä saatavia kiertäviä ja eksosomaalisia miRNA:ita. Tämän lähestymistavan tavoitteena on perustaa leikkaushetken ulkopuolisia kajoamattomia biomarkkereita diagnostiikkaan, ennusteeseen ja sairauden seurantaan. Lisäksi toiminnallista merkitystä tutkitaan käyttäen kondrosarkoomasolulinjoja, joissa valittuja miRNA:ita nostetaan kokeellisesti ylös arvioidakseen alavirran transkriptomisia vaikutuksia ja niiden suhdetta IDH1/2-mutaatiotilanteeseen.

Kaiken kaikkiaan tämä tutkimus pyrkii merkittävästi edistämään kondrosarkooman biologian ymmärtämistä ja kääntämään molekyylilöydökset kliinisesti sovellettaviksi työkaluiksi. Parantamalla diagnostista tarkkuutta, mahdollistamalla ennusteellisen stratifioinnin ja tunnistamalla uusia terapeuttisia kohdeaineita projekti vastaa kriittiseen tyydyttämättömään tarpeeseen rustokasvainten hoidossa ja luo pohjan tuleville kohdennetuille ja personoiduille hoitostrategioille.