Een proef met poly-ICLC bij de behandeling van recidiverende pediatrische laaggradige gliomen (Poly-ICLC)

Achtergrond/redenering De incidentie van primaire hersentumoren bij kinderen in de Verenigde Staten is ongeveer 1500 per jaar. Hersentumoren zijn de meest voorkomende solide tumoren die in de kindertijd worden gediagnosticeerd en zijn dus verantwoordelijk voor een aanzienlijke kindersterfte in de Verenigde Staten. Laaggradige astrocytomen en gliomen zijn het meest voorkomende type hersentumor bij kinderen (36% van de hersentumoren bij kinderen). Deze tumoren omvatten een heterogeen assortiment van histologische subtypen, waaronder: fibrillaire, protoplasmatische, gemistocytische en gemengde varianten. Pilocytische astrocytomen, pleomorfe xanthoastrocytomen en subependymale reuzencelastrocytomen zijn ook inbegrepen. Bovendien zijn er bij jonge kinderen enkele unieke zeldzame entiteiten die zich gedragen als laaggradige tumoren, waaronder infantiele desmoplastische gangliogliomen en desmoplastische astrocytomen. Hoewel kinderen met laaggradige astrocytomen vaak vele jaren overleven na conventionele behandeling met chirurgie en soms radiotherapie, zal het bij sommige kinderen minder goed gaan. Deze tumoren vormen een heterogene groep vanwege de verschillende locaties in de hersenen en het variërende biologische gedrag van de verschillende subtypen. Voor degenen waarbij totale excisie mogelijk is, zoals cerebellaire astrocytomen, is de prognose uitstekend met meer dan 90% overlevingspercentages na tien jaar met alleen chirurgische excisie. Daarentegen zijn de overlevingspercentages bij kinderen met cerebrale of diencephalische tumoren 40-70% na vijf jaar met bestraling, maar dalen ze tot 11-50% na 10 jaar (Mundigers, 1990). Sommige tumoren kunnen echter inoperabel/gedeeltelijk reseceerbaar zijn en bestraling kan bij jonge kinderen ongewenste bijwerkingen hebben. Hoewel de belangrijkste intellectuele achterstanden optreden bij jonge kinderen jonger dan 5 jaar die worden behandeld met schedelbestraling, rechtvaardigen de tekorten die zelfs bij jonge volwassenen worden vastgesteld, dat de leeftijd wordt verlengd tot 10 jaar om straling te vermijden. Chemotherapieregimes worden gebruikt voor patiënten met een hoog risico (progressieve tumor, resterende tumor) als middel om bestraling bij jonge patiënten te voorkomen of uit te stellen, maar bijwerkingen van chemotherapie worden vaak gemeld.

Nieuwere vormen van effectieve behandeling die minder bijwerkingen hebben, zijn hard nodig bij hersentumoren bij kinderen, met name bij laaggradige gliomen. We stellen voor om de werkzaamheid en toxiciteit te bestuderen van poly-ICLC, een biologische responsmodificator bij kinderen met laaggradige gliomen.

PROTEOMICA

De huidige diagnostische en therapeutische monitoring van hersentumorpatiënten wordt aanzienlijk belemmerd vanwege een beperkt begrip van de biologie van hersentumoren en de respons op therapie. De meeste CZS-tumoren kunnen niet worden geïdentificeerd of gevolgd door expressie van serum- of CSF-markers. Indien beschikbaar zouden dergelijke markeringen echter zeer wenselijk zijn en kunnen ze worden gebruikt om:

• Detecteer minimale resterende ziekte
• Voorspel de respons op specifieke gerichte therapieën
• Voorspel of anticipeer op tumorprogressie
• Onderscheid tumorrecidief van postoperatieve veranderingen of post-stralingsveranderingen op neuro-imaging
• Verbeter de huidige histopathologische classificatiesystemen
• Verbeter de huidige stratificatieschema's voor klinische en pathologische behandelingen
• Beoordeel de werkzaamheid van en de tumorrespons op specifieke biologische gerichte therapieën die mogelijk geen invloed hebben op de tumorgrootte als primair tumoreindpunt (bijv. Kleinmoleculaire remmers of anti-angiogene strategieën). Hoewel dergelijke markers nuttig zouden zijn om alle CZS-tumoren te voorspellen, te volgen en te behandelen, het gebruik ervan bij gliale tumoren, waaronder terugkerende laaggradige astrocytomen, is van cruciaal belang, aangezien van deze tumoren vaak een biopsie wordt genomen bij presentatie, maar niet bij recidief. Vaak zijn deze tumoren niet vatbaar voor volledige resectie of biopsie vanwege de welsprekendheid van hersenweefsel dat ze infiltreren (bijv. Oogzenuwbaan, hersenstam of hypothalamische gliomen), of de bloedvaten die ze omhullen.

Biologisch CZS-materiaal in CSF Gliale tumoren hebben de neiging zich plaatselijk te verspreiden langs wittestofbanen in plaats van via subarachnoïdale seeding. Verspreiding van laaggradige gliomen langs de subarachnoïdale ruimte is gemeld bij kinderen met laaggradige gliomen. Zelfs focale tumoren grenzen vaak aan CSF-routes (bijv. Intrapeduncular fossa, derde en vierde ventrikels), wat resulteert in direct contact tussen tumorweefsel en spinale vloeistof. Toch is onderzoek van CSF-cytologie voor deze tumoren niet standaard. Gezien de beperkingen van het identificeren van tumorcellen in het CSF, zijn methodologieën nodig die ons begrip van CZS-tumoren van alle soorten kunnen verbeteren. Dit zou een aanzienlijke verbetering opleveren van de momenteel beschikbare kennis over de biologie van deze tumoren en zou mogelijke therapeutische wegen kunnen verhelderen.

Proteomics, een relatief nieuw onderzoeksgebied waarbij het totale eiwitcomplement van een weefselcompartiment wordt geanalyseerd, is met succes gebruikt om nieuwe biomarkers in solide tumoren te identificeren (Zheng, 2003);( Khwaja, 2007). Omdat eiwitten effectoren zijn van alle cellulaire functies, zou hun meting het meest directe middel moeten zijn voor cellulaire karakterisering en dus voor tumorbiologie. Omdat cellen en hun omgeving in een geïntegreerde toestand bestaan, is het mogelijk geweest om de eiwitten van extracellulaire compartimenten te ondervragen om de aanwezigheid en impact van tumorcellen te beoordelen. Dit is voornamelijk gedaan met behulp van serum of plasma om een ​​methode vast te stellen voor screening op de aanwezigheid van tumoren in een laag stadium. Een analoog extracellulair compartiment voor gebruik bij hersentumoren zou cerebrospinale vloeistof (CSF) zijn. Het circuleert door het CZS en wisselt eiwitten uit met de extracellulaire vloeistof van de hersenen en het ruggenmerg.

CSF wordt continu aangemaakt en opnieuw geabsorbeerd, waardoor een real-time steady-state proteoom ontstaat. In tegenstelling tot serum, dat een zeer complex eiwitmengsel bevat, variërend van zeer weinig voorkomende eiwitten in het bereik van 10-30 pg/ml tot zeer overvloedige eiwitten in het bereik van 35-55 mg/ml, bevat CSF een minder complex eiwitmengsel (Omenn, 2005 ).

Daarom is het waarschijnlijker dat het CSF hogere relatieve concentraties van tumorspecifieke eiwitten bevat (hogere signaal-ruisverhouding) dan serum. Alles bij elkaar genomen maakt dit CSF tot een aantrekkelijk alternatief voor serum voor detectie van hersentumorgerelateerde biomarkers. In tegenstelling tot leukemie en veel solide tumoren buiten het CZS, waar seriële biopsieën gemakkelijk worden uitgevoerd, zijn tumoren van het CZS alleen op het moment van initiële of herhaalde resectie of biopsie gemakkelijk toegankelijk. Hoewel studies op deze monsters belangrijke bevindingen opleveren met betrekking tot de tumorbiologie, zijn seriële analyses tijdens de behandeling niet redelijk. Daarentegen kan het CSF van tumorpatiënten gemakkelijker worden bemonsterd bij de meeste pediatrische patiënten. Met de ontwikkeling van proteomische technologie is het mogelijk om tumorgerelateerde signalen te onderzoeken op het moment van diagnose door middel van behandeling, en vervolgens in remissie en/of op het moment van recidief of progressie.

Hoewel CSF voor het zaaien van tumoren direct beschikbaar is en routinematig wordt verkregen voor cytologie, zou de systematische evaluatie van de eiwitten in deze monsters van aanzienlijk wetenschappelijk belang kunnen zijn. Naast het identificeren van potentiële veroorzakers van ziekte of respons op therapie, kan ook de glycosylatie- en fosforyleringsstatus van veel eiwitten worden geëvalueerd. Studies in tumorweefsel tonen aan dat dergelijke informatie activiteit van verschillende enzymen onthult die correleren met behandelingsrespons (Mellinghoff, 2005); (Helgi, 2005) of progressie van leptomeningeale metastasen (Brandsma, 2006).

Proteomics CSF-proteomics is toegepast op veel neurologische aandoeningen, waaronder de ziekte van Alzheimer, amyotrofische laterale sclerose, multiple sclerose, acuut hersenletsel en de ziekte van Creutzfeldt-Jakob (Rohlff, 2001).

Rapporten over het gebruik ervan in de neuro-oncologie zijn beperkt, maar tonen het potentieel van deze technologie aan om tumorbiomarkers effectief te identificeren. Een studie gebruikte tweedimensionale polyacrylamide (2-D) gelelektroforese om de relatieve hoeveelheden van twee vooraf geselecteerde markers, N-Myc en l-CaD, in het CSF van hersentumorpatiënten te meten (Zheng, 2003). Een ander gebruikte ELISA van CSF om Osteopontin te identificeren als voorspellend voor AT/RT en gecorreleerd met respons op therapie (Kao, 2005). CSF-proteomics met behulp van 2-D-gelelektroforese in combinatie met massaspectroscopie en splitsbare isotoop Coded Affinity Tag (cICAT) werd gebruikt om 60 monsters van CSF en tumorcystevloeistof te evalueren, genomen van volwassenen met hersentumoren en niet-neoplastische controles. Deze technieken werden gebruikt om een ​​panel van eiwitten te vinden die differentieel tot expressie worden gebracht in gliomen van lagere of hogere kwaliteit. Bevindingen werden bevestigd met behulp van Western Blot-analyse waarbij acht geselecteerde eiwitten werden onderzocht op basis van de impliciete rol in gliomagenese en beschikbaarheid van antilichamen. Dit rapport, dat is geaccepteerd voor publicatie in afwachting van herzieningen, identificeerde 21 potentiële CSF-biomarkers voor astrocytoom.

Zoals hierboven vermeld, zijn er aanwijzingen dat gliomen zich verspreiden via de subarachnoïdale ruimte. Momenteel zijn er verschillende consortia die eiwitexpressie in het ruggenmergvocht van kinderen met kwaadaardige gliale en embryonale tumoren actief bestuderen (Pediatric Brain Tumor Consortium, Pediatric Oncology Experimental Therapeutics Consortium). Eiwitten die in deze protocollen worden ondervraagd, omvatten eiwitten die betrokken zijn bij angiogenese en neovasculariteit (EGF, VEGF en bFGF), eiwitten die betrokken zijn bij tumorgroei en migratie (uitgescheiden eiwit met zure en cysteïnerijke domeinen (SPARC), attractine). Er is geen consortium dat actief spinale vloeistofmonsters verzamelt bij kinderen met tumoren van lagere graad. Een secundair doel van deze studie is om deze eiwitten te onderzoeken in het CSF van kinderen met laaggradige gliomen die tumorprogressie hebben. Vergelijking van CSF-eiwitexpressie van hooggradige en laaggradige tumoren zal waarschijnlijk helpen bij het identificeren van biologische markers die specifiek zijn voor tumorprogressie of voor tumorpathologie.