Moleculair ziekteprofiel van hematologische maligniteiten (RELab1)

1. ACHTERGROND

   Moleculaire geneeskunde is de tak van kennis die tot doel heeft de genetische basis van de ziekten op te helderen, de diagnostische definitie en prognostische beoordeling van patiënten te verbeteren en bij te dragen aan de ontwikkeling van innovatieve behandelingen. Genomische informatie wordt steeds vaker gebruikt bij het besluitvormingsproces over de behandeling van individuele patiënten. De klinische implementatie van moleculaire geneeskunde vereist een systematische aanpak gebaseerd op de integratie van wetenschappelijke, medische en technologische expertises.

   Hematologische maligniteiten omvatten leukemie, lymfoom en multipel myeloom. De moleculaire basis van veel hematologische neoplasmata is nog onbekend. Voor zover de onderzoekers weten, weten wetenschappers dat hematologische maligniteiten meestal dynamische ziekten zijn die voortkomen uit een grote reeks primaire en secundaire biologische en genetische gebeurtenissen (d.w.z. bestuurder en passagier mutaties). De identificatie van belangrijke moleculaire veranderingen die de ontwikkeling en progressie van tumoren stimuleren, is essentieel voor de ontwikkeling van nieuwe gerichte en gepersonaliseerde therapieën.

   Hematologische maligniteiten komen typisch voor bij oudere mensen en vormen, als gevolg van de vergrijzing van de bevolking, een steeds belangrijker probleem voor het gezondheidsbeleid. Hematologische maligniteiten zijn een ideale context voor de implementatie van moleculaire geneeskunde. Het paradigmatische voorbeeld hiervan is chronische myeloïde leukemie, waarbij de ontdekking van de moleculaire basis (het fusiegen BCR/ABL1) is vertaald in grote klinische vooruitgang in diagnose, behandeling en ziektemonitoring.

   De classificatie van myeloïde en lymfoïde neoplasmata van de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO), gepubliceerd in 2008, introduceerde veel genetische veranderingen in de diagnostische definitie van bloedkanker. Sinds 2008 zijn er tal van genetische laesies geïdentificeerd in veel hematologische maligniteiten en de volgende WHO-classificatie zal er veel van bevatten.

   Next generation sequencing (NGS) technieken leverden de beste bijdrage aan deze bevindingen.

   NGS maakt gebruik van hoogtechnologische tools die in korte tijd en tegen relatief lage kosten het hele genoom of een specifiek deel ervan (bijv. exome of gerichte genen). Het voordeel van NGS ten opzichte van standaard sequencing bestaat uit een hogere efficiëntie (een groot aantal genen wordt snel geanalyseerd in een groot aantal monsters) en een hogere gevoeligheid (het vermogen om mutaties te detecteren in zeer kleine klonen van neoplastische cellen). In de afgelopen jaren heeft de beschikbaarheid van nieuwe technologieën voor genomics de high-throughput screening van somatische mutaties in hematologische maligniteiten mogelijk gemaakt. Verwacht wordt dat de resultaten van deze onderzoeken de behandeling van individuele patiënten aanzienlijk zullen verbeteren door de implementatie van innovatieve diagnostische/prognostische systemen en de ontwikkeling van therapeutische strategieën op basis van het individuele genomische profiel.

   De afdeling Hematologie Oncologie, Fondazione IRCCS Policlinico San Matteo en Universiteit van Pavia hebben aanzienlijk bijgedragen aan de definitie van de moleculaire basis van hematologische maligniteiten. In 2005 beschreef de Universiteit van Pavia de diagnostische en prognostische betekenis van de JAK2 V617F-mutatie in myeloproliferatieve neoplasmata (MPN): deze mutatie werd opgenomen in de WHO-classificatie van MPN en er werden innovatieve anti-JAK2-geneesmiddelen ontwikkeld. In 2010 sloot de Universiteit van Pavia zich aan bij het Cancer Genome Project, een consortium van internationale onderzoekscentra gecoördineerd door het Wellcome Trust Sanger Institute of Cambridge met als doel de moleculaire basis van kanker op te helderen. In deze context werden, door gebruik te maken van massieve genoomsequencing, terugkerende mutaties in het SF3B1-gen - dat codeert voor een kerncomponent van RNA-splitsingsmachines - beschreven in myelodysplastische syndromen.

   Bovendien hebben onderzoekers van de Universiteit van Pavia de afgelopen jaren een belangrijke bijdrage geleverd aan de definitie van de moleculaire basis van lymfoïde neoplasmata (d.w.z. BRAF V600E-mutatie bij haarcelleukemie, MYD88 L265P-mutatie bij de ziekte van Waldenstrom en SF3B1-mutaties bij chronische lymfatische leukemie). ). Ten slotte heeft de Universiteit van Pavia de afgelopen maanden een sleutelrol gespeeld bij de identificatie van CALR-mutaties in JAK2-negatieve MPN. Dit is opnieuw een belangrijke bevinding in het begrip van de genetische basis van deze groep ziekten.

   Naast de implementatie van technieken van de volgende generatie (NGS) voor genomische analyse, is er duidelijk behoefte aan het ontwikkelen van effectieve oplossingen voor het analyseren en integreren van moleculaire en klinische gegevens van grote patiëntenpopulaties, om de relatie tussen genotype en de ziekte volledig te begrijpen. klinische uiting van een ziekte.

   De implementatie van moleculaire geneeskunde vereist een systematische aanpak gebaseerd op de integratie van wetenschappelijke, klinische en technologische expertise. In Italië wordt de ideale context voor de ontwikkeling van programma's op het gebied van moleculaire geneeskunde vertegenwoordigd door hematologische regionale netwerken. Ze vertegenwoordigen een innovatief organisatie- en samenwerkingsmodel, gebaseerd op het netwerken van zorginstellingen. De Rete Ematologica Lombarda (REL, www.rel-lombardia.net) brengt 11 hematologische verwijscentra samen en heeft onlangs de basis gelegd voor een systematische studie van deze ziekten. De strategische doelstelling van het klinische REL-netwerk is om een ​​betere toegang tot de gezondheidszorgfaciliteiten, de hoge kwaliteit van de diensten en de continuïteit van de zorg voor alle hematologische patiënten te verzekeren.

   Het klinische REL-netwerk kan een cruciale bijdrage leveren aan het translationeel onderzoek naar hematologische maligniteiten en onlangs heeft de Regione Lombardia met dit doel in januari 2014 een biotechnologiecluster gefinancierd voor de implementatie van genomische analyse en de ontwikkeling van nieuwe behandelingen voor hematologische ziekten. De REL-biotechnologiecluster (www.relab-lombardia.net) omvat de afdeling Hematologie Oncologie, Fondazione IRCCS Policlinico S. Matteo, de Universiteit van Pavia, het biotechbedrijf Clonit (www.clonit.it) en het farmaceutische bedrijf Novartis. Dit cluster heeft tot doel de moleculaire basis van hematologische maligniteiten te onderzoeken en gepersonaliseerde behandelingen te ontwikkelen.

2. ALGEMEEN DOEL van de STUDIE

   In deze studie zal de afdeling Hematologie Oncologie, Fondazione IRCCS Policlinico San Matteo, Pavia in samenwerking met de Universiteit van Pavia en de IRCCS Fondazione Maugeri, Pavia een systematische analyse van genmutaties in hematologische maligniteiten leveren met behulp van NGS-technieken.

   Patiënten met een definitieve diagnose van hematologische maligniteiten volgens de criteria van de WHO, verwezen naar het klinische REL-netwerk, zullen worden ingeschreven. De onderzoekers zullen genomisch DNA en RNA analyseren dat is geëxtraheerd uit hematopoietische cellen op verschillende tijdstippen van de ziekte van de patiënt. De studie overweegt het gebruik van twee geoptimaliseerde moleculaire platforms gericht op de identificatie van terugkerende mutaties in respectievelijk myeloïde en lymfoïde neoplasmata.

   Screening van genmutaties door NGS zal prospectief worden geïmplementeerd in de context van het klinische REL-netwerk. Patiëntmonsters zullen worden geanalyseerd bij de diagnose en opeenvolgend tijdens het verloop van de ziekte op specifieke tijdstippen.

   De onderzoekers zullen de correlaties tussen somatische mutaties, specifieke klinische fenotypes (volgens de WHO-classificatie) en ziekte-evolutie analyseren. Dit zal toelaten om: 1) nieuwe terugkerende genetische mutaties te identificeren die betrokken zijn bij de moleculaire pathogenese van hematologische maligniteiten; 2) de rol van gemuteerde genen definiëren, waarbij onderscheid wordt gemaakt tussen genen die een klonale proliferatie van hematopoëtische stamcellen induceren, en genen die het klinische fenotype van de ziekte bepalen; 3) mutaties identificeren die verantwoordelijk zijn voor de evolutie van de ziekte; 4) de diagnostische/prognostische rol van de geïdentificeerde mutaties definiëren en de huidige ziekteclassificaties en prognostische scores bijwerken door moleculaire parameters op te nemen.

   Er zal voorzien worden in een systematische biobanking van biologisch materiaal.

3. DOELSTELLINGEN

   Het algemene doel van de studie is om een ​​systematische analyse uit te voeren van genmutaties geassocieerd met hematologische maligniteiten door gebruik te maken van een NGS-gerichte sequencingbenadering.

4. EINDPUNTEN:

   • Cumulatieve incidentie (%) van genmutaties in hoofdkloon en subklonen in elke hematologische maligniteit
   • Genotype - fenotypecorrelaties tussen klinische kenmerken en mutatiestatus, geëvalueerd door de Fisher's exact-test (voor categorische variabelen) of door de Mann-Whitney- of de Kruskall-Wallis-test (voor kwantitatieve variabelen vergeleken in respectievelijk twee of meer patiëntengroepen) met p-waarde
   • Totale overleving en ziektevrije overleving volgens klinische en biologische risicofactoren bij diagnose en tijdens ziekteontwikkeling, geëvalueerd door de Kaplan-Meier-productlimietmethode en het Cox-model voor proportioneel gevaar, zowel voor tijdsafhankelijke als niet-tijdsafhankelijke covariaten
5. PATIËNTEN SELECTIE:

Inclusiecriteria:

• Definitieve diagnose van myeloïde of lymfoïde neoplasmata volgens de criteria van de WHO uit 2008
• leeftijd ≥ 18 jaar. Er is geen maximale leeftijdsgrens
• ondertekende schriftelijke geïnformeerde toestemming

Uitsluitingscriteria:

• ernstige neurologische of psychiatrische aandoening die het vermogen om geïnformeerde toestemming te geven belemmert
• geen schriftelijke geïnformeerde toestemming

• geen toestemming voor biobankieren

  7. STUDIEONTWERP:

Dit is een multicentrische, prospectieve, observationele studie. Het is de bedoeling dat alle patiënten met een diagnose van hematologische maligniteit volgens de WHO-classificatie, uitgevoerd binnen het klinische REL-netwerk, worden ingeschreven.

8. ASPECTEN VAN GOEDE KLINISCHE PRAKTIJKEN, GEGEVENSPRIVACY

Biobanking valt onder het algemeen regelgevend kader voor biomedisch onderzoek. Dit is een mozaïek van formele juridische instrumenten en regelgevende instanties die op nationaal en Europees niveau zijn ingevoerd, evenals meer informele soorten bestuursinstrumenten en -instrumenten zoals professionele richtlijnen en beste praktijken. Regulering van biomedisch onderzoek bestaat uit bindende en niet-bindende juridische instrumenten op zowel nationaal als Europees niveau. Dit is in de vorm van specifieke wetgeving voor medisch onderzoek - bijvoorbeeld het Verdrag van Oviedo van de Raad van Europa 1997 - en meer algemene rechtsinstrumenten - zoals mensenrechten en gegevensbescherming - waarvan sommige relevant zijn voor biobanking. De verantwoordelijkheid voor het toezicht op onderzoek en het waarborgen van de naleving van de wettelijke vereisten is grotendeels gedelegeerd aan nationale instanties, zoals onderzoeksethische commissies.

8.1 GEGEVENSVERZAMELING

De studie overweegt de verzameling van klinische en biologische onmisbare gegevens voor een nauwkeurige diagnostische en prognostische standaarddefinitie in een ad-hoc elektronische CRF en de analyse van specifieke genen die betrokken kunnen zijn bij de moleculaire basis van de ziekten door middel van NGS-technieken.

8.2 MAGAZIJN VOOR KLINISCHE GEGEVENS (Informatica voor de integratie van biologie en het bed, I2B2)

Informatics for Integrating Biology and the Bedside (i2b2, www.i2b2.org) is een open source klinisch gegevensmagazijn, dat efficiënt wordt ondervraagd om reeksen interessante patiënten te vinden met behoud van hun privacy via een query-toolinterface. Binnen deze architectuur kunnen interoperabele software-objecten aan de serverzijde, "cellen" genoemd, informatie met elkaar uitwisselen, gebruikmakend van webservices-technologie.

Om de efficiëntie van klinisch onderzoek in de oncologie te ondersteunen en te verbeteren, hebben de Universiteit van Pavia en de IRCCS Fondazione Salvatore Maugeri van Pavia een nieuw ICT-platform ontwikkeld en geïmplementeerd, Onco-i2b2 genaamd, gebaseerd op de i2b2-software en geïnstalleerd in de IRCCS Fondazione S. Maugeri, Pavia. Onco-i2b2 kan gegevens uit verschillende bronnen binnen het i2b2-datawarehouse integreren door de implementatie van een complexe IT-architectuur, waaronder de ontwikkeling van nieuwe i2b2-cellen voor gegevensanalyse.

Als resultaat van dit project zijn ziekenhuisonderzoekers in staat gesteld om informatie te verkrijgen uit de pathologiedatabase, uit een biobankbeheersysteem en deze samen te voegen met de klinische informatie aanwezig in het ziekenhuisinformatiesysteem, om zo interessante patiënten met een specifiek fenotype van interesse.

8.3 TECHNISCHE BESCHRIJVING VAN HET PSIEUDONYMISERINGSPROCES EN GEBRUIKTE TOOLS

Eigenlijk bestaat er geen specifieke regeling op nationaal niveau voor technische aspecten die betrekking hebben op de biobank, maar sommige werkgroepen van deskundigen (bv. AIOM en SIAPEC-IAP) hebben initiatieven ontplooid om de bestaande nationale algemene procedures te definiëren en te harmoniseren. Een korte lijst van structurele en technologische vereisten kan worden geïdentificeerd in:

1. Definitie van een programmatische documentatie met als doel de biobank, een uit te voeren functionele specificatie, het type van het geconserveerde materiaal, het aantal verwachte specimens, methoden van afname, verwerking en conservering, beheer van informatie, transport van specimens en ontvangst van de ontvangende eenheid , beheersing van het mogelijke biologische risico en een economisch plan voor middellange tot grote periode
2. Logische definitie van de toegewijde lokalen, airconditioningsystemen en toegangscontrole. Bij verslaving moet de temperatuur van de cryocontainers continu worden gecontroleerd.
3. Er moet een noodherstelplan voor apparatuur en cryocontainers worden gedefinieerd (bijv. gebruik van systemen voor elektrische continuïteit of lijst van bekwaam personeel dat moet ingrijpen wanneer zich speciale gebeurtenissen voordoen)
4. Het gebruik van een gecertificeerd kwaliteitssysteem voor elke stap van de verschillende procedures wordt aanbevolen, waarbij de gegevenskwaliteit wordt bijgehouden vanaf het verkrijgen van de geïnformeerde toestemming tot de opslag van het monster
5. Definitie van een specifiek informatiesysteem voor het beheer van de biobankmonsters, gerelateerd aan klinische informatie die is opgeslagen in het ziekenhuisinformatiesysteem, om de bewegingen van de monsters te volgen en de follow-upgegevens bij te werken die voortkomen uit het uitgevoerde wetenschappelijk onderzoek.
6. Ook voor de IT-architectuur moet een noodherstelplan worden geïmplementeerd. Het bestaat uit een incrementele back-up van alle biobankgegevens waarmee de IT-systeembeheerders alle informatie in een willekeurige periode kunnen herstellen. In de oncologische biobank "Bruno Boerci" wordt elk biologisch exemplaar geïdentificeerd door een specifieke code, gedrukt op de buis met behulp van een datamatrix-barcode (een tweedimensionale streepjescode die leesbaar is met behulp van een laserscanner), en opgeslagen in de biobank-database en beheerd door de biobank-beheersoftware, waarmee ook de positie in de biobank-cryocontainer kan worden bekeken. Klinische gegevens voor elke follow-up worden automatisch verzameld door gegevens uit het ziekenhuisinformatiesysteem op te halen. Klinische gegevens en biobankinformatie worden constant en continu in het klinische datawarehouse geplaatst door middel van een automatische updateprocedure. Klinische en pathologische gegevens zijn gecodificeerd met behulp van SNOMED-, TNM- en ICD9-CM-standaarden. Het gebruik van het BRISQ-systeem voor gegevensstandaardisatie (Biospecimen Reporting for Improved Study Quality, Biopreservation and Biobanking, 2011) wordt aanbevolen, maar is nog niet geïmplementeerd.

8.4 OVERDRACHT VAN PATIËNTENMONSTERS EN BIOBANK-MONSTERSINGANG

Anonimisering van biospecimens (of beter, de-identificatie) moet worden uitgevoerd om een ​​hoog niveau van gegevensprivacy te waarborgen. De terminologie die in de Europese documenten wordt gebruikt, identificeert de term 'geanonimiseerd' wanneer biologisch materiaal wordt opgeslagen naast bijbehorende informatie, zoals het type tumor, medische behandeling, de leeftijd van de donor, enzovoort, maar alle informatie die identificatie van de onderzoeksdeelnemer of patiënt wordt gestript, onomkeerbaar (niet-gekoppeld geanonimiseerd) of omkeerbaar (gekoppeld geanonimiseerd). Bij gekoppelde geanonimiseerde monsters is identificatie mogelijk door middel van een code, waartoe onderzoekers of andere gebruikers van het materiaal - als onderdeel van de definitie van het begrip 'omkeerbaar/gekoppeld geanonimiseerd' - geen toegang hebben. Gecodeerde samples hebben dezelfde kenmerken als gekoppelde (reversibel) geanonimiseerde samples, met als enige verschil dat onderzoekers en gebruikers toegang hebben tot de code.

In dit project heeft het gebruik van gecodeerde anonimisering de voorkeur om een ​​adequaat niveau van privacybeveiliging en haalbaarheid van onderzoeksactiviteiten te hebben.

De voorgestelde architectuur die dit type de-identificatie zal implementeren, vereist de definitie van een code die het biospecimen vanaf het begin identificeert en een tweede code die zal worden gegenereerd voordat het specimen in de biobank wordt opgeslagen. Een derde code wordt automatisch gegenereerd tijdens de acceptatiefase van het specimen en wordt op een aparte locatie opgeslagen. Op deze manier zijn de informatie met betrekking tot de eerste code en die met betrekking tot de laatste volledig ontkoppeld, tenzij de derde code bekend is: dit gebeurt alleen wanneer onderzoekers gelijktijdig toegang moeten hebben tot beide gegevens.

9 MOLECOLAIRE ANALYSE

De moleculaire analyse wordt uitgevoerd met behulp van 2 verschillende NGS-platforms voor de target-resequencing. De platforms zijn geschetst op basis van de meest recente literatuur over de moleculaire biologie van myeloïde en lymfoïde neoplasmata. Het is opmerkelijk dat de inspanningen van de wetenschappelijke gemeenschap op dit gebied enorm zijn, en dit draagt ​​bij aan een continue stroom van nieuwe informatie en ontdekkingen, met als gevolg de mogelijkheid om de platforms aan te passen.