Sanntidsmolekylær analyse av brystkreft som mottar neo-adjuvant kjemoterapi (NEO-R)

Brystkreft (BC) er et stort folkehelseproblem i Frankrike, med en økende forekomst, anslått til ~60 000 nye tilfeller i 2017 og 12 000 dødsfall. Til tross for forbedring av overlevelse de siste årene, er resistens mot kjemoterapi (CT) fortsatt en viktig utfordring i BC: de molekylære mekanismene er fortsatt dårlig kjent og de nåværende intervensjonene er utilstrekkelige for å målrette kjemoresistens. Neo-adjuvant chimioterapi (NAC) brukes nå i økende grad hos kvinner med operabel, men aggressiv BC som trippel-negativ (TN) eller HER2+ tumor (Pusztai et al, Lancet Oncol 2019). Det gir minst tre fordeler: i) tumordebulking som godkjenner konservativ kirurgi, ii) skreddersydd adjuvant systemisk terapi i henhold til den patologiske responsen, med levering av capecitabin til TN-pasienter (Masuda N. et al, N Engl J Med. 2017) og T-DM1 hos HER2+-pasienter (von Minckwitz G et al., N Engl J Med. 2019) i fravær av patologisk fullstendig respons (pCR), og iii) gir ressurser for å undersøke de molekylære mekanismene for kjemoresistens. Det nåværende standard NAC-regimet er basert på en sekvensiell assosiasjon av antracyklin og taxan (og trastuzumab hvis HER2+) (Huober & von Minckwitz, Breast Care 2011), og oppnåelse av pCR, definert som fravær av gjenværende invasiv kreft ved patologisk evaluering av den operative prøven (resekert brystprøve og samplede ipsilaterale lymfeknuter (dvs. ypT0/Tis ypN0 i AJCC staging-systemet), er en god prognosefunksjon; pasientene uten pCR har høy risiko for tilbakefall (≈50 % av TN og HER2+ undertyper).

Den største flaskehalsen for å forbedre behandlingseffektiviteten for disse pasientene er identifiseringen av kandidater som er effektivt involvert i motstanden mot NAC, deres validering i relevante og prediktive modeller, og deres påvisning fra surrogatmarkører. Selvfølgelig kan søket etter molekylære endringer forskjellig representert i pre-NAC-prøvene mellom de resistente (ingen pCR) versus sensitive (pCR) pasientene, eller mellom de parede post- versus pre-NAC-prøvene avsløre kandidater involvert i resistens ("medfødt " og "ervervet stabil" henholdsvis), men ignorerer endringene som skjer under NAC som kan være reversible ("ervervet reversible") og ikke identifisert i den resekerte prøven (Echeverria GV, Sci Transl Med 2019), men bare identifiserbare ved analyse av serieprøver under NAC-kur, vanskelig og traumatisk i klinisk praksis.

Dette prosjektet tar sikte på å identifisere robuste kandidater for medikamentresistens hos BC-pasienter som er kvalifisert for NAC. Dens originalitet ligger på kombinasjonen av tre forskjellige og komplementære prospektive tilnærminger: fra molekylære analyser av biopsier tatt før og etter NAC, fra in vitro BC Patient-Derived Organoids (PDO) som etterligner pasientens respons på NAC, og fra Circulating Tumor Cells (CTCs) ) isolert før/under/etter NAC. Dette prosjektet vil kombinere de mest avanserte teknologiene (RNA- og DNA-sekvensering fra små mengder biologisk materiale, sjeldne undergrupper/encellet isolasjon og multi-omics-analyser) med innovative modeller (medikamenttesting på bryst-PDO, identifikasjon av reversibelt legemiddel- induserte endringer) og smart kombinasjon av robuste markører involvert i legemiddelresistens som alle er etablert og kjører i laboratoriet (jf. del B). De to siste punktene har først nylig blitt gjennomførbare takket være to nyere teknologiske fremskritt: brystkreft PDO-kulturer (Sachs N, et al. Celle. 2018) og CTCs isolasjon og karakterisering (Gkountela S, et al. Celle. 2019). Kort fortalt vil etterforskerne bruke serielle tumorbiopsier og blodprøver fra en kohort av BC-pasienter behandlet med NAC (Figur 1). Tumorbiopsier vil bli samlet inn før og etter NAC. De vil bli analysert ved hjelp av RNA-seq og målrettet-NGS (exome) tilnærminger for å fange opp forskjellene som følge av NAC hos pasienter med ulik patologisk respons. De vil også bli brukt til å generere BC PUD-modeller. PUD-modellene som er prediktive for NAC-respons vil bli utnyttet som relevante modeller for å undersøke NAC-resistens. Spesifikt vil etterforskere bruke disse modellene til å se på in vitro "ervervet reversible" medikamentinduserte resistensmekanismer (dvs. bare detekterbare under legemiddeleksponeringen). Blodprøver vil bli samlet før, under og etter NAC for å analysere CTC-er, og tar sikte på å identifisere "ervervet reversible" medikamentinduserte resistensmekanismer ex vivo, som etterforskerne kanskje ikke klarer å oppdage med kun før/etter NAC-prøver.

Så vidt vi vet, er dette første gang disse tre innovative tilnærmingene vil bli brukt sammen for å undersøke i dybden temaet "motstand" hos pasienter som får NAC. Styrken til denne kombinasjonen er å forutse forskjellige - ikke gjensidig utelukkende - situasjoner som kan oppstå ("medfødt", "ervervet stabil" og/eller "reversibel" medikamentindusert resistens). Hver tilnærming vil gi original, presis og spesifikk informasjon som vil bidra til å bygge et mer fullstendig svar på dette spørsmålet enn de spredte og ufullstendige dataene som for tiden er tilgjengelige i litteraturen.