Utvikling og anvendelse av en ny digital array-PCR for akutt myeloid leukemi (AML)

Minimal restsykdom (MRD) refererer til tilstedeværelsen av kreftceller som er tilstede etter terapi og som ikke på annen måte kan påvises av kliniske funn, inkludert standard kliniske analyser og røntgenavbildning. Påvisning av MRD før det blir klinisk påvisbart gir mulighet til å gripe inn og optimere behandlingen, med mulighet for å kurere flere pasienter. Av de ovennevnte grunnene representerer påvisning av MRD gjennom evaluering av blodbaserte biomarkører et lovende område for å forbedre kliniske resultater hos pasienter med en rekke solide og flytende svulster. Ved flytende svulster som akutt lymfatisk leukemi (ALL), er MRD-vurdering allerede en del av rutinemessig klinisk praksis. MRD er sterkt korrelert med risiko for tilbakefall i ALL, og MRD-vurdering under og etter induksjonsterapi er en av de mest informative prognostiske markørene som er tilgjengelige. Av disse grunner indikerer National Comprehensive Cancer Network (NCCN) retningslinjer versjon 2.2020 at MRD-vurdering er en "essensiell komponent i pasientevaluering i løpet av sekvensiell terapi" for ALL, og det er >250 referanser til MRD i pediatriske og voksne ALLE NCCN-retningslinjer. Ved AML brukes MRD-vurdering rutinemessig i akademiske medisinske sentre. MRD er også sterkt assosiert med risiko for tilbakefall ved AML, og MRD-status er en sterk uavhengig prediktor for total overlevelse etter fullført behandling. AML NCCN-retningslinjene versjon 3.2020 indikerer det "ubestridelige behovet for overvåking", men ytterligere forbedringer er nødvendig for å gjøre MRD-overvåking hos pasienter med AML mer pålitelig. I denne studien vil vi bruke en ny svært multiplekset digital PCR-teknologi, digital array PCR (daPCR), for evaluering av MRD i AML som vil forbedre MRD-analysepåliteligheten samtidig som kostnadene og tid-til-resultatene reduseres.

For tiden inkluderer metoder for MRD-vurdering i AML flowcytometri for påvisning av avvikende immunfenotyper samt molekylære PCR- og neste generasjons sekvensering (NGS)-baserte analyser for å oppdage tilbakevendende AML-assosierte genetiske abnormiteter. Både flow- og molekylær MRD-vurdering har mye høyere sensitivitet enn morfologisk vurdering alene, med flowcytometri som har en nedre deteksjonsgrense mellom 10-4 til 10-5 og molekylære metoder mellom 10-3 for NGS-metoder til 10-5 for PCR-baserte metoder. Hver av de nåværende metodene har store begrensninger som hindrer bredere adopsjon i AML. Standard NGS-baserte metoder har utilstrekkelig sensitivitet og høye kostnader. Flowcytometri er en teknisk vanskelig metode som er utfordrende å standardisere, og en undergruppe av AML-tilfeller har ikke tilstrekkelig evaluerbare overflatemarkører til å tillate deteksjon. PCR-baserte metoder kan være svært følsomme, men hver analyse er for tiden rettet mot en enkelt tilbakevendende genetisk abnormitet (f.eks. PML/RARA-fusjon ved akutt promyelocytisk leukemi), og mange AML-tilfeller har ikke genetiske abnormiteter som er målrettet av gjeldende kliniske analyser. I motsetning til dette gir daPCR-teknologien vi foreslår å bruke i denne studien en høy gjennomstrømming, multiplekset plattform (24-96 varianter) med enestående dynamisk rekkevidde (>108), høy brukervennlighet, lave kostnader og rask behandlingstid. Fordi daPCR samtidig kan sondere for flere varianter, anslår vi at vår første analyse vil ha potensial til å oppdage og kvantifisere mengden av minst én AML-assosiert mutasjon i ~80% av AML-prøvene. Dette teknologiske fremskritt ville gi en reell løsning for å muliggjøre hyppig, dyp overvåking av terapeutisk respons hos pasienter med AML.