BIOhabitater: Biologisk validering av vaskulære habitater innenfor astrocytom grad 4 på molekylært, cellulært og histopatologisk nivå (BIOhabitats)

Høygradig gliom (HGG) er den mest aggressive maligne primære hjernesvulsten hos voksne med en median overlevelsesrate på 12-15 måneder. Det har fortsatt en dårlig prognose til tross for aggressiv behandling, som inkluderer tumorreseksjon etterfulgt av kjemo-strålebehandlingssykluser. Tumorheterogeniteten mellom pasienter og intrapasienter er en av de ansvarlige faktorene for den høye aggressiviteten til solide ondartede svulster og deres motstand mot effektive terapier.

På grunn av den ekstremt komplekse og heterogene biologien til denne svulsten, fungerer ikke den samme behandlingen for alle tilnærminger godt i denne sykdommen, og standardbehandling er ikke alltid det beste alternativet, noe som krever presisjonsmedisin for å velge det beste terapeutiske alternativet øyeblikk til hver pasient. Dette krever kvantitativ medisinsk avbildning, pasientprofilering, prognoseestimering og forventet respons på behandling for objektiv beslutningstaking sammen med pasientbehandlingen.

Hemodynamic Tissue Signature (HTS)-metodikken, inkludert på ONCOhabitats-nettstedet (www.oncohabitats.upv.es), gir en automatisert uovervåket metode for å beskrive heterogeniteten til de forsterkende svulst- og ødemområdene når det gjelder den angiogene prosessen lokalisert i disse regionene. HTS vurderer 4 habitater i svulsten: 1) HAT-habitatet, som refererer til den høy angiogene forsterkende tumordelen av svulsten, 2) LAT-habitatet, som refererer til det mindre angiogene forsterkende tumorområdet i svulsten, 2) IPE. habitat, som refererer til det potensielt infiltrerte perifere ødemet, og 4) VPE-habitatet, som refererer til det vasogene perifere ødemet i svulsten (Juan-Albarracin et al, 2016). Perfusjonsavbildningsmarkører, slik som relativt cerebralt blodvolum, kan beregnes fra disse forskjellige vaskulære habitatene, og de har vist seg å være klinisk relevante for prognose. HTS-metodikken, så vel som den prognostiske kapasiteten til disse perfusjonsavbildningsmarkørene, har blitt validert med en retrospektiv multisenterstudie som inkluderte 184 høygradige gliompasienter fra 7 europeiske sentre.

Videre er det funnet relevante assosiasjoner mellom perfusjonsmarkørene og klinisk rutinemessige biomarkører, slik som IDH-mutasjon, MGMT-metylering (Fuster-Garcia et al, 2020), molekylær subtype eller mikrokarområde.

Tatt i betraktning disse lovende resultatene og, for å utvikle et beslutningsstøttesystem basert på pikselnivå kunstige intelligente modeller for å bestemme behandling ved høygradig gliom, er det nødvendig å utvikle en prospektiv studie og å validere på biologisk nivå de vaskulære habitatene definert av HTS metodikk.

De foreslåtte målene er basert på følgende hypotese:

I. Siden svulsten og ødemet HTS-habitatene (HAT, LAT, IPE og VPE) har vist seg å være forskjellige i forhold til deres hemodynamiske og vaskulære oppførsel, er hovedhypotesen at disse er habitater også er signifikant forskjellige ved vaskulær, vev, cellulært og molekylært nivå.

II. Signifikante assosiasjoner mellom perfusjonsavbildningsmarkørene beregnet med HTS-metodikken og både molekylære og histopatologiske markører (nyttig i prognose, overvåking og evaluering av terapier) er funnet i tidligere studier. Derfor er hypotesen at det eksisterer relevante assosiasjoner mellom avbildningsmarkørene og klinisk rutinemessige biomarkører, som molekylære og histopatologiske markører.

III. Foreløpige studier har vist assosiasjoner mellom perfusjonsavbildningsmarkørene og molekylære markører relatert til immunforsvaret/undertrykkelsen. I tillegg har tidligere arbeider vist at immun og genom korrelerer med respons på immunterapibehandlinger, slik som anti-PD-1, ved glioblastom. Derfor kan det være nyttig å finne korrelasjoner mellom disse immun- og genomiske signaturene med perfusjonsavbildningsmarkører for beslutningstaking og evaluering av immunterapier.

IV. Foreløpige retrospektive studier har vist robust assosiasjon mellom perfusjonsavbildningsmarkørene beregnet ved høye og lave angiogene habitater og pasientens totaloverlevelse. Disse robuste assosiasjonene mellom perfusjonsavbildningsmarkørene og overlevelsestider vil bli demonstrert med en prospektiv studie.