Multi-omics analyse av nyrecellet kreftmekanismer; Legemiddelfølsomhetstesting i pasientavledede cellebaserte mikrotumorer

Bakgrunn og rasjonalitet: Nyrecellekarsinom (RCC) viser ofte intratumor morfologisk heterogenitet, og fremstår ofte som distinkte multiple noduler innenfor en enkelt tumormasse på tverrsnitt.
Den biologiske og kliniske betydningen av denne multinodulære arkitekturen er fortsatt dårlig forstått.
Det er hypotetisert at disse nodulene kan representere klonale subpopulasjoner med unike genomiske, transkriptomiske og funksjonelle profiler, som potensielt driver tumorprogresjon og terapiresistens.
Denne studien benytter integrert multi-omics og funksjonell legemiddeltesting for å systematisk dechiffrere den inter-nodulære heterogeniteten og evolusjonære forholdene innenfor RCC.

Primære mål:

Å avgrense det cellulære og genomiske landskapet til forskjellige intratumorale noduler i RCC ved bruk av enkeltcelle RNA-sekvensering (scRNA-seq), hele-eksom-sekvensering (WES) og romlig transkriptomikk.

Å utlede de potensielle klonale evolusjonære forholdene og driver-underordnede dynamikker mellom sameksisterende noduler.

Å karakterisere de differensielle legemiddelfølsomhetsprofilene til pasientderiverte mikrotumor (PTC)-modeller etablert fra distinkte noduler.

Å integrere multi-omics-data med legemiddelresponsdata for å utforske underliggende mekanismer for legemiddelresistens.

Studiedesign og metoder: Dette er en single-center, prospektiv, grunnleggende vitenskapelig studie.
Vi vil inkludere 10 behandlingsnaive pasienter med lokalt avansert RCC (tumordiameter ≥7 cm, med regional lymfeknute-metastase men ingen fjernmetastase) planlagt for radikal nefrektomi.
Intraoperativt eller umiddelbart etter reseksjon vil hver grovt multinodulær tumor bli seksjonert.
Tre dominerende noduler (merket T1, T2, T3 etter størrelse) vil bli identifisert fra hvert prøve.
Fra hver nodul vil fire matchende prøver bli samlet for: 1) scRNA-seq, 2) WES, 3) romlig transkriptomikk, og 4) generering av 3D pasientderiverte tumorcelle (PTC) mikrotumormodeller.

Analyser: Bioinformatisk integrasjon av scRNA-seq, WES og romlige data vil bli utført for å konstruere kart over cellulær sammensetning, genetiske endringer og deres romlige distribusjon på tvers av noduler.
Pseudotid-trajektoranalyse vil bli anvendt for å utlede potensielle evolusjonære sekvenser.
PTC-modeller vil gjennomgå ex vivo legemiddelfølsomhetstesting (f.eks. mot axitinib, pembrolizumab og deres kombinasjon).
Differensiell responsdata vil bli korrelert med omics-deriverte trekk (f.eks. spesifikke mutante alleler, celleundertype-forekomster, stivelsesaktiviteter) for å identifisere kandidatresistensmekanismer.

Betydning: Dette er den første studien som systematisk undersøker intratumor nodulær heterogenitet i RCC på et multi-omics nivå kombinert med funksjonell validering.
Funn forventes å gi nye innsikter i RCC tumorgenese og progresjon, og kan potensielt avdekke nye biomarkører for prognose og terapeutiske mål for å overvinne resistens.