Próba poli-ICLC w leczeniu nawracających glejaków o niskim stopniu złośliwości u dzieci (Poly-ICLC)

Tło/uzasadnienie Częstość występowania pierwotnych guzów mózgu u dzieci w Stanach Zjednoczonych wynosi około 1500 rocznie. Guzy mózgu są najczęstszym guzem litym diagnozowanym w dzieciństwie i tym samym odpowiadają za znaczną śmiertelność wśród dzieci w Stanach Zjednoczonych. Gwiaździaki i glejaki niskiego stopnia są najczęstszym rodzajem guza mózgu wieku dziecięcego (36% guzów mózgu wieku dziecięcego). Guzy te obejmują heterogenny asortyment podtypów histologicznych, w tym: warianty włókniste, protoplazmatyczne, gemistocytowe i mieszane. Uwzględniono również gwiaździaki włosowate, żółtakogwiaździaki pleomorficzne i gwiaździaki podwyściółkowe olbrzymiokomórkowe. Ponadto u małych dzieci istnieje kilka unikalnych rzadkich jednostek, które zachowują się jak guzy o niskim stopniu złośliwości, w tym dziecięce zwoje desmoplastyczne i gwiaździaki desmoplastyczne. Chociaż dzieci z gwiaździakami o niskim stopniu złośliwości często przeżywają wiele lat po konwencjonalnym leczeniu chirurgicznym, a czasem radioterapii, niektóre dzieci nie radzą sobie tak dobrze. Guzy te stanowią heterogenną grupę ze względu na różne lokalizacje w mózgu i różne zachowania biologiczne różnych podtypów. W przypadku przypadków, w których możliwe jest całkowite wycięcie, takich jak gwiaździaki móżdżku, rokowanie jest doskonałe, z ponad 90% dziesięcioletnimi wskaźnikami przeżycia przy samym wycięciu chirurgicznym. W przeciwieństwie do tego, wskaźniki przeżycia u dzieci z guzami mózgu lub międzymózgowia wynoszą 40-70% po pięciu latach naświetlania, ale spadają do 11-50% po 10 latach (Mundigers, 1990). Jednak niektóre guzy mogą być nieoperacyjne/częściowo resekcyjne, a promieniowanie może mieć niepożądane skutki uboczne u małych dzieci. Podczas gdy najbardziej znaczące deficyty intelektualne występują u małych dzieci poniżej 5 roku życia leczonych napromienianiem czaszki, deficyty rozpoznane nawet u młodych dorosłych uzasadniają wydłużenie wieku do 10 lat w celu uniknięcia promieniowania. Schematy chemioterapii są stosowane u pacjentów wysokiego ryzyka (guz postępujący, guz resztkowy) jako sposób na uniknięcie lub opóźnienie radioterapii u młodych pacjentów, ale często zgłaszane są skutki uboczne chemioterapii.

Nowsze formy skutecznego leczenia, które będą miały mniejsze skutki uboczne, są bardzo potrzebne w przypadku guzów mózgu wieku dziecięcego, zwłaszcza glejaków o niskim stopniu złośliwości. Proponujemy zbadanie skuteczności i toksyczności poli-ICLC, modyfikatora odpowiedzi biologicznej u dzieci z glejakami o niskim stopniu złośliwości.

PROTEOMIA

Obecne monitorowanie diagnostyczne i terapeutyczne pacjentów z guzem mózgu jest znacznie utrudnione ze względu na ograniczone zrozumienie biologii guza mózgu i odpowiedzi na terapię. Większości guzów OUN nie można zidentyfikować ani określić ekspresji markerów w surowicy lub płynie mózgowo-rdzeniowym. Jeśli jednak takie znaczniki byłyby dostępne, byłyby wysoce pożądane i można by je wykorzystać do:

• Wykrywanie minimalnej choroby resztkowej
• Przewiduj odpowiedź na określone terapie celowane
• Przewidzieć lub przewidzieć progresję nowotworu
• Odróżnij nawrót guza od zmian pooperacyjnych lub zmian popromiennych na neuroobrazowaniu
• Rozszerz obecne systemy klasyfikacji histopatologicznej
• Popraw aktualne schematy stratyfikacji leczenia klinicznego i patologicznego
• Ocena skuteczności i odpowiedzi guza na określone biologiczne terapie celowane, które mogą nie wpływać na rozmiar guza jako główny punkt końcowy guza (np. inhibitory drobnocząsteczkowe lub strategie antyangiogenne). Chociaż takie markery byłyby przydatne do prognozowania, monitorowania i leczenia wszystkich guzów OUN, jego zastosowanie w guzach glejowych, w tym nawracających gwiaździakach niskiego stopnia, ma kluczowe znaczenie, ponieważ guzy te są często poddawane biopsji podczas prezentacji, ale nie przy nawrocie. Często te guzy nie nadają się do całkowitej resekcji lub biopsji ze względu na elokwencję tkanki mózgowej, którą naciekają (np. Droga wzrokowa, glejak pnia mózgu lub podwzgórza) lub naczyń krwionośnych, które otaczają.

Materiał biologiczny CNS w guzach glejowych płynu mózgowo-rdzeniowego ma tendencję do rozprzestrzeniania się lokalnie wzdłuż dróg istoty białej, a nie przez wysiew podpajęczynówkowy. U dzieci z glejakami o niskim stopniu złośliwości odnotowano rozprzestrzenianie się glejaków niskiego stopnia wzdłuż przestrzeni podpajęczynówkowej. Nawet guzy ogniskowe często sąsiadują ze ścieżkami płynu mózgowo-rdzeniowego (np. dół śródkonarowy, komora trzecia i czwarta), co powoduje bezpośredni kontakt między tkanką nowotworową a płynem rdzeniowym. Jednak badanie cytologiczne płynu mózgowo-rdzeniowego w kierunku tych guzów nie jest standardem. Biorąc pod uwagę ograniczenia identyfikacji komórek nowotworowych w płynie mózgowo-rdzeniowym, potrzebne są metodologie, które mogłyby poprawić naszą wiedzę na temat guzów OUN wszystkich typów. Zapewniłoby to znaczną poprawę obecnie dostępnej wiedzy na temat biologii tych nowotworów i mogłoby wyjaśnić potencjalne drogi terapeutyczne.

Proteomika, stosunkowo nowa dziedzina badań, w której analizuje się całkowity dopełniacz białkowy kompartmentu tkankowego, została z powodzeniem wykorzystana do identyfikacji nowych biomarkerów w guzach litych (Zheng, 2003); (Khwaja, 2007). Ponieważ białka są efektorami wszystkich funkcji komórkowych, ich pomiar powinien stanowić najbardziej bezpośredni sposób charakteryzowania komórek, a tym samym biologii guza. Ponieważ komórki i ich środowisko istnieją w stanie zintegrowanym, możliwe było zbadanie białek kompartmentów pozakomórkowych w celu oceny obecności i wpływu komórek nowotworowych. Dokonano tego głównie przy użyciu surowicy lub osocza w celu ustalenia metody badań przesiewowych na obecność guzów o niskim stopniu zaawansowania. Analogicznym kompartmentem zewnątrzkomórkowym do stosowania w guzach mózgu byłby płyn mózgowo-rdzeniowy (CSF). Krąży w OUN i wymienia białka z płynem zewnątrzkomórkowym mózgu i rdzenia kręgowego.

Płyn mózgowo-rdzeniowy jest stale tworzony i ponownie wchłaniany, zapewniając proteom w stanie ustalonym w czasie rzeczywistym. W przeciwieństwie do surowicy, która zawiera wysoce złożoną mieszaninę białek, od białek o bardzo małej zawartości w zakresie 10-30 pg/ml do bardzo obfitych białek w zakresie 35-55 mg/ml, płyn mózgowo-rdzeniowy zawiera mniej złożoną mieszaninę białek (Omenn, 2005 ).

W związku z tym jest bardziej prawdopodobne, że płyn mózgowo-rdzeniowy będzie zawierał wyższe względne stężenia białek specyficznych dla nowotworu (wyższy stosunek sygnału do szumu) niż surowica. Podsumowując, sprawia to, że płyn mózgowo-rdzeniowy jest atrakcyjną alternatywą dla surowicy do wykrywania biomarkerów związanych z guzem mózgu. W przeciwieństwie do białaczki i wielu guzów litych poza OUN, gdzie łatwo wykonuje się seryjne biopsje, guzy OUN nie są łatwo dostępne poza momentem wstępnej lub powtórnej resekcji lub biopsji. Podczas gdy badania tych próbek dostarczają ważnych ustaleń dotyczących biologii guza, seryjne analizy podczas leczenia nie są uzasadnione. Z kolei płyn mózgowo-rdzeniowy pacjentów z nowotworem można łatwiej pobrać u większości pacjentów pediatrycznych. Wraz z rozwojem technologii proteomicznej możliwe jest badanie sygnałów związanych z nowotworem w momencie diagnozy poprzez leczenie, a następnie w okresie remisji i/lub w czasie nawrotu lub progresji.

Chociaż CSF do wysiewu guzów jest łatwo dostępny i rutynowo uzyskiwany do cytologii, systematyczna ocena białek w tych próbkach może mieć duże znaczenie naukowe. Oprócz identyfikacji potencjalnych twórców choroby lub odpowiedzi na terapię, można również ocenić stan glikozylacji i fosforylacji wielu białek. Badania tkanki nowotworowej pokazują, że takie informacje ujawniają aktywność różnych enzymów, które korelują z odpowiedzią na leczenie (Mellinghoff, 2005); (Helgi, 2005) lub progresji przerzutów do opon mózgowo-rdzeniowych (Brandsma, 2006).

Proteomika Proteomika płynu mózgowo-rdzeniowego została zastosowana do wielu zaburzeń neurologicznych, w tym choroby Alzheimera, stwardnienia zanikowego bocznego, stwardnienia rozsianego, ostrego uszkodzenia mózgu i choroby Creutzfeldta-Jakoba (Rohlff, 2001).

Doniesienia o jej zastosowaniu w neuroonkologii są ograniczone, ale wskazują na potencjał tej technologii do skutecznej identyfikacji biomarkerów nowotworowych. W jednym badaniu zastosowano dwuwymiarową elektroforezę w żelu poliakryloamidowym (2-D) do pomiaru względnych ilości dwóch wcześniej wybranych markerów, N-Myc i l-CaD, w płynie mózgowo-rdzeniowym pacjentów z guzem mózgu (Zheng, 2003). Inny zastosował test ELISA płynu mózgowo-rdzeniowego w celu zidentyfikowania Osteopontyny jako predyktora AT/RT i korelacji z odpowiedzią na terapię (Kao, 2005). Proteomika płynu mózgowo-rdzeniowego z wykorzystaniem elektroforezy żelowej 2-D w połączeniu ze spektroskopią mas i rozszczepialnym znacznikiem powinowactwa z kodowanym izotopem (cICAT) została wykorzystana do oceny 60 próbek płynu mózgowo-rdzeniowego i płynu z torbieli nowotworowych pobranych od dorosłych z guzami mózgu i kontroli nienowotworowych. Techniki te wykorzystano do znalezienia panelu białek ulegających zróżnicowanej ekspresji w glejakach o niższym i wyższym stopniu złośliwości. Wyniki potwierdzono za pomocą analizy Western Blot, sondując osiem wybranych białek w oparciu o domniemaną rolę w gliomagenezie i dostępność przeciwciał. W tym raporcie, który został przyjęty do publikacji w oczekiwaniu na poprawki, zidentyfikowano 21 potencjalnych biomarkerów CSF dla gwiaździaka.

Jak wspomniano powyżej, istnieją dowody na to, że glejaki rozprzestrzeniają się przez przestrzeń podpajęczynówkową. Obecnie istnieje kilka konsorcjów, które aktywnie badają ekspresję białek w płynie mózgowo-rdzeniowym dzieci ze złośliwymi guzami glejowymi i zarodkowymi (Pediatric Brain Tumor Consortium, Pediatric Oncology Experimental Therapeutics Consortium). Białka badane w tych protokołach obejmują białka zaangażowane w angiogenezę i neowaskularyzację (EGF, VEGF i bFGF), białka zaangażowane we wzrost i migrację guza (wydzielane białko z domenami kwasowymi i bogatymi w cysteinę (SPARC), atraktyna). Nie ma konsorcjum aktywnie pobierającego próbki płynu rdzeniowego od dzieci z guzami niższego stopnia. Drugim celem tego badania jest zbadanie tych białek w płynie mózgowo-rdzeniowym dzieci z glejakami niskiego stopnia, u których wystąpiła progresja nowotworu. Porównanie ekspresji białek płynu mózgowo-rdzeniowego w guzach o wysokim i niskim stopniu złośliwości może pomóc w identyfikacji biologicznych markerów specyficznych dla progresji nowotworu lub patologii nowotworu.