Ramy pobierania tkanek w celu poprawy wyników w przypadku guzów litych

Każdego roku w Wielkiej Brytanii u około 320 000 pacjentów diagnozuje się jakąś postać nowotworu. Pomimo ulepszonych terapii połowa tych pacjentów nadal umiera z powodu swojej choroby, zwykle po niepowodzeniu leczenia przeciwnowotworowego. Dotychczas mechanizmy lekooporności, a także czynniki determinujące toksyczność leczenia, która różni się znacznie u poszczególnych pacjentów, są słabo poznane. Ostatnie postępy w technikach profilowania molekularnego umożliwiają kompleksowe badanie dużej liczby genów, transkryptów i białek, które mogą ulec zmianie i przyczynić się do progresji i lekooporności w tkankach nowotworowych.

Technologie te, w tym ekspresja RNA w całym genomie i profilowanie metylacji oraz sekwencjonowanie DNA, można wykorzystać do szczegółowej analizy przyczyn oporności na leki przeciwnowotworowe, a informacje te można następnie wykorzystać do opracowania lepszych leków przeciwnowotworowych, które zapobiegają oporności lub ją przezwyciężają, a także przedłużają przeżycie pacjentów. Co więcej, badania molekularne mogą pomóc w zrozumieniu, dlaczego u niektórych pacjentów podczas leczenia lekami dobrze tolerowanymi przez większość pacjentów rozwijają się nadmierne objawy toksyczności. Może to pomóc w opracowaniu testów pozwalających przewidzieć, którzy pacjenci nie będą tolerować określonego leku.

Co ważne, niedawno wykazaliśmy, że poszczególne nowotwory ludzkie mogą zawierać wysoce heterogenne populacje komórek nowotworowych, na przykład komórki nowotworowe o dobrym i złym rokowaniu w obrębie tego samego guza. Ta heterogeniczność wewnątrz guza mogła w przeszłości utrudniać identyfikację markerów wrażliwości na leki lub agresywności nowotworu, ponieważ biopsje pojedynczego guza prawdopodobnie nie ujawnią tej złożoności. Dlatego w naszym projekcie wykorzystujemy nasze ustalone protokoły pobierania próbek do kompleksowego pobierania próbek chirurgicznych. Umożliwi to analizę heterogeniczności wewnątrzguzowej i jej wpływu na wynik leczenia, co jest pilną potrzebą kliniczną.

Tkanki nowotworowe mogą również zmieniać swoje właściwości molekularne z biegiem czasu, na przykład podczas leczenia, co wymaga podłużnego pobierania próbek tkanek i krwi w celu zrozumienia, w jaki sposób rozwija się oporność na leczenie. My i inni wykazaliśmy niedawno, że próbki krwi można wykorzystać do uzyskania informacji o progresji nowotworu bez konieczności wykonywania ponownych biopsji (Gerlinger, niepublikowane wyniki oraz Forshew i in. Sci Transl Med 2012, 4:136ra68). Naszym celem jest regularne pobieranie próbek krwi, z których można ekstrahować DNA nowotworu i komórki nowotworowe oraz badania jako substytut zmian nowotworowych. Podsumowując, wieloregionowe pobieranie próbek nowotworów podczas operacji i podłużne monitorowanie zmian molekularnych w czasie powinny dostarczyć kluczowych informacji na temat heterogeniczności nowotworu i ewolucji nowotworu, które mają kluczowe znaczenie dla progresji i oporności na leki.

Zrozumienie mechanizmów progresji nowotworu wymaga również wykorzystania w laboratorium systemów modeli raka, a w tym celu powszechnie wykorzystuje się ustalone linie komórek nowotworowych. Takie linie komórkowe często przystosowywały się do środowiska laboratoryjnej hodowli tkankowej, które z biegiem czasu zmieniało swoje właściwości. Dlatego często zachowują się inaczej niż komórki wyizolowane bezpośrednio z próbek świeżych nowotworów, co utrudnia ich wykorzystanie do identyfikacji celów leku i mechanizmów oporności. Aby obejść to ograniczenie, pobrane tkanki wykorzystamy również do izolacji komórek nowotworu pierwotnego i komórek zrębowych oraz do przechowywania ich w laboratorium przez ograniczony czas. Zapewni to możliwość bardziej szczegółowego zbadania charakterystyki nowotworu i zapobiegnie wyciąganiu fałszywych wniosków, które mogą wynikać z artefaktów, których nie można uniknąć w długoterminowej hodowli tkankowej.

Łącznie wysiłki te powinny poprawić naszą wiedzę na temat ewolucji nowotworu w czasie i ujawnić niektóre mechanizmy umożliwiające nowotworom rozprzestrzenianie się po organizmie i rozwój oporności na leki przeciwnowotworowe. Będzie to znacząca poprawa w porównaniu z tradycyjnymi podejściami, które najprawdopodobniej nie pozwoliły zidentyfikować mechanizmów progresji nowotworu i niepowodzeń leczenia, ponieważ opierały się na pojedynczych biopsjach, pomijając heterogenne zmiany w poszczególnych nowotworach i zmiany zachodzące w czasie (dalsze informacje: patrz Gerlinger i in. (NEJM, marzec 2012) oraz Yap i wsp. (Sci Transl Med, marzec 2012).