Wieloomikowa analiza mechanizmów raka nerkowokomórkowego; Testowanie wrażliwości na leki w mikroguzach pochodzących od pacjentów opartych na komórkach

Tło i uzasadnienie: Rak nerkowokomórkowy (RCC) często wykazuje wewnątrzguźlicową heterogeniczność morfologiczną, często prezentując się jako odrębne liczne guzki w obrębie pojedynczej masy guza na przekroju.
Biologiczne i kliniczne znaczenie tej wieloguzkowej architektury pozostaje słabo poznane.
Hipotezuje się, że te guzki mogą reprezentować podpopulacje klonalne o unikalnych profilach genomowych, transkryptomicznych i funkcjonalnych, potencjalnie napędzające progresję guza i oporność na terapię.
Niniejsze badanie wykorzystuje zintegrowane podejście wieloomikowe i funkcjonalne testy leków, aby systematycznie rozszyfrować heterogeniczność międzysłuzkową i relacje ewolucyjne w obrębie RCC.

Główne cele:

Określenie krajobrazu komórkowego i genomowego różnych wewnątrzguźlicowych guzków w RCC przy użyciu sekwencjonowania RNA pojedynczych komórek (scRNA-seq), sekwencjonowania całego eksomu (WES) i transkryptomiki przestrzennej.
Wnioskowanie o potencjalnych klonalnych relacjach ewolucyjnych i dynamice nadrzędnej-podrzędnej między współistniejącymi guzkami.
Charakteryzacja zróżnicowanych profili wrażliwości na leki w modelach mikroguza pochodzącego od pacjenta (PTC) wyhodowanych z odrębnych guzków.
Integracja danych wieloomikowych z danymi odpowiedzi na lek w celu zbadania podstawowych mechanizmów oporności na leki.

Projekt badania i metody: Jest to jednoośrodkowe, prospektywne, podstawowe badanie naukowe.
Włączymy 10 pacjentów bez wcześniejszego leczenia z miejscowo zaawansowanym RCC (średnica guza ≥7 cm, z przerzutami do regionalnych węzłów chłonnych, ale bez przerzutów odległych) zakwalifikowanych do radykalnej nefrektomii.
Śródoperacyjnie lub bezpośrednio po resekcji, każdy makroskopowo wieloguzkowy guz zostanie przekrojony.
Z każdego preparatu zostaną zidentyfikowane trzy dominujące guzki (oznaczone T1, T2, T3 według wielkości).
Z każdego guzka zostaną pobrane cztery dopasowane próbki do: 1) scRNA-seq, 2) WES, 3) transkryptomiki przestrzennej oraz 4) wytworzenia trójwymiarowych modeli mikroguza z komórek nowotworowych pochodzących od pacjenta (PTC).

Analizy: Zostanie przeprowadzona bioinformatyczna integracja danych scRNA-seq, WES i przestrzennych w celu skonstruowania map składu komórkowego, zmian genetycznych i ich przestrzennego rozmieszczenia w guzkach.
Analiza trajektorii pseudoczasu zostanie zastosowana do wnioskowania o potencjalnych sekwencjach ewolucyjnych.
Modele PTC przejdą testy wrażliwości na leki ex vivo (np. na aksytynib, pembrolizumab i ich kombinację).
Zróżnicowane dane odpowiedzi zostaną skorelowane z cechami pochodzącymi z omiki (np. specyficzne allele mutantów, liczebności podtypów komórkowych, aktywności szlaków) w celu identyfikacji kandydatów na mechanizmy oporności.

Znaczenie: Jest to pierwsze badanie, które systematycznie bada wewnątrzguźlicową heterogeniczność guzkową w RCC na poziomie wieloomikowym w połączeniu z walidacją funkcjonalną.
Oczekuje się, że wyniki dostarczą nowych informacji na temat tumorogenezy i progresji RCC, potencjalnie ujawniając nowe biomarkery dla rokowania i cele terapeutyczne do pokonania oporności.