Испытание Poly-ICLC в лечении рецидивирующих детских глиом низкой степени злокачественности (Poly-ICLC)

Предыстория/обоснование Заболеваемость первичными опухолями головного мозга у детей в США составляет около 1500 в год. Опухоли головного мозга являются наиболее распространенной солидной опухолью, диагностируемой в детстве, и, таким образом, являются причиной значительной детской смертности в Соединенных Штатах. Астроцитомы низкой степени злокачественности и глиомы являются наиболее частым типом опухоли головного мозга у детей (36% опухолей головного мозга у детей). Эти опухоли охватывают гетерогенный набор гистологических подтипов, включая: фибриллярные, протоплазматические, гемистоцитарные и смешанные варианты. Также включены пилоцитарные астроцитомы, плеоморфные ксантоастроцитомы и субэпендимальные гигантоклеточные астроцитомы. Кроме того, у маленьких детей есть несколько уникальных редких образований, которые ведут себя как опухоли низкой степени злокачественности, включая инфантильные десмопластические ганглиоглиомы и десмопластические астроцитомы. Хотя дети с астроцитомами низкой степени злокачественности часто выживают в течение многих лет после традиционного хирургического лечения, а иногда и лучевой терапии, у некоторых детей не все так хорошо. Эти опухоли составляют гетерогенную группу из-за разного расположения в головном мозге и различного биологического поведения разных подтипов. Для тех случаев, когда возможно полное удаление, таких как астроцитомы мозжечка, прогноз превосходный: десятилетняя выживаемость более 90% только при хирургическом удалении. Напротив, выживаемость детей с церебральными или диэнцефальными опухолями составляет 40-70% в течение пяти лет после облучения, но снижается до 11-50% в течение 10 лет (Mundigers, 1990). Однако некоторые опухоли могут быть нерезектабельными/частично резектабельными, а облучение может иметь нежелательные побочные эффекты у маленьких детей. В то время как наиболее значительный интеллектуальный дефицит возникает у детей младше 5 лет, получающих облучение черепа, дефицит, выявленный даже у молодых взрослых, требует увеличения возраста до 10 лет, чтобы избежать облучения. Схемы химиотерапии используются для пациентов с высоким риском (прогрессирующая опухоль, остаточная опухоль) как средство предотвращения или отсрочки облучения у молодых пациентов, но часто сообщают о побочных эффектах химиотерапии.

Новые формы эффективного лечения с меньшими побочными эффектами крайне необходимы при опухолях головного мозга у детей, особенно глиомах низкой степени злокачественности. Мы предлагаем изучить эффективность и токсичность поли-ICLC, модификатора биологического ответа у детей с глиомами низкой степени злокачественности.

ПРОТЕОМИКА

Текущий диагностический и терапевтический мониторинг пациентов с опухолью головного мозга значительно затруднен из-за ограниченного понимания биологии опухоли головного мозга и реакции на терапию. Большинство опухолей ЦНС не могут быть идентифицированы или сопровождаются экспрессией маркеров сыворотки или ЦСЖ. Однако, если такие маркеры будут доступны, они будут весьма желательны и могут быть использованы для:

• Обнаружение минимальной остаточной болезни
• Прогнозировать реакцию на конкретные таргетные терапии
• Предсказать или предвидеть прогрессирование опухоли
• Отличить рецидив опухоли от послеоперационных изменений или постлучевых изменений при нейровизуализации
• Дополнить существующие системы гистопатологической классификации
• Улучшить существующие схемы стратификации клинического и патологического лечения
• Оценить эффективность и ответ опухоли на конкретные биологические таргетные терапии, которые могут не влиять на размер опухоли в качестве первичной конечной точки опухоли (например, низкомолекулярные ингибиторы или антиангиогенные стратегии). Хотя такие маркеры могут быть полезны для прогнозирования, мониторинга и лечения всех опухолей ЦНС, его использование при глиальных опухолях, включая рецидивирующие астроцитомы низкой степени злокачественности, имеет решающее значение, поскольку эти опухоли часто подвергаются биопсии при поступлении, но не при рецидиве. Часто эти опухоли не поддаются полной резекции или биопсии из-за красноречия ткани головного мозга, в которую они инфильтрируют (например, глиомы зрительного пути, ствола мозга или гипоталамуса), или кровеносных сосудов, которые они окружают.

Биологический материал ЦНС в спинномозговой жидкости Глиальные опухоли имеют тенденцию к локальной диссеминации вдоль трактов белого вещества, а не через субарахноидальный посев. Распространение глиом низкой степени злокачественности вдоль субарахноидального пространства было зарегистрировано у детей с глиомами низкой степени злокачественности. Даже очаговые опухоли часто прилегают к ликворным путям (например, внутриножковая ямка, третий и четвертый желудочки), что приводит к прямому контакту между опухолевой тканью и спинномозговой жидкостью. Тем не менее, исследование цитологии ЦСЖ для этих опухолей не является стандартным. Учитывая ограничения идентификации опухолевых клеток в спинномозговой жидкости, необходимы методологии, которые могли бы улучшить наше понимание опухолей ЦНС всех типов. Это обеспечило бы значительное улучшение имеющихся в настоящее время знаний о биологии этих опухолей и могло бы пролить свет на потенциальные терапевтические возможности.

Протеомика, относительно новая область исследований, в которой анализируется общий белковый состав тканевого компартмента, успешно использовалась для идентификации новых биомаркеров в солидных опухолях (Zheng, 2003); (Khwaja, 2007). Поскольку белки являются эффекторами всех клеточных функций, их измерение должно представлять наиболее прямые средства клеточной характеристики и, следовательно, биологии опухоли. Поскольку клетки и их окружение существуют в интегрированном состоянии, стало возможным исследовать белки внеклеточных компартментов, чтобы оценить присутствие и влияние опухолевых клеток. Это было сделано в основном с использованием сыворотки или плазмы, чтобы установить метод скрининга на наличие опухолей низкой стадии. Аналогичным внеклеточным компартментом для использования при опухолях головного мозга может быть спинномозговая жидкость (ЦСЖ). Он циркулирует по всей ЦНС и обменивается белками с внеклеточной жидкостью головного и спинного мозга.

CSF непрерывно создается и реабсорбируется, обеспечивая стабильный протеом в реальном времени. В отличие от сыворотки, которая содержит очень сложную белковую смесь в диапазоне от белков с очень низким содержанием в диапазоне 10–30 пг/мл до белков с очень высоким содержанием в диапазоне 35–55 мг/мл, спинномозговая жидкость содержит менее сложную белковую смесь (Omenn, 2005). ).

Следовательно, спинномозговая жидкость с большей вероятностью будет содержать более высокие относительные концентрации опухолеспецифических белков (более высокое отношение сигнал/шум), чем сыворотка. В совокупности это делает CSF привлекательной альтернативой сыворотке для обнаружения биомаркеров, связанных с опухолью головного мозга. В отличие от лейкемии и многих солидных опухолей вне ЦНС, при которых легко выполняются серийные биопсии, опухоли ЦНС труднодоступны, кроме как во время первоначальной или повторной резекции или биопсии. Хотя исследования этих образцов дают важные данные о биологии опухоли, серийные анализы во время лечения нецелесообразны. В отличие от этого, ликвор у пациентов с опухолями легче брать у большинства педиатрических пациентов. С развитием протеомной технологии стало возможным исследование сигналов, связанных с опухолью, во время постановки диагноза посредством лечения, а затем в период ремиссии и/или во время рецидива или прогрессирования.

В то время как ЦСЖ для посева опухолей легко доступен и обычно берется для цитологии, систематическая оценка белков в этих образцах может иметь большое научное значение. В дополнение к выявлению потенциальных причин заболевания или реакции на терапию также можно оценить статус гликозилирования и фосфорилирования многих белков. Исследования опухолевой ткани показывают, что такая информация позволяет выявить активность различных ферментов, коррелирующих с ответом на лечение (Mellinghoff, 2005); (Helgi, 2005) или прогрессирование лептоменингеальных метастазов (Brandsma, 2006).

Протеомика Протеомика спинномозговой жидкости применялась для лечения многих неврологических заболеваний, включая болезнь Альцгеймера, боковой амиотрофический склероз, рассеянный склероз, острое повреждение головного мозга и болезнь Крейтцфельдта-Якоба (Rohlff, 2001).

Сообщения о его использовании в нейроонкологии ограничены, но демонстрируют потенциал этой технологии для эффективной идентификации биомаркеров опухоли. В одном исследовании использовался двумерный электрофорез в полиакриламидном (2-D) геле для измерения относительных количеств двух предварительно выбранных маркеров, N-Myc и l-CaD, в спинномозговой жидкости пациентов с опухолью головного мозга (Zheng, 2003). Другой использовал ELISA CSF для определения остеопонтина как предиктора AT/RT и коррелировал с ответом на терапию (Kao, 2005). Протеомика спинномозговой жидкости с использованием двумерного гель-электрофореза в сочетании с масс-спектроскопией и расщепляемой изотопной кодированной аффинной меткой (cICAT) была использована для оценки 60 образцов спинномозговой жидкости и жидкости опухолевых кист, взятых у взрослых с опухолями головного мозга и неопухолевого контроля. Эти методы использовались для поиска панели белков, дифференциально экспрессируемых в глиомах более низкой и более высокой степени злокачественности. Выводы были подтверждены с помощью вестерн-блоттинга восьми выбранных белков на основе предполагаемой роли в глиомогенезе и доступности антител. В этом отчете, который был принят к публикации в ожидании пересмотра, идентифицирован 21 потенциальный биомаркер ЦСЖ для астроцитомы.

Как упоминалось выше, есть данные о том, что глиомы диссеминируют через субарахноидальное пространство. В настоящее время существует несколько консорциумов, активно изучающих экспрессию белков в спинномозговой жидкости детей со злокачественными глиальными и эмбриональными опухолями (Консорциум по опухолям головного мозга у детей, Консорциум по экспериментальной терапии детской онкологии). Белки, опрашиваемые в этих протоколах, включают белки, участвующие в ангиогенезе и неоваскуляризации (EGF, VEGF и bFGF), белки, участвующие в росте и миграции опухоли (секретируемый белок с кислыми и богатыми цистеином доменами (SPARC), аттрактин). Нет консорциума, активно собирающего образцы спинномозговой жидкости у детей с опухолями более низкой степени злокачественности. Второстепенной целью этого исследования является изучение этих белков в спинномозговой жидкости детей с глиомами низкой степени злокачественности, у которых наблюдается опухолевая прогрессия. Сравнение экспрессии белка ЦСЖ в опухолях высокой и низкой степени злокачественности, вероятно, поможет идентифицировать биологические маркеры, специфичные для опухолевой прогрессии или опухолевой патологии.