Выбор биодинамической химиотерапии Onco4D™ для пациентов с раком мочевого пузыря

ОБОСНОВАНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ: Продемонстрированная способность MCT точно оценивать ксенотрансплантаты опухоли может сделать его надежным методом стратификации опухоли у пациентов на основе прогнозируемого ответа на терапию, что может позволить выбрать лечение на основе личных потребностей отдельного пациента. Это исследование предназначено для оценки MCT в качестве анализа для прогнозирования химиочувствительности к лечению химиотерапевтическими агентами, обычно используемыми при неоадъювантном и адъювантном лечении рака мочевого пузыря. Если результаты этого исследования будут положительными, они послужат основой для расширенных клинических испытаний и использования МСТ при выборе терапии.

ПРЕДПОСЫЛКИ: Визуализация живых клеток стала стандартом для высококонтентного анализа и приложений для разработки лекарств. Наиболее распространенные анализы живых клеток включают анализы жизнеспособности, пролиферации и цитотоксичности, поскольку клеточная физиология и функция измеряются в ответ на применяемые возмущения ксенобиотиков. Анализы жизнеспособности клеток и тканей обычно измеряют с использованием экзогенных жизненно важных красителей в качестве биомаркеров целостности мембран или клеточной метаболической активности. Однако красители инвазивны, потенциально токсичны и часто требуют фиксации ткани или пермеабилизации мембран. Кроме того, общий формат анализа высокого содержания и проточной цитометрии требует изолированных клеток или клеток, распределенных на плоских твердых поверхностях. В изолированных клетках отсутствуют многие биологически значимые межклеточные связи и коммуникации, которые являются отличительными чертами здоровой ткани, а уплощенные клетки на пластинах имеют патологическую форму и анизотропные клеточные адгезии.

Открытие технологии, которая может предсказать ответ на терапию рака, является неотложной задачей. Несмотря на то, что существует множество технологий для оценки раннего ответа на лекарства ex vivo, потребность в проведении анализа жизнеспособности, цитотоксичности и пролиферации в трехмерных тканях или культурах становится все более актуальной, поскольку ответ на лекарство в 2D часто не совпадает с ответом на лекарство в биологических исследованиях. - актуальная трехмерная культура. Отчасти это связано с тем, что геномные профили не сохраняются в монослойных культурах. Было проведено несколько исследований, в которых отслеживалась экспрессия генов, связанных с выживанием, пролиферацией, дифференцировкой и устойчивостью клеток к терапии, которые по-разному экспрессируются в 2D-культурах по сравнению с трехмерными культурами. Например, клеточные линии эпителиального рака яичников, гепатоцеллюлярной карциномы или рака толстой кишки демонстрируют профили экспрессии, более похожие на профили опухолевых тканей при измерении в трехмерной культуре, но не при выращивании в 2D. Кроме того, трехмерная среда 3D-культуры представляет собой другую фармакокинетику, чем 2D-монослойная культура, и приводит к различиям в чувствительности к противораковым препаратам. Наконец, большинство современных технологий полагаются на деструктивную оценку конечной точки, что не позволяет проводить значимое лонгитюдное наблюдение за реакцией на терапию с течением времени.

Одной из основных проблем при переносе тестов на лекарственную реакцию в третье и четвертое измерения было найти средства для извлечения жизненно важной информации из глубоких (до миллиметра) внутренних тканей. Ткань полупрозрачна, и свет может распространяться диффузно на многие сантиметры. Кроме того, динамические движения живых клеток вызывают динамическое рассеяние света, вызывающее фазовые флуктуации в полях рассеянного света, которые можно измерить как динамические спеклы в диффузно отраженном от ткани свете. Это основа спектроскопии диффузных волн (DWS) и диффузионно-корреляционной спектроскопии (DCS), но этим методам не хватает разрешения по глубине. Мощным инструментом для характеристики распространения света в тканях является использование интерферометрии. Интерферометрическое обнаружение является основным процессом в оптической когерентной томографии (ОКТ), которая представляет собой метод точечного сканирования, подавляющий спекл, хотя декорреляция спеклов в данных ОКТ может предоставить информацию, аналогичную той, которую предоставляет DCS. Это использовалось для измерения внутриклеточной реологии и обнаружения динамических признаков апоптоза. Транспорт также можно обнаружить при клеточном разрешении с помощью фазово-контрастной микроскопии, но этот подход нельзя использовать в толстых тканях.

Доктор Нолти и его коллеги разработали тканевую динамическую визуализацию с объемным разрешением, в которой используются преимущества селективности по глубине низкокогерентной интерферометрии в сочетании с высоким контрастом спеклов в цифровой голографии с широким освещением. Этот метод называется контрастной томографией подвижности (MCT) и использует низкокогерентную цифровую голографию для проникновения до 1 миллиметра в живую ткань для измерения динамики спеклов от рассеяния света от динамического движения в живых клетках. Ранее он применялся в качестве анализа цитотоксичности для изучения эффективности антимитотических препаратов. По сути, технология работает путем профилирования «движения» клеточных органелл. Специфические изменения в движении органелл обнаруживаются очень рано в клетках, подвергающихся лечению химиотерапией, и могут быть использованы в качестве раннего предиктора ответа на химиотерапию.

MCT основан на оптической когерентной визуализации (OCI). OCI — это полнопольная голография с короткой когерентностью, которая собирает обратно рассеянные спеклы. С помощью когерентного стробирования OCI может оптически делать срезы ткани глубиной до 1 мм. MCT специально использует внутриклеточное движение в качестве эндогенного контраста, чтобы охарактеризовать субмикронное субклеточное движение внутри трехмерной живой ткани.

АНАЛИЗ ХЕМОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ РАКА EX VIVO МСТ ранее применяли для изучения эффективности антимитотических препаратов с использованием многоклеточных опухолевых сфероидов. При применении МСТ к опухолевым ксенотрансплантатам он также способен демонстрировать значительно различающийся ответ между двумя клеточными линиями при воздействии цисплатина. После применения препарата значение нормализованного стандартного отклонения (НСД) чувствительной к платине клеточной линии (А2780) падает с 0,7 до 0,1 через 8 часов. Напротив, значение NSD устойчивой к платине клеточной линии (A2780-CP70) остается почти постоянным (от 0,81 до 0,80) через 9 часов после применения препарата. Значение NSD нормальной ткани мыши, прикрепленной к ксенотрансплантату опухоли, снижается лишь немного (от 0,6 до 0,52) по сравнению с A2780.

В дальнейшем исследовании в ветеринарных клинических условиях МСТ использовалась для прогнозирования исхода у пациентов с неходжкинской лимфомой собак. Неходжкинские лимфомы собак изначально характеризуются опухолевой инфильтрацией периферических лимфатических узлов. Неходжкинские лимфомы собак различаются по своей клинической агрессивности и реакции на химиотерапию. Единственным современным биомаркером химиореактивности является иммунофенотип опухолевых клеток (т. Т-клеточное и В-клеточное происхождение), но химиореактивность сильно различается в пределах иммунофенотипа, что снижает клиническую полезность этого биомаркера. В нашем исследовании мы использовали MCT для измерения гетерогенного ответа биоптатов собачьей лимфомы на стандартный доксорубицин. Биодинамические признаки чувствительности к доксорубицину ex vivo коррелировали с исходом у собак. Эти исследования впервые продемонстрировали полезность немаркированных внутриклеточных биодинамических маркеров для прогнозирования терапевтической эффективности лечения рака у собак.

КОНКРЕТНЫЕ ЦЕЛИ Основная цель исследования состоит в том, чтобы изучить возможность использования МСТ в качестве анализа химиочувствительности у пациентов с раком мочевого пузыря, получающих неоадъювантную химиотерапию, путем сравнения моделей МСТ, соответствующих ответу на химиотерапию или резистентности ex vivo к подтвержденному ответу или резистентности к химиотерапии, измеренной с помощью оценки ответа. Критерии солидных опухолей (RECIST) v1.1.

ПЕРВИЧНАЯ КОНЕЧНАЯ ТОЧКА: объективный патологический ответ, измеренный во время операции.