用于胶质母细胞瘤药物筛选的患者衍生类器官 (GlioPDO)
患者衍生类器官的开发和表征作为筛选多形性胶质母细胞瘤新型治疗方法的平台
研究概览
地位
详细说明
来自肿瘤手术活检的患者衍生类器官 (PDO) 是一种创新工具，用于测试个体患者对特定治疗策略的反应。 类器官是由器官特异性和自组织细胞组成的三维 (3D) 结构，可以在培养物中维持和繁殖。 迄今为止，已经从多种癌症类型中建立了 PDO，包括前列腺癌、卵巢癌和乳腺癌。 胶质母细胞瘤 PDO 也已被生产出来，并且它们被证明在突变水平以及基因表达谱和细胞异质性方面保持了其亲本肿瘤的特征。 由于它们比 GBM 细胞系更好地概括了原始肿瘤的特征，因此它们代表了个性化医疗方法的重要进步。 因此，胶质母细胞瘤 PDO 代表了用于药物筛选、CAR-T 细胞测试和在模型模型中生成脑原位异种移植物的有用的临床前模型。 从这个角度来看，PDO 提供了一个机会，可以更好地表征胶质母细胞瘤患者的分子异质性，并在模仿亲本肿瘤遗传特性的背景下测试新的治疗策略。
免疫疗法正在成为某些癌症类型的强大抗癌方法。 免疫疗法利用免疫系统识别非自身抗原的能力来瞄准并摧毁癌细胞。 免疫检查点抑制剂（例如 抗 PD-1 和抗 CTLA-4 单克隆抗体）被证明对表现出高突变负荷的肿瘤（例如黑色素瘤）有效。 不幸的是，胶质母细胞瘤的突变负担较低，导致产生少量新抗原。 此外，胶质母细胞瘤具有高度异质性，这意味着并非所有患者都产生相同的抗原。 因此，通过开发针对多种新抗原的免疫疗法以及将新抗原识别策略与免疫检查点阻断抑制剂相结合，可以实现更高的益处。 从这个角度来看，通过DNA去甲基化剂激活胶质母细胞瘤中通常沉默的转座元件（TE）转录的表观遗传调控可以增强新抗原的产生并触发特异性免疫反应。
在大多数成体细胞中，TE 的转录水平较低或不存在，而在胚胎发育、干细胞以及肿瘤中，TE 的转录则更为活跃。 肿瘤中 TE 的去抑制是通过 TE 位点的多种表观遗传变化而发生的，包括 DNA 去甲基化和组蛋白去乙酰化。 这两种表观遗传变化都可能与肿瘤发生相关，导致不同程度的表观遗传失调。 与健康组织相比，TE 在肿瘤中过度表达，促使人们寻找癌症中的抗 TE T 细胞反应。 蛋白质组学方法已经鉴定出肿瘤特异性的非规范开放阅读框 (ORF)，这些开放阅读框编码由肿瘤细胞上的人类白细胞抗原 (HLA)-I 分子呈递的肽。 大多数已鉴定的肽源自非编码基因组区域。 有趣的是，其中一些潜在的肿瘤特异性抗原在多个患者中被发现，并且可以在体外或小鼠模型中诱导免疫反应。 我们最近在 SOD1 基因位点 (SOD1-DT) 的反义方向上表征了一个长非编码 RNA (lncRNA)，其中包含多个转座元件。 其中一些（LTR 和 Alu）含有 ORF，可能编码不同的表位。 通过对这些元件进行计算机翻译，我们鉴定了与已测试为 GBM 特异性癌症免疫疗法靶标的表位相对应的肽。 然而，这些转座元件的 DNA 序列在神经组织和 U87 GBM 细胞系中高度甲基化（数据来自 Genome Browser）。 我们将重点研究属于 LTR12C 家族的 TE，因为它们已被证明可充当增强子样和启动子样元件，以组织特异性方式塑造转录组学景观。 已经证明，DNMTi 和 HDACi 处理不会改变典型基因的表达，而是诱导 LTR 的从头转录，进而驱动特定基因的表达。 除了产生表位之外，通过激活特定的 LTR，还可以激活与其相连的基因。 值得注意的是，LTR12C 被确定为促凋亡基因（如 TP63 和 TNFRSF10B）的调节因子。 因此，所提出的策略可以代表一种普遍适用的方法，以受控方式产生促凋亡基因和免疫原性表位，确保非常具体的结果。
新表位的另一个潜在来源是剪接缺陷。 剪接是前信使 RNA (mRNA) 成熟的基本步骤，由称为剪接体的大型大分子机器操作。 剪接体去除内含子并连接前体 mRNA 的侧翼外显子，产生成熟的 mRNA。 细胞利用许多外显子的调节选择性剪接（AS）从单个基因产生多种蛋白质亚型。 然而，改变的剪接程序通常在癌细胞中失调，从而对包括脑肿瘤在内的肿瘤产生可操作的脆弱性。 对原发性和复发性 GBM 以及非恶性脑组织数据集的分析发现，AS 事件在 GBM 中受到不同的调节，并且可以转化为新表位。 这些结果表明剪接调节可以代表胶质母细胞瘤的有效治疗策略。 事实上，抑制 GBM 细胞中的精氨酸甲基转移酶 PRMT5 会导致剪接失调，并导致体内和体外内含子保留增加和细胞衰老。 此外，PRMT5 在保存 GSC 方面发挥着作用，而 GSC 是肿瘤自我更新所必需的。 最近，研究表明，剪接的药理抑制会产生剪接衍生的免疫原性新表位，这些新表位由肿瘤细胞上的 MHC-I 呈递，并在体内诱导 T 细胞免疫应答。 另一个潜在的治疗靶点是剪接因子 3b 亚基 1 (SF3B1)，它是剪接机制的核心成分，在 GBM 中过度表达。 总而言之，这些结果支持了研究 DNA 去甲基化剂和剪接抑制剂在胶质母细胞瘤 PDO 和 GSC 中的作用的基本原理，以确定合适的候选者，为这种疾病开发新的治疗策略。
上述方法将应用于前瞻性入组的接受胶质母细胞瘤神经外科手术的患者。 神经球培养物和 PDO 将从原发性肿瘤组织中建立。 将应用药物筛选和细胞操作来诱导 TE 表达并调节剪接。 体外测试的结果将与肿瘤分子特征、治疗反应和患者总体结果相关。
研究类型
注册 (估计的)
阶段
- 不适用
联系人和位置
学习联系方式
- 姓名：Alessandro Olivi, M.D.
- 电话号码：+390630154120
- 邮箱：alessandro.olivi@policlinicogemelli.it
研究联系人备份
- 姓名：Q. Giorgio D'Alessandris, M.D.
- 电话号码：+390630155414
- 邮箱：quintinogiorgio.dalessandris@policlinicogemelli.it
学习地点
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Rome、意大利、00168
- Fondazione Policlinico Universitario Agostino Gemelli IRCCS
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接触：
- Alessandro Olivi, M.D.
- 电话号码：+390630154120
- 邮箱：alessandro.olivi@policlinicogemelli.it
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接触：
- Claudio Sette, Ph.D.
- 电话号码：+390630154915
- 邮箱：claudio.sette@unicatt.it
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副研究员：
- Camilla Bernardini, Ph.D.
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副研究员：
- Giuseppe M Della Pepa, M.D.
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副研究员：
- Q. Giorgio D'Alessandris, M.D.
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参与标准
资格标准
适合学习的年龄
- 成人
- 年长者
接受健康志愿者
描述
纳入标准：
- 接受胶质母细胞瘤切除神经外科手术的成年患者，IDH-野生型
排除标准：
- 针吸活检
- 年龄<18岁
- 无法给予知情同意
- GBM 以外的肿瘤疾病的脑部手术
- 既往新辅助化疗或放疗
学习计划
研究是如何设计的？
设计细节
- 主要用途：治疗
- 分配：不适用
- 介入模型：单组作业
- 屏蔽：无（打开标签）
武器和干预
参与者组/臂 |
干预/治疗 |
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实验性的：PDO臂
来自入组患者的肿瘤组织将被收集并用于生成 PDO。
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如果有的话，将分配大约 2-3 cm3 的组织用于研究。
标本将分为三部分（取决于活检的体积）并用于： a) 根据既定程序获取 PDO（Chadwick 等人，2020 年；Gamboa 等人，2021 年）； b) 速冻用于原始组织的分子分析； c) 用于通过流式细胞仪细胞分选分离 GSC。
仅使用具有与原发肿瘤的组织学和分子一致性特征的 PDO。
经常与 GBM 发病和进展相关的基因的突变状态将在 PDO 中进行分析，并与来自肿瘤 DNA 的数据进行比较，以评估它们对原始肿瘤遗传异质性的表征。
这些研究将使我们能够建立可靠的程序来体外建立 GBM 临床前模型。
代表不同GBM分子亚型的PDOS和GSC将用表观遗传调节剂，剪接体抑制剂或间接靶向拼接机械的药物（例如PRMT5抑制剂）处理。
当单独或与标准化学疗法结合使用时，这些药物将测试它们抑制生长和/或诱导细胞死亡的能力。
此外，研究人员将执行RNA测序实验，以识别由治疗引起的TE衍生的转录本和剪接变体。
通过采用在我们的实验室（Pieraccioli和Sette，未发表）中开发的计算管道，研究人员还将表征由治疗诱导的TE衍生的转录本和剪接变体编码的Neopitopes的MHC-I和免疫原性的亲和力。
这些分析的结果将允许鉴定新的新皮特，用于设计免疫疗法方法。
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研究衡量的是什么？
主要结果指标
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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组织病理学 PDO 和肿瘤评估
大体时间：从入学到36个月
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PDO 与原发肿瘤的组织病理学相似性将被半定量地评定（0-10）。 PDO 治疗的功效将使用死亡细胞的百分比来评估。 |
从入学到36个月
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次要结果测量
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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组织病理学初次和复发性 PDO 评估。
大体时间：从入学到36个月
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原发性和复发性肿瘤产生的 PDO 的组织学相似性将被半定量评定 (0-10)。
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从入学到36个月
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合作者和调查者
调查人员
- 首席研究员：Alessandro Olivi, M.D.、Fondazione Policlinico Universitario Agostino Gemelli IRCCS
- 首席研究员：Claudio Sette, PhD、Fondazione Policlinico Universitario Agostino Gemelli IRCCS
研究记录日期
研究主要日期
学习开始 (估计的)
初级完成 (估计的)
研究完成 (估计的)
研究注册日期
首次提交
首先提交符合 QC 标准的
首次发布 (实际的)
研究记录更新
最后更新发布 (实际的)
上次提交的符合 QC 标准的更新
最后验证
更多信息
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