Využití fluidní biopsie v predikci a monitoraci léčebné odpovědi na multimodální terapii u pacientů s gliomy centrálního nervového systému
Ing. Et Ing. Jiří Polívka, Ph.D.
Neurologická klinika
Popis projektu
Úvod: Optimalizace péče o nemocné s primárními nádory CNS - gliomy s využitím pokročilých metodik molekulární patologie a biomarkerů (analýza nádorové DNA, nekódujících RNA, monitorace efektu léčby minimálně invazivním přístupem tekuté biopsie, nádorové markery).
Cíl: 1) Systematické stanovování biomarkerů gliomů vycházejících z aktuální WHO klasifikace nádorů CNS (např. mutace IDH 1/2, přítomnost kodelece 1p/19q, mutace H3K27, mutace a fůze BRAF) a jejich korelace s klinicko-patologickými parametry (histolopatologický typ, lokalizace nádoru, doba do recidivy nádoru po operaci „disease free survival“, doba celkového přežití „overall survival“).
2) Ověření prognostického a prediktivního významu nových perspektivních biomarkerů gliomů vycházejících z průběžných aktualizací publikovaných konsorciem cIMPACT-NOW (the Consortium to Inform Molecular and Practical Approaches to CNS Tumor Taxonomy).
3) Stanovení specifického personalizovaného mutačního profilu z resekované tkáně nádoru konkrétního pacienta. Ověření prognostického a prediktivního významu nalezených mutací ve vztahu k použité chemo/radioterapii.
4) Monitorace efektu aplikované léčby za pomoci detekce a kvantifikace specifických mutací (bod 4) v cirkulující nádorové DNA (ctDNA) v sekvenčně odebraných vzorcích plazmy/mozkomíšním moku v průběhu jednotlivých cyklů chemo/radioterapie.
5) Predikce efektu radioterapie na základě hladin exprese vybraných nekódujících RNA stanovených v resekované tkáni nádoru a v plazmě/mozkomíšním moku.
6) Predikce efektu chemoterapie na základě hladin exprese vybraných nekódujících RNA stanovených v resekované tkáni nádoru a v plazmě/mozkomíšním moku.
7) Ověření role identifikovaných nekódujících RNA (cíle 1 a 2) v procesu chemo/radio rezistence na modelu gliomových buněčných linií.
8) Stanovení expresních profilů nekódujích RNA specifických pro high grade a low grade gliomy v nádorové tkáni.
9) Prokázání možnosti odlišit high grade a low grade gliomy na základě identifikovaných specifických profilů nekódujích RNA (bod 8) stanovených také v plazmě/mozkomíšním moku.
10) Hodnocení prognostického významu exprese nekódujích RNA v resekované tkáni nádoru a v plazmě/mozkomíšním moku.
Metodika: Skupiny nemocných (charakteristika a reálné počty nemocných, ev. kontrolní skupiny) Soubor 120 až 150 nemocných s gliovými nádory CNS různých typů (difúzní a anaplastické astrocytomy, glioblastom, difúzní a anaplastické oligodendrogliomy, ependymomy) léčených ve FN Plzeň v průběhu řešení projektu.
Odběry periferní krve a mozkomíšního moku Histopatologické metody pro zpracování resekované nádorové tkáně, IHC, FISH Izolace RNA/DNA z FFPE vzorků/nativní zamražené nádorové tkáně, plazmy a mozkomíšního moku. Stanovení mutačního profilu nádoru metodikou NGS. Stanovení a sledování změn mutací proto-onkogenů a tumor-supresorových genů ve vzorcích plazmy a mozkomíšního moku metodikou ddPCR. Stanovení profilu nekódujících RNA v nádoru, vzorcích plazmy a mozkomíšního moku metodikou microarray miRNA. Stanovení biomarkerů gliomů v nádorové tkáni metodikami RT-PCR (mutace IDH1/2), FISH (kodelece 1p/19q), Imunohistochemie (ATRX).
Genetické metody testování – izolace DNA+RNA, ddPCR, NGS, microarray miRNA, RT-PCR
Očekávané výsledky: Projekt přinese zlepšení kvality péče o nemocné s gliovými nádory ve fakultní nemocnici, další optimalizaci a individualizaci léčby. Rovněž přinese FN Plzeň rozvoj spolupráce s prestižním zahraničním onkologickým pracovištěm. Výsledkem projektu budou také publikační výstupy v odborných časopisech s impakt faktorem a prezentace na domácích i zahraničních kongresech.
Diskuze: Diagnostika a klasifikace gliomů vychází z aktuální klasifikace nádorů CNS publikované světovou zdravotnickou organizací (WHO) v roce 2016. Kromě histopatologické verifikace tumoru je nově užíváno také množství molekulárně-genetických biomarkerů, které jsou nutné pro tvz. "integrovanou diagnostiku“ nádorové jednotky. Průběžně jsou však nalézány nové perspektivní biomarkery, které je třeba reflektovat v managementu gliomů (doporučení průběžně aktualizovaná konsorciem neuroonkologů a neuropatologů cIMPACT-NOW).
Významným přínosem při výzkumu nových biomarkerů gliomů nabízí studium a využití metodik tzv. fluidní biopsie založené na izolaci a analýze cirkulující volné nádorové DNA (ctDNA) a nekódujích RNA (mikroRNA, lncRNA, circRNA) v krvi a mozkomíšním moku pacientů s nádorem. Fluidní biopsie může vhodně doplnit analýzu nádorové tkáně získané z resekátu nádoru nebo biopsie (například pokud je nádor heterogenní a solidní biopsie zachytí jen omezenou část buněk nádorové masy). V některých situacích může navíc poskytnout stěžejní informaci o mutačním profilu nádoru nutnou pro stanovení přesné diagnózy a optimální léčby (např. při nemožnosti operačně ani biopticky ověřit nádor vzhledem k vysokému věku pacienta, inoperabilitě nádoru, komorbiditám nebo dalším kontraindikacím chirurgického výkonu). Metoda fluidní biopsie nabízí také možnost minimálně invazivně monitorovat vývoj onemocnění a léčebné odpovědi, umožňuje zpřesnit identifikaci případného pooperačního rezidua a lépe odlišit pseudoprogresi od skutečné časné progrese choroby.
Závěr: Molekulárně-genetické biomarkery se stávají standardní součástí rozhodovacích procesů v komplexní péči o nemocné s gliovými nádory centrálního nervového systému. Stále se rozšiřující paleta biomarkerů vyžaduje další klinický výzkum v této oblasti. Metody tzv. fluidní biopsie přináší další možnost ke studiu molekulárních biomarkerů gliomů z mozkomíšního moku a/nebo periferní krve, monitoraci vývoje choroby a odpovědi na aplikovanou léčbu, a to minimálně-invazivním způsobem ve srovnání se standardní solidní biopsií.
Projektu bylo uděleno schválení Etické komise FN a LF UK v Plzni č. 377/2020