Tekuté biopsie poskytujú úplný obraz o genetických zmenách spojených s rezistenciou na lieky proti rakovine

Mnoho pacientov vidí, ako sa ich nádory zmenšujú v reakcii na liek, len aby sa vrátili s pomstou, keď sa vyvíjajú, aby odrazili liečbu. Onkológovia chcú byť schopní rýchlo odhaliť rezistenciu na lieky proti rakovine, ktorá sa objavuje u ich pacientov, a identifikovať ďalší liek, na ktorý budú nádory stále reagovať.

Nová štúdia od skupiny vedcov z Broad Institute of MIT and Harvard, Všeobecná nemocnica v Massachusetts (MGH), IBM Research, a ďalšie organizácie sú v tomto smere o krok vpred. Vedci skúmali novú metódu odberu vzoriek nádorov známu ako kvapalná biopsia - vzorku krvi od pacienta, ktorá obsahuje DNA odobratú z nádorov, nazývaná cirkulujúca nádorová DNA, alebo ctDNA, ktoré je možné izolovať a analyzovať.

Výskumný tím porovnal výsledky tekutých aj štandardných tkanivových biopsií od pacientov, ktorí boli liečení na rakovinu tráviaceho traktu, ale vyvinula sa voči nim rezistencia na lieky. Nález, uverejnené dnes v Prírodná medicína , odhaľujú, že kvapalné biopsie poskytujú komplexnejší obraz o genetickej diverzite rakoviny pacienta a o tom, ako sa u nádorov vyvíja rezistencia na lieky na molekulárnej úrovni. Tento obrázok spochybňuje pohľad na to, ako obvykle vzniká rezistencia na lieky proti rakovine, s dôležitými dôsledkami pre liečbu.

Je pozoruhodné, zistili sme, že takmer každý pacient, ktorého sme analyzovali, vyvinul nielen jedného, ale viacero mechanizmov rezistencie na lieky súčasne, a to môže byť bežnejšie, než sme si pôvodne mysleli. To je skutočný posun paradigmy a prinúti nás to prehodnotiť nielen biológiu rezistencie voči liekom proti rakovine, ale aj to, ako k nej v budúcnosti terapeuticky pristúpime. “

Gad Getz, spoluautor štúdie, riaditeľ skupiny Computational Analysis Analyzer Group of Cancer Genome na širokej verejnosti a katedry Paula C. Zamecnika v onkológii v Cancer Center MGH

Výsledky by mohli vysvetliť, prečo rakovina, akonáhle si vyvinie rezistenciu na lieky, je tak ťažké poraziť. Štúdia tiež naznačuje možné molekulárne mechanizmy, ktoré sú základom rezistencie na liečivá, čo by mohlo ukázať cestu k novým a personalizovanejším terapeutikám.

Tkanivové biopsie sú základom diagnostiky rakoviny, ale sú invazívne a poskytujú pohľad iba na jedno miesto v jednom nádore. Napriek tomu nádorové bunky, aj tie blízke, môžu byť navzájom geneticky odlišné. Tekuté biopsie, ktoré obsahujú informácie z viacerých nádorových lézií, sú sľubnou alternatívou, ale sú zriedka používané na klinike.

S cieľom preskúmať užitočnosť kvapalných biopsií na detekciu získanej rezistencie na lieky pri rakovine, Getz, spoluautor, Ryan Corcoran, vyšetrovateľ na MGH a Harvardskej lekárskej škole, a ich kolegovia, vrátane prvých autorov Aparna Parikha, Ignaty Leshchiner, a Liudmila Elagina, skúmali 42 pacientov s rôznymi formami rakoviny gastrointestinálneho traktu, ktorí podstupovali liečbu cielenými liekmi. Keď pacienti vykazovali známky rezistencie na liečivá, vedci analyzovali ich nádory pomocou tekutých aj tkanivových biopsií. Využili sadu výpočtových nástrojov vyvinutých v Broad Institute, známy ako PhylogicNDT, analyzovať nádorovú DNA a ich rezistenčné mutácie. Priame porovnanie kvapalných a tkanivových biopsií ukázalo, že v takmer 80% prípadov kvapalné biopsie odhalili klinicky relevantné genetické zmeny súvisiace s rezistenciou na liečivá, ktoré neboli identifikované prostredníctvom štandardných tkanivových biopsií.

„Táto štúdia je doposiaľ najväčšia na priame porovnanie tekutej biopsie s nádorovou biopsiou v prostredí rezistencie na rakovinu, "Naše zistenia naznačujú, že tekutá biopsia môže byť preferovanou klinickou metódou na hodnotenie toho, ako sa tumory pacientov vyvinuli potom, čo sa stali odolnými voči terapii."

Analýza DNA od niekoľkých pacientov v štúdii nepreukázala jasné mechanizmy rezistencie. Ak sa chcete o týchto prípadoch dozvedieť viac, Výskumníci IBM z tímu vyvinuli algoritmy strojového učenia na zoskupenie pacientov podľa zdieľaných alebo podobných vzorcov genetických zmien spojených s rezistenciou na lieky. Tým, že robí to, vedci boli schopní navrhnúť možné mechanizmy rezistencie pre tieto prípady.

Štúdia je súčasťou päťročnej spolupráce medzi Broad Institute a IBM Research s cieľom analyzovať nádory pred a po nástupe rezistencie na lieky, s cieľom objaviť základné mechanizmy hnacieho odporu. Spolupráca vyrastala z projektu rezistencie na lieky proti rakovine a krvnej biopsie, ktorý podporila nadácia Gerstner Family Foundation.

„Spoločnosť IBM, Široké tímy a MGH prinášajú k stolu doplnkové odborné znalosti a nástroje, pričom zápasia s ťažkým problémom získavania významu z údajov, a táto interakcia sa ukázala ako veľmi plodná, “povedal Laxmi Parida, IBM Research Fellow, Výpočtová genomika, a co-PI, spolu s Getzom, o spolupráci Broad/IBM. „Spolupráca bola obzvlášť vzrušujúca nielen vďaka výnimočnej synergii medzi tímami, ale aj neoceniteľným údajom, ktoré sa zbierajú na použitie v celej výskumnej komunite.“

Aj keď táto nová štúdia priniesla niekoľko dráždivých zistení, autori zdôrazňujú, že väčšie, na úplné pochopenie rezistencie na lieky proti rakovine je potrebné komplexnejšie úsilie. „Ak chcete skutočne zmapovať celú krajinu mechanizmov rezistencie na rakovinu, potrebujeme oveľa rozsiahlejšie štúdie, ktoré pokrývajú množstvo liekov a typov rakoviny, “povedal Getz.

• Črevný mikrobióm by sa mohol použiť na predpovedanie rizika rakoviny hrubého čreva u jednotlivcov
• Včasná expozícia antibiotikám spôsobuje u predčasne narodených detí dlhodobé vedľajšie škody