Terapia genowa zamiast przeszczepów szpiku,Nie ma objawów

advertisement
Terapia
genowa
przeszczepów szpiku
zamiast
Najnowsze badania kliniczne prowadzone nad zastosowaniem terapii
genowej wskazują na duże korzyści terapeutyczne metody. Wykorzystanie
lepiej wyselekcjonowanych wektorów, umożliwiających bezpieczne
dostarczenie genów terapeutycznych do określonych komórek, wpłynęło
na szybki postęp badań. Aktualnie stosowane technologie umożliwiają
korygowanie odziedziczonych genów, zaangażowanie komórek
macierzystych w regeneracji tkanek oraz efektywne wykorzystanie silnej
odpowiedzi immunologicznej w leczeniu nowotworów. Prowadzone
badania mają na celu potwierdzenie skuteczności i określenie
bezpieczeństwa stosowania terapii genowej w chorobach
hematologicznych i immunologicznych [1].
Przeszczep szpiku czy terapia genowa
Obecnie rutynową metodą stosowaną w leczeniu wrodzonych dysfunkcji komórek
krwi, chorób z autoagresji lub nowotworów hematologicznych jest przeszczep
szpiku kostnego. Przeszczepienie komórek krwiotwórczych ma na celu zastąpienie
nieprawidłowych komórek szpiku komórkami dawcy lub odnowienie układu
krwiotwórczego. Przeszczep allogeniczny nie zawsze jest możliwy ze względu na
konieczność znalezienia zgodnego w układzie HLA dawcy i często przyczynia się
do wystąpienia groźnych dla życia powikłań poprzeszczepowych. Przeszczepy
autologiczne są bardziej bezpieczne, jednakże wiążą się z ryzykiem nawrotu
choroby spowodowanym przeszczepieniem własnych nieprawidłowych
komórek. Zastosowanie terapii genowej zamiast przeszczepiania komórek
allogenicznych wydaje się być korzystniejsze, ze względu na dostępność dla
wszystkich pacjentów, zmniejszenie ryzyka wystąpienia choroby GvHD
(przeszczep przeciw gospodarzowi) oraz łagodniejszą terapię limfo lub
mieloablacyjną [2].
Terapia genowa w hematologii polega na pobraniu komórek
hematopoetycznych od pacjenta, wprowadzeniu genu terapeutycznego i po
leczeniu mielo- lub limfoablacyjnym umieszczeniu ich w szpiku w miejscu
komórek nieprawidłowych.
Trwają badania kliniczne nad zastosowaniem terapii genowej w leczeniu:
– złożonych niedoborów odporności
– zespołu Wistotta-Adricha
– leukodystrofii
– talasemii
– hemofilii
– zespołu Fanconiego
– anemii aplastycznej
– telomeriopatii
– wrodzonych zaburzeń płytek krwi z mutacją genu RUNX1
– wrodzonej małopłytkowości megakariocytarnej
– zespołu Schwachmana-Diamonda
– nocnej napadowej hemoglobinurii
– chłoniaków B-komórkowych
– przewlekłej i ostrej białaczki B-komórkowej
– zespołu mielodysplastycznego
Terapia genowa z zastosowaniem komórek hematopoetycznych
Terapię genową z zastosowaniem hematopoetycznych komórek macierzystych
stosowano z powodzeniem w leczeniu złożonych niedoborów odporności, w
zespole Wiskotta-Aldricha, w leukodystrofiach i w talesemii β. Pacjentom
pobierano komórki macierzyste szpiku oraz izolowano komórki CD34+ CD38- i
utrzymywano ich multipotencję poprzez zastosowanie cytokin stymulujących
wzrost. Następnie do wyizolowanych komórek transdukowano gen terapeutyczny
używając wektora lentiwirusowego. W tym czasie chorym podawano leczenie
kondycjonujące w celu wyeliminowania nieprawidłowych komórek szpiku. Po kilku
dniach pod osłoną imunosupresyjną przetaczano pacjentom komórki
hematopoetyczne ze zmienionym genem. U chorych stwierdzono wysoką, 90%
rekonstytucję hematopoezy i znaczną poprawę parametrów morfologicznych krwi
[1].
Wprowadzanie wektora adenowirusowego
Źródło: Wikipedia, autor: Pisum, licencja: CC-BY-SA-3.0
Leczenie ciężkiej postaci hemofilii
W terapii genowej u chorych na ciężką postać hemofilii B, gen terapeutyczny
wprowadzano do komórek wątroby przy pomocy wektora adenowirusowego.
Wektor zawierający gen terapeutyczny wraz z odpowiednim zestawem
antygenowym, umożliwiającym wniknięcie do hepatocytów, podawano pacjentom
w iniekcji dożylnej. Po terapii chorzy będący w grupie z ciężkim niedoborem IX
czynnika krzepnięcia zostali zakwalifikowani do grupy z łagodnym niedoborem
czynnika IX [3].
Terapia genowa w leczeniu nowotworów hematologicznych
Terapia genowa jest także wykorzystywana w leczeniu nowotworów układu
krwiotwórczego. U chorych z ostrą i przewlekłą białaczką z linii B komórkowej
oraz z chłoniakiem B komórkowym zastosowano z sukcesem immunoterapię
zmienionymi genowo limfocytami T. Limfocyty T cytotoksyczne pobierano od
chorych, następnie namnażano je oraz transdukowano przy pomocy lentiwirusa
gen wzmagający ekspresję antygenów TCR, swoistych dla komórek
nowotworowych. Po podaniu pacjentom autologicznych, zmienionych genowo
limfocytów T obserwowano całkowitą remisję guza u 67% do 100% chorych [1].
Wykorzystanie w terapii indukowanych komórek macierzystych
Najnowsze badania nad zastosowaniem terapii genowej w chorobach
hematologicznych podążają w kierunku wykorzystania indukowanych komórek
macierzystych iPCS [4]. Indukowane komórki macierzyste są to komórki
somatyczne, między innymi fibroblasty, komórki hematopoetyczne i
mezenchymalne o cofniętej multipotencji do pluripotencji za pomocą aktywacji
odpowiednich genów [5].
Kultury komórkowe wybarwione
błękitem alcjańskim. Źródło:
Wikipedia, autor: Cquan, licencja: CCBY-SA-2.5
Zastosowanie terapii genowej w leczeniu zespołu Fanconiego
Zespół Fanconiego jest spowodowany mutacjami w 17 genach, co przyczynia się
do wystąpienia wielu wad wrodzonych. Jest on obarczony wysokim ryzykiem
ujawnienia się zespołów mielodysplastycznych i ostrej białaczki szpikowej.
Transplantacja allogeniczna pozostawała do tej pory jedyną opcją leczenia
objawów hematologicznych. W grupie chorych z zespołem Fanconiego
zastosowano terapię genową, w której pobrane od pacjentów fibroblasty
przeprogramowano uzyskując iPCS, a następnie transdukowano geny naprawcze.
Tak uzyskane komórki stymulowano cytokinami w celu uzyskania macierzystych
komórek krwiotwórczych i przeszczepiano pacjentom. Procedura ta pozwoliła na
wyselekcjonowanie tylko transdukowanych komórek o prawidłowych kariotypach i
o wysokiej zdolności do różnicowania we wszystkie linie hematopoetyczne.
Jednakże tylko u części chorych uzyskano odnowę układu krwiotwórczego z
genami naprawczymi i poprawę objawów klinicznych [4].
Leczenie wrodzonych zaburzeń płytek krwi z mutacją RUNX1
Terapię genową stosowano także u chorych z wrodzonymi zaburzeniami płytek
krwi, spowodowanymi autosomalną, dominującą mutacją genu RUNX1. Chorzy ci
charakteryzują się dysfunkcją płytek oraz częstym występowaniem w trzeciej
dekadzie życia zespołów mielodysplastycznych lub ostrej białaczki szpikowej.
Wprowadzenie genu terapeutycznego do indukowanych hematopoetycznych
komórek macierzystych u części chorych powodowało poprawę wydolności
megakariopoezy. W analogicznym badaniu, prowadzonym w innym ośrodku
naukowym, po przeszczepieniu stwierdzono zmniejszenie produkcji
megakariocytów. W obu badaniach istotnym powikłaniem wynikającym z terapii
genowej była niestabilność genetyczna w komórkach iPSC [4].
Inne wskazania do terapii genowej
Podobne badania były prowadzone u chorych zespołem Shwachmana-Diamonda,
nocną napadową hemoglobinurią, anemią aplastyczną, w telomeropatiach,
wrodzonej małopłytkowości megakariocytarnej oraz u pacjentów z zespołem
mielodysplastycznym i współwystępującą monosomią chromosomu 7 [4].
Aktualnie prowadzone są badania nad genotoksycznością wektorów
wirusowych. Wprowadzenie genu terapeutycznego w okolice onkogenów
mogłoby spowodować rozrost klonalny komórek krwi. W chwili obecnej nie
można także jednoznacznie określić jakie mogą być konsekwencje przekazania
transdukowanego genu potomstwu.
Dlatego trwają prace nad wprowadzeniem do transdukowanych komórek
dodatkowego genu izolacyjnego, który w momencie zaistnienia nieprawidłowych
mutacji powodowałby izolację genu terapeutycznego [1].
Zastosowanie terapii genowej w leczeniu chorób hematologicznych może w
niedalekiej przyszłości osiągnąć znaczący sukces, ze względu na łatwość
pozyskiwania komórek hematopoetycznych i duże doświadczenie w
przeprowadzaniu procedur przeszczepiania. Jednakże, do określenia
bezpieczeństwa terapii genowej i możliwości stosowania jej w leczeniu
rutynowym, potrzebne są badania na dużej grupie chorych oraz
długoterminowa obserwacja pacjentów.
Piśmiennictwo:
1. Naldini L. Gene therapy returns to centre stage. Nature 2015; 526 (5773):
351-60.
2. Kyrcz-Krzemień S, red. Podstawy hematologii. Katowice: Śląski Uniwersytet
Medyczny; 2010.
3. Vercauteren K, Hoffman B, Zolotukhin I. Superior in vivo transduction of
human hepatocytes using engeneered AAV3 capsid. Mol Ther. 2016; Mar. 29. doi:
10.1038/mt.2016.61.
http://www.nature.com/mt/journal/vaop/ncurrent/full/mt201661a.html
4. Jung M, Dunbar C, Winkler T. Modeling human bone marrow failure syndromes
using pluripotent stem cells and genome engineering. Mol Ther. 2015; 23(12):
1832-42.
5. Kolanowski T, Kurpisz M. Indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste –
geneza, problemy oraz perspektywy wykorzystania w terapii chorób serca.
Kardiologia Polska 2010; 68:412-417.
Nie ma objawów, może być rak?
Nowy chemoczujnik go wykryje!
Wiele chorób nowotworowych można byłoby z powodzeniem leczyć, gdyby
chory dostatecznie wcześnie zgłosił się do lekarza. Odpowiednio wczesną
diagnostykę mogłyby zapewnić proste i tanie czujniki chemiczne, nad
którymi pracują naukowcy z Instytutu Chemii Fizycznej PAN w Warszawie.
Dziś rak nie oznacza już wyroku dla pacjenta. Największe szanse na wyleczenie są
jednak wtedy, gdy odpowiednia terapia zostanie podjęta we wczesnej fazie
rozwoju choroby. Tu pojawia się kłopot: wiele nowotworów przez długi czas
rozwija się bezobjawowo. Rozwiązaniem problemu byłyby dostępne dla każdego
testy diagnostyczne, które można by przeprowadzać samemu i w miarę
regularnie. Krokiem ku tak spersonalizowanej diagnostyce medycznej i
profilaktyce nowotworów jest detektor opracowany w grupie prof. Włodzimierza
Kutnera z Instytutu Chemii Fizycznej PAN (IChF PAN) w Warszawie we
współpracy z zespołem prof. Francisa D’Souzy z University of North Texas w
Denton (USA). O badaniach poinformował IChF PAN w przesłanym PAP
komunikacie.
Najważniejszym elementem czujnika zbudowanego w IChF PAN jest cienka
warstwa polimeru, rozpoznająca cząsteczki neopteryny. Neopteryna to związek
aromatyczny występujący w płynach ustrojowych człowieka, m.in. w surowicy,
moczu i płynie mózgowo-rdzeniowym. Produkowana przez układ immunologiczny,
w diagnostyce medycznej jest traktowana jako uniwersalny wskaźnik. Stężenie
tego biomarkera wzrasta szczególnie wyraźnie w przypadku niektórych chorób
nowotworowych, np. chłoniaków złośliwych, chociaż podwyższony poziom
neopteryny obserwuje się także w części zakażeń wirusowych i bakteryjnych oraz
w chorobach o podłożu pasożytniczym. Z kolei u pacjentów po transplantacji
zwiększony poziom neopteryny to sygnał o prawdopodobnym odrzucaniu
przeszczepu.
„Jak wykryć obecność neopteryny? Racjonalnym podejściem jest użycie w tym
celu specjalnych materiałów rozpoznających, przygotowanych za pomocą
wdrukowywania molekularnego. Technika ta polega na >>odciskaniu<<
cząsteczek poszukiwanego związku – ich kształtu, ale też przynajmniej niektórych
cech chemicznych – w starannie skonstruowanym polimerze” – wyjaśnia pierwszy
autor artykułu opublikowanego w czasopiśmie „Biosensors and Bioelectronics”, dr
Piyush Sindhu Sharma z IChF PAN.
Wdrukowywanie molekularne to skomplikowane zadanie – m.in. trzeba wybrać
odpowiednie związki chemiczne, dobrać proporcje i warunki reakcji. Ale to
wszystko udało się naukowcom wykonać.
W IChF PAN polimerową warstwę rozpoznającą z lukami molekularnymi po
neopterynie wytworzono na powierzchni elektrody. Po zanurzeniu w sztucznej
surowicy krwi z niewielką domieszką neopteryny, warstwa na elektrodzie
wyłapywała cząsteczki tejże, co prowadziło do obniżenia potencjału elektrycznego
w podłączonym układzie pomiarowym.
Wprowadzanie wektora adenowirusowego
Źródło: Wikipedia, autor: Pisum, licencja: CC-BY-SA-3.0
Z testów wynikło, że luki molekularne były niemal wyłącznie wypełniane
cząsteczkami neopteryny. Nawet wówczas, kiedy w badanym roztworze
znajdowały się cząsteczki o podobnej budowie i właściwościach. Wynik ten
oznacza, że prawdopodobieństwo wykrycia obecności neopteryny w płynie
ustrojowym jej niezawierającym jest pomijalnie małe. Nowy czujnik chemiczny
reaguje zatem głównie na to, na co powinien – i na nic innego.
„Nasz chemosensor to na razie urządzenie laboratoryjne. Jednak wytwarzanie
jego kluczowego elementu, czyli polimerowej warstwy detekcyjnej, nie stwarza
większych problemów, a elektronikę odpowiedzialną za pomiary elektryczne łatwo
zminiaturyzować. Nic nie stoi na przeszkodzie, by na podstawie naszego
opracowania już za kilka lat budować proste i niezawodne urządzenia
diagnostyczne, których cena leżałaby w zasięgu możliwości finansowych nie tylko
instytucji medycznych czy gabinetów lekarskich, ale i masowego odbiorcy” – ma
nadzieję prof. Włodzimierz Kutner.
Badania w IChF PAN finansowane były w ramach grantu Narodowego Centrum
Nauki.
Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl
Przełom w badaniach nad rakiem
piersi
To przełom w badaniach nad rakiem piersi. Międzynarodowy zespół
badawczy przeprowadził jak dotąd największe badania pomagające
zrozumieć związek mutacji z powstawaniem zmian nowotworowych w
obrębie sutka. Określono 93 geny w istotny sposób związane z mutacjami
indukującymi zmiany fenotypu (ang. driver mutations, DM). Wyniki
opublikowano w ostatnim numerze „Nature„.
Kancerogeneza jest wynikiem zmian w komórkach, które prowadzą do powstania
nowotworu złośliwego. Większość z tego typu zmian jest sukcesywnie naprawiana
za pomocą mechanizmów naprawczych. Niestety część zmian pozostaje,
wpływając na fenotyp komórki. Zmiany takie kumulują się, a komórka może ulec
przekształceniu z prawidłowej w nowotworową.
Nowotwory piersi są największym problemem onkologicznym w krajach
rozwiniętych i rozwijających się. W Unii Europejskiej w 2008 roku
zdiagnozowano raka piersi u ponad 330 tysięcy kobiet, natomiast około 89 tysięcy
zmarło z tego powodu. W ciągu ostatnich trzech dekad zachorowalność na
nowotwory złośliwe piersi wzrosła ponad 2-krotnie. W 2010 roku stwierdzono, że
w Polsce częstość zachorowań na nowotwory piersi była o 35% niższa, natomiast
umieralność z tego powodu o 20% niższa niż średnia dla krajów Unii Europejskiej
(KRN).
W publikacji przedstawiono wyniki badań, gdzie analizą objęto 560 przypadków
raka piersi. Stwierdzono, że mutacje w obrębie 93 genów wiążą się z rozwojem
raka sutka. Niektóre niekodujące regiony materiału genetycznego również
wykazały dużą częstotliwość mutacji, niemniej jednak większość z nich nie
zawierała DM.
Dalsze badania ujawniły 12 mutacji typu substytucji (zastępowanie jednej zasady
azotowej inną zasadą) oraz 6 rearanżacji w onkogenach. Trzy z nich w postaci
duplikacji lub delecji miały związek z zaburzeniem procesu naprawy DNA oraz
niedostatecznym funkcjonowaniem BRCA 1 i/lub BRCA 2.
Dane sekwencjonowania genomu i transkryptomu, wyniki metylacji, dane miRNA
oraz SNP6 zostały umieszczone w European Genome-Phenome Archive. Szczegóły
metodyki badania można znaleźć tutaj.
Przeanalizowanie wszystkich klas mutacji somatycznych przez eksony, introny i
sekwencje IGS (ang. intergenic spacer regions) ujawnia szerokość wachlarza
genów i procesów prowadzących do rozwoju raka sutka. Specjaliści uważają, że
najnowsze badania ujawniły pełną listę genów, w obrębie których mutacje
powodują rozwój raka piersi.
Wprowadzanie wektora adenowirusowego
Źródło: Wikipedia, autor: Pisum, licencja: CC-BY-SA-3.0
Klasyczna chemioterapia niszczy wszystkie dzielące się komórki, nie tylko
nowotworowe. Wiąże się to z wpływem na cały organizm pacjenta. Stąd też
medycyna zwraca się w kierunku terapii celowanej, genowej czy immunoterapii.
Coraz częściej mówi się o terapii spersonalizowanej. Jej skuteczność jednak w
dużym stopniu zależy od biologii nowotworu. Nowoczesne metody diagnostyki
molekularnej oraz wiedza dotycząca mutacji związanych z danym typem
nowotworu może pomóc w doborze indywidualnej terapii.
mgr Agnieszka Helis, diagnosta laboratoryjny
Piśmiennictwo:
Nik-Zainal S. Landscape of somatic mutations in 560 breast cancer whole-genome
sequences. Nature, 2 Mai 2016.
Krajowy Rejestr Nowotworów. Nowotwory piersi u kobiet (C50).
Terapia
czerniaka
spersonalizowana
Naukowcy z Cancer Research UK Manchester opracowali nowe metody
diagnostyki czerniaka. Badania krążącego DNA nowotworu we krwi
(ctDNA), konstruowanie ksenograftów czy sekwencjonowanie całego
eksomu daje nadzieję na personalizację leczenia tego nowotworu. Jeżeli
wyniki dalszych analiz i badań klinicznych będą pozytywne, już wkrótce
będziemy mogli mówić o terapii czerniaka szytej na miarę.
Statystyki dotyczące zachorowań są bezlitosne. Co roku na świecie 132 000 osób
dowiaduje się, że zdiagnozowano u nich czerniaka [1]. W Polsce w ostatnich
latach odnotowywano 2400 przypadków zachorowań rocznie, podczas gdy liczba
zgonów wynosiła około 600 (u mężczyzn) i 550 (u kobiet) [2]. Około 50-60 %
pacjentów którym postawiono diagnozę czerniaka wykazuje charakterystyczną
mutację w genie BRAF. Chorych na ten typ nowotworu poddaje się terapii
celowanej inhibitorami proliferacji – vemurafenibem (obecność częstej
mutacji V600E BRAF, czy rzadszej mutacji BRAF V600K) lub dabrafenibem także
w kombinacji z trametinibem. Niestety, dla większości pacjentów terapia ta nie
jest skuteczna, bowiem w ciągu krótkiego czasu (od 6 do 12 miesięcy) nowotwór
rozwija odporność na działanie leku i następuje nawrót choroby. W przypadku
wznowy, stosuje się immunoterapię pembrolizumabem, nivolumabem i
ipilmumabem, jednak i na tym etapie wciąż pozostaje nie wyjaśnione, który
pacjent odniesie największą korzyść terapeutyczną [3].
Czerniak to agresywny, złośliwy nowotwór skóry, powstający z przekształconych
melanocytów (komórek barwnikowych w warstwie podstawnej naskórka).
Kluczowym aspektem w diagnozie czerniaka jest odróżnienie go od niezłośliwych
znamion skórnych, a fakt ten wpływa na obranie właściwego kierunku leczenia.
Na dzień dzisiejszy istnieje wiele biomarkerów, na podstawie których łatwo
zdiagnozować guza pierwotnego (m.in. białko Melan A i Pmel (ang.
premelanosome protein)), jednak użycie wskazanych markerów w diagnostyce
przerzutów wiąże się z niższą dokładnością testu.
Ze wzgledu na fakt, iż każdy czerniak charakteryzuje się zestawem różnych
mutacji, które mogą zaburzać specyficzność testu, istnieje konieczność
zidentyfikowania markerów, które jednoznacznie wskażą czy nowotwór wszedł w
stadium powstawania przerzutów (metastaz). W laboratoriach zdefiniowano kilka
markerów prognostycznych, które pozwalają oszacować, czy u danego pacjenta
istnieje ryzyko nawrotu i progresji choroby oraz konieczność użycia terapii
wspomagającej czy też nie. Wśród nich można wymienić: immunohistochemiczne
biomarkery Ki-67 (marker proliferacji), białka adhezyjne (ang. melanoma cell
adhesion molecules) i częstotliwość podziałów mitotycznych [4]. Jednak badanie
krwi metodą ctDNA niesie ze sobą znacznie większe możliwości. Jest to metoda,
która nie tylko pozwala na obserwację odpowiedzi pacjenta na zaaplikowaną
terapię w szybszym czasie, ale jest też mniej inwazyjna, tańsza i pozwalająca
oszczędzić czas [3].
W najnowszym badaniu naukowcy opracowali kilka skutecznych strategii, które
pozwalają na szybsze wykrycie nawracającej choroby. Ze 101 pobranych próbek
krwi badacze wyselekcjonowali 7 przypadków, w których proponowane przez nich
strategie diagnostyczne pozwoliły na bardziej optymalny dobór terapii dla
chorego. W próbkach biolodzy scharakteryzowali krążące DNA nowotworu.
Okazało się że wspólnym mianownikiem są nowo wykryte mutacje w genie
NRAS, które prawdopodobnie są odpowiedzialne za nawrót choroby
poprzez uodpornienie nowotworu na leczenie.
W większości przypadków, badanie krwi ctDNA potrafiło wykryć z dużym
wyprzedzeniem nawrót choroby.
Przykładowo, u jednego z pacjentów z szybko rozwijającą się chorobą i
przerzutami do wątroby oraz węzłów chłonnych trzewnych i wątrobowych,
podanie ipilimumabu nie przyniosło żadnego efektu, natomiast odnotowano
znaczną poprawę łącznie z zauważalną regresją guza po podaniu kombinacji
dabrafenibu z trametinibem. Było to możliwe dzięki analizie ctDNA, która
pokazała brak wydajności ipilimumabu na tydzień przed obrazem uzyskanym z
tomografu komputerowego oraz efektywność dabrafenibu z trametinibem na 6
tygodni przed tomogramem. Nie ulega wątpliwości, że badanie ctDNA pozwala
lekarzom szybciej ocenić skuteczność powziętej terapii, zyskując tym samym
więcej czasu, który jest niezbędny w walce z chorobą nowotworową.
Metodą uzupełniającą jest utworzenie ksenograftów (ang. patient derived
xenografts, PDX) odzwierciedlających biologię rozwijającego się nowotworu.
Sukcesem naukowców w tym badaniu było utworzenie ksenoprzeszczepu na okres
49 dni, podczas których udało się odpowiedzieć na wiele ważnych pod względem
klinicznym pytań i przedsięwziąć odpowiednie kroki w leczeniu. W przypadku
jednego z pacjentów jedyną dalszą opcją leczenia było zastosowanie połączenia
dabrafenibu i trametinibu, ale ze względu na zmiany nowotworowe w mózgu nie
został on do niej zakwalifikowany. Tymczasem dzięki wynikom ksengraftu
uzyskano pozwolenie na dalsze leczenie chorego wyżej wymienionymi lekami.
Zaowocowało to 8 tygodniowym powstrzymaniem progresji choroby.
Naukowcy pokazali takżę, że technologia sekwencjonowania eksomowego (ang.
whole exome sequencing, WES) pozwala na identyfikację zmian genetycznych
poza mutacjami w regionie onkogenu BRAF. W połączeniu z PDX udało się
opracować bardzo wydajne terapie pierwszego i drugiego rzutu [3].
Wprowadzanie wektora adenowirusowego
Źródło: Wikipedia, autor: Pisum, licencja: CC-BY-SA-3.0
Proponowane przez naukowców połączenie znanych już metod, jak również
optymalizacja badania ctDNA, może pozwolić lekarzom na lepszy dobór terapii. To
z kolei prowadzi do zwiększenia przeżywalności pacjentów chorych na
czerniaka. Zanim nowo opracowane techniki będą mogły zostać użyte na
większą skalę, konieczne będą dokładniejsze badania kliniczne i
potwierdzenie skuteczności metody diagnostycznej. Sukces wdrażania
tego potencjalnego narzędzia diagnostycznego pozwoliłby na
sprawniejszą, wcześniejszą diagnostykę i leczenie czerniaka.
inż. Adrianna Grzelak, biotechnolog
**
Piśmiennictwo:
1. World Health Organisation (WHO)
2. Zalecenia postępowania diagnostyczno-terapeutycznego w nowotworach
złośliwych – Polskie Towarzystwo Onkologii Klinicznej, 2013
3. Girotti MR. et al. Application of Sequencing, Liquid Biopsies and PatientDerived Xenografts for Personalised Medicine in Melanoma. Cancer Discov,
2016; 6: 286-299.
4. Weinstein D. et al. Diagnostic and Prognostic Biomarkers in Melanoma. J Clin
Aesthet Dermatol. 2014; 7(6): 13–24.
Sekwencjonowanie nowej generacji
w diagnostyce medycznej
Sekwencjonowanie nowej generacji (ang. next generation sequencing,
NGS) szturmem wkroczyło w dziedzinę nauk biomedycznych. Obecnie
jakiekolwiek badania podstawowe, dotyczące genetyki i biologii
molekularnej trudno opublikować, jeśli nie wykorzystano w nich analiz
NGS. Powoli pojawiają się także możliwości wykorzystania tej technologii
w rutynowej diagnostyce klinicznej. Gdzie znalazła już ona, albo ma szansę
znaleźć w najbliższym czasie, zastosowanie? Jakie są ograniczenia jej
stosowania praktyce klinicznej?
Ograniczenia i szanse NGS w diagnostyce klinicznej
Stosowanymi obecnie narzędziami w rutynowej laboratoryjnej genetyce
medycznej są cytogenetyka (klasyczna i FISH) oraz cały wachlarz metod biologii
molekularnej, bazujący na amplifikacji pojedynczych fragmentów DNA*. Cały ten
warsztat badawczy pozwala albo na mało szczegółową analizę rearanżacji
chromosomowych albo szczegółową analizę pojedynczych mutacji/rearanżacji
genowych w skali średnio kilkuset par zasad. Większość chorób genetycznych
może być spowodowana przez szereg mutacji punktowych, czynnikiem sprawczym
niektórych są aberracje chromosomowe na tyle małe, że nie udaje się wykryć ich
techniką klasyczną. W onkologii mutacje chorobotwórcze lub predysponujące do
zachorowania są rozproszone w wielu różnych obszarach genomu. W
mikrobiologii metody molekularne rzadko stosowane są w celach przesiewowych
zwykle są jedynie narzędziem pomocniczym z uwagi na możliwość wykrycia
niewielu patogenów w pojedynczej reakcji. To tylko niektóre wady testów
cytogenetycznych i molekularnych, które nie pozwalają na tak szerokie ich
zastosowanie, jakbyśmy sobie tego życzyli. Przezwyciężyć wiele z tych kwestii
technicznych może technologia głębokiego sekwencjonowania, która w zależności
od zastosowania może zamienić się w wysokorozdzielcze narzędzie analizy
cytogenetycznej, technikę molekularną wykrywającą kilkaset lub kilka tysięcy
mutacji naraz, czuły test przesiewowy na obecność konkretnych typów
drobnoustrojów, czy też potężny panel badań, wykrywający jednocześnie wiele
spośród onkogenów złego rokowania [1,2].
Problem z technologią głębokiego sekwencjonowania polega z jednej strony na
konieczności zastosowania zupełnie nowego i kosztownego zaplecza
aparaturowego (sekwenatory i ich urządzenia peryferyjne, niezwykle wydajny
sprzęt komputerowy, software i ogromna pamięć dyskowa) a z drugiej strony
wymaga zatrudnienia zupełnie nowego typu fachowców, wyszkolonych
bioinformatyków, zajmujących się niełatwą analizą terabajtów danych.
Zastosowanie NGS do diagnostyki in vitro musi także spełniać określone normy
jakości, gwarantujące określone wartości graniczne parametrów analitycznych
[1,2]. Według danych amerykańskich, pod koniec roku 2013 jedynie ok. 50
laboratoriów w całych Stanach Zjednoczonych posiadało możliwość wykonywania
testów (certyfikowanych przez FDA) techniką NGS. Obecnie może to już być
kilkaset placówek [3].
Wprowadzanie wektora adenowirusowego
Źródło: Wikipedia, autor: Pisum, licencja: CC-BY-SA-3.0
Przyszłość jest teraz
Na chwilę obecną są już dostępne testy diagnostyczne NGS z certyfikatem IVD i
ich ilość stale rośnie. Illumina na przykład wypuściła gotowe testy przeznaczone
na platformę MiSeq Dx, przeznaczone do diagnostyki mutacji warunkujących
mukowiscydozę i wrodzone choroby serca. Chińska firma BGI specjalizuje się w
produkcji testów przeznaczonych dla diagnostyki związanej z prokreacją – posiada
w ofercie testy screeningowe na najczęstsze choroby genetyczne dla przyszłych
rodziców czy też testy przesiewowe dla noworodków i niemowląt. Ich flagowym
produktem jest zaś test Nifty do nieinwazyjnej diagnostyki prenatalnej, który
można wykonać także w Polsce. Podobny test, Harmony, oferuje firma Ariosa
Diagnostics.
Kolejną ważną gałęzią diagnostyki, dla której dostępne są certyfikowane testy
NGS, jest oczywiście onkologia. Propozycje Thermo Scientific pozwalają na
przykład analizować mutacje w guzach litych, oraz ekspresję kilku newralgicznych
onkogenów. Singapurska firma Vela wypuściła testy Sentosa SQ, które
umożliwiają detekcję mutacji w komórkach czerniaka złośliwego, raka tarczycy,
jelita grubego, raka płuca i białaczek. Inny test dla hematoonkologii, dedykowany
dla diagnostyki chłoniaków, posiada w ofercie firma Invivoscribe. Służy on do
wykrywania klonalności rearanżacji TCR i IGH. BGI w swojej ofercie posiada
natomiast test przesiewowy do detekcji wariantów 21 genów predysponujących do
zachorowania na raka jajników i sutka (w tym BRCA1 i 2).
I co dalej?
Podane przykłady nie wyczerpują długiej listy dostępnych obecnie zestawów
diagnostycznych, a ich lista z dnia na dzień rośnie. NGS zyskuje uznanie
szczególnie w badaniach mikrobiologicznych (genotypowanie wirusów, m.in. HIV,
analizach epidemiologicznych i diagnostyce drobnoustrojów z płynów ustrojowych
pacjenta) oraz w badaniach rearanżacji chromosomowych, które były dotychczas
domeną cytogenetyków. Na etapie walidacji są testy skriningowe dla wielu
jednogenowych chorób rzadkich, związanych zarówno z genomem jądrowym, jak i
mitochondrialnym. Na chwilę obecną poważnym ograniczeniem technologii jest
stopień skomplikowania analizy bioinformatycznej i wymóg otrzymania
odpowiedniej gwarantowanej ilości odczytów dla analizowanych amplikonów, co
powoduje, że firmy produkujące zestawy diagnostyczne nie wykorzystują
całkowicie potencjału tego narzędzia (np. ograniczając się do panelu
kilkudziesięciu wariantów genowych, zamiast umożliwić wykrywanie kilkuset lub
kilku tysięcy mutacji) [4].
Prawdopodobnie nie ma takiego badania genetycznego, w którym nie
znajdzie zastosowania głębokie sekwencjonowanie. Pytanie brzmi nie
„czy”, ale „kiedy” technologia ta upowszechni się w każdej dziedzinie
genetyki medycznej.
* Bardzo rzadko korzysta się z metod porównawczej hybrydyzacji genomowej
(CGH) ze względu na wysoki koszt oraz MLPA, za sprawą jej niszowości.
Pozwalają one na przezwyciężenie niektórych trudności, o których mowa w
tekście
Piśmiennictwo:
1. Pant S. et al. Navigating the Rapids: The Development of Regulated NextGeneration Sequencing-Based Clinical Trial Assays and Companion Diagnostics.
Front Oncol, 2014; 4: 78.
2. Meldrum C.et al. Next-Generation Sequencing for Cancer Diagnostics: a
Practical Perspective Clin Biochem Rev. 2011; 32, 4: 177–195.
3. Hughes MD. Molecular Diagnostics Market Trends and Outlook. IVD
MarketReach, 2013.
4. Rizzo JM., Buck MJ. Key Principles and Clinical Applications of “NextGeneration” DNA Sequencing. Cancer Prevention Research, 2012.
Nowy biomarker raka piersi
Naukowcy z Augusta University donoszą, że analiza mutacji w obrębie
genu GT198 ma duży potencjał diagnostyczny w nowotworach piersi oraz
może pomóc w ustanowieniu nowego celu terapeutycznego.
Przeprowadzono badania na grupie 254 kobiet ze zdiagnozowanym rakiem sutka.
Mutacje w obrębie genu GT198 zaobserwowano w przypadku wczesnych stadiów
raka piersi oraz jajnika. Naukowcy udowodnili, że gen o zdolnościach
naprawczych DNA może z powodu mutacji przyspieszać rozwój raka.
Mutacje GT198 odnotowano zarówno we krwi jak i w tkankach guza. Naukowcy
wierzą, że mutacja genu indukuje wzrost guza nowotworowego.
Mutacje linii zarodkowych w obrębie GT198 są obecne u chorych na raka piersi i
jajnika. Mutacje somatyczne GT198 odnotowano już wcześniej w komórkach zrębu
guza jajnika. W najnowszym badaniu udowodniono, że komórki zrębu guza piersi
również posiadają mutacje somatyczne w obrębie GT198.
Użyto produktu genu GT198 jako biomarkera raka piersi. GT198 znany jako
TBPIP (ang. TBP-1 interacting protein) jest także koaktywatorem receptorów
steroidowych. Jego aktywność jest regulowana przez estrogen. Mutacje w obrębie
GT198 mogą wywoływać niekontrolowany wzrost guza nowotworowego bez
wsparcia ze strony estrogenu.
W tkance gruczołu piersiowego dotkniętej nowotworem naukowcy stwierdzali
pojawianie się wielu problemów. Nie byli oni jednak w stanie w pełni wytłumaczyć
zmian obserwowanych w obrębie adipocytów, fibroblastów, perycytów (komórki
słabo zróżnicowane związane z siecią małych naczyń krwionośnych, mogą być
wbudowywane w sieć naczyń w celu ich wzmacniania) czy komórek
mioepitelialnych. Najnowsze badania dają podstawy tłumaczące odstępstwa od
fizjologii, pokazując że mutacje GT198 bezpośrednio wpływają na komórki
macierzyste znajdujące się w naczyniach krwionośnych, które tworzą
poszczególne struktury gruczołu sutkowego. Zmutowane białko GT198
powodowało w hodowlach komórkowych aktywację czynnika wzrostu śródbłonka
naczyniowego (ang. vascular endothelial growth factor, VEGF), co może wpływać
na angiogenezę i adipogenezę. To składa w całość obserwowane dotąd zmiany
nowotworowe w sutku.
Dzięki badaniom wyłania się także nowy cel terapeutyczny w leczeniu raka piersi.
Wiemy, że mutacje GT198 wpływają na różne typy komórek zrębu tkanki piersi,
ponieważ wszystkie one wywodzą się z komórek progenitorowych. Powstaje
związek przyczynowo-skutkowy: zmutowane GT198 doprowadza do pojawienia się
nieprawidłowych komórek różnego typu.
Wprowadzanie wektora adenowirusowego
Źródło: Wikipedia, autor: Pisum, licencja: CC-BY-SA-3.0
Kolejnym krokiem będzie rozwój terapii celowanych nie tylko w
nowotworowo zmienione komórki, ale także w komórki progenitorowe,
które z powodu mutacji genowych „zboczyły na złą drogę”. Pozwoli to na
zniszczenie komórek odżywiających guz, co powinno być bardziej
efektywne niż celowanie w same komórki nowotworowe.
**
Autorzy w 2013 roku prowadzili badania nad mutacjami GT198 również w raku
jajnika. Już wtedy wskazali oni na możliwość indukcji rozwoju nowotworu z
powodu mutacji w genie GT198 .
Jednymi z pierwszych znanych genetycznych czynników ryzyka raka piersi i
jajnika były BRCA1 oraz BRCA2. Okazuje się, że 4% dziedzicznych raków piersi
posiada także mutacje germinalne w obrębie GT198.
mgr Agnieszka Helis, diagnosta laboratoryjny
Piśmiennictwo:
Yang Z. et al. GT198 Expression Defines Mutant Tumor Stroma in Human Breast
Cancer. A J Path, 18 Mar 2016.
Peng M. et al. Inactivating Mutations in GT198 in Familial and Early-Onset Breast
and Ovarian Cancers.Genes Cancer, 2013; 4, 1-2: 15–25.
Smartfony
w
onkologicznej
diagnostyce
Smartfona ma prawie każdy. Większość z nas nie wyobraża sobie bez niego
życia. Kalendarz, notatnik, kalkulator, radio, aparat fotograficzny,
kamera, stoper… i można by tak w nieskończoność wymieniać
zastosowania tego małego urządzenia. Smartfony są przydatne w wielu
dziedzinach naszego życia. Ostatnio zwrócono uwagę, że mogą
zrewolucjonizować życie chorych ludzi. Coraz częściej słyszy się o
wykorzystaniu smartfona jako glukometru, ultrasonografu czy
przydatnego narzędzia w wykrywaniu depresji oraz chorób oczu.
Niedawno badacze z The University of Texas Health Science Center w Houston
wykorzystali smartfon w diagnostyce raków skóry. Zbudowali oni bowiem tani
i łatwy w obsłudze mikroskop: przy użyciu smartfona, kulistego obiektywu,
plastikowego elementu, w którym umieszcza się obiektyw i łączy go ze
smartfonem oraz taśmy, zapewniającej stabilność wszystkich elementów.
Wykorzystano metodę konstrukcji mikroskopu opracowaną przez Smith et al., a
następnie zmodyfikowaną przez Bogoch et al.
Naukowcy stwierdzili, że używając tego narzędzia w krajach rozwijających się
można poprawić wykrywalność nowotworów złośliwych skóry.
Przanalizowano ponad tysiąc slajdów, wśród których wykryto 136 raków
podstawnokomórkowych, 94 raki płaskonabłonkowe i 15 czerniaków. Przy użyciu
smartfona zdiagnozowano 95,6 % raków podstawnokomórkowych oraz 89 %
płaskonabłonkowych i 60 % czerniaków (w porównaniu z mikroskopem
świetlnym).
Wprowadzanie wektora adenowirusowego
Źródło: Wikipedia, autor: Pisum, licencja: CC-BY-SA-3.0
Nowotwory skóry stanowią duży problem epidemiologiczny, ponieważ w ostatnich
latach wzrosła liczba zachorowań. WHO donosi, że każdego roku na całym świecie
zapadalność na czerniaka wynosi 132 000 osób, a na inne nowotwory skóry
między 2 a 3 miliony ludzi. W niektórych rejonach kuli ziemskiej lekarze nie mają
dostępu do odpowiedniego sprzętu, aby badać próbki skóry. Teraz wykorzystując
swoje smartfony mogą sfotografować preparat i przekazać go do weryfikacji
patologa lub ocenić samemu.
Najnowsze badania to pierwszy krok, wierzchołek góry lodowej, który ma
pokazać, że smartfon można wykorzystać w takich dziedzinach medycyny
jak dermatologia czy patologia. Urządzenie posiada doskonałe właściwości
użytkowe w zakresie niedrogiego diagnozowania raków skóry w
warunkach, w których tradycyjny mikroskop nie jest dostępny. Potrzebne
są jednak dalsze badania, aby zwiększyć czułość nowatorskiego testu.
mgr Natalia Grzegorzak, diagnosta laboratoryjny
Piśmiennictwo:
Jahan-Tigh RR. et al. Archives of Pathology & Laboratory Medicine 2016, 140(1):
86-90.
Smith ZJ. et al. Cell-phone-based platform for biomedical device development and
education applications. PLoS One 2011; 6(3): e17150.
Bogoch II. et al. Mobile phone microscopy for the diagnosis of soil-transmitted
helminth infections: a proof-of-concept study. Am J Trop Med Hyg 2013;
88(4):626–629.
Nietoksyczne
lekiem
nanokapsułki
z
Liposomy mogą być używane w przemyśle farmaceutycznym jako nośniki
leków. Niestety rozpoznawane są one jako obce antygeny przez układ
odpornościowy. Bazując na dotychczasowej wiedzy na ich temat, naukowcy
z uniwersytetu w Bazylei i Fryburgu pokazali, że specjalnie spreparowane
przez nich liposomy nie wywołują szkodliwych dla zdrowia reakcji.
Liposomy to małe, kuliste struktury, zbudowane z dwuwarstwy lipidowej. Dzięki
wyjątkowym cechom można ich używać jako mikroskopijnych kapsułek na leki. Są
one przede wszystkim biokompatybilne czyli zbudowane z takich samych
składników jak błony komórek naszego organizmu. Ich niewielkie rozmiary
pozwalają naprzechodzenie przez ściany naczyń krwionośnych w miejscach
rozwijania się stanu zapalnego, gdzie przestrzenie międzykomórkowe są większe.
Dzięki temu możliwy jest tzw. pasywny targeting czyli bierna akumulacja
liposomów w miejscu docelowym np. w regionie występowania guza
nowotworowego, infekcji bakteryjnej czy wirusowej. Ponadto mają one długi okres
półtrwania wynoszący od kliku godzin – tzw. klasyczne liposomy, do kilku dni –
tzw. liposomy długokrążące, co z kolei pozwala na utrzymanie stałego poziomu
leku we krwi.
Wprowadzanie wektora adenowirusowego
Źródło: Wikipedia, autor: Pisum, licencja: CC-BY-SA-3.0
Obecnie stosowane technologie pozyskiwania nośników leków na bazie liposomów
wciąż nie są do końca satysfakcjonujące. Nie wiadomo jaki procent liposomów
wchłaniają np. komórki nowotworowe. Problemem jest także reakcja organizmu
na liposomy. Wychodząc naprzeciw potrzebom naukowcy z Uniwersytetu we
Frubyrgu opracowali soczewkową formę liposomu, która pozwala na efektywne
dostarczanie leku do zwężonych tętnic wieńcowych. Krew płynie przez zwężenia
naczyń z dużą prędkością. W tych warunkach liposomy otwierają się i uwalniają
swoją zawartość.
Z powodu faktu, iż nasz układ odpornościowy rozpoznaje liposomy jako ciała obce,
może to prowadzić do powstania skutków ubocznych takich jak szok
anafilaktyczny. W związku z tym naukowcy skoncentrowali się na stworzeniu
sztucznych fosfolipidowych pęcherzyków, tzw. Pad-PC-Pad vesicles, jako
maleńkich “kapsułek” z lekiem.
Osiągnięto sukces – zaprojektowane liposomy nie wywołały aktywacji
składowych dopełniacza w surowicy ludzkiej i świńskiej w warunkach in vitro.
Idąc dalej, przetestowano liposomy Pad-PC-Pad in vivo, na żywych organizmach.
W tym celu wstrzyknięto je świniom i monitorowano różne parametry życiowe
takie jak tętno, ciśnienie krwi oraz wykonano EKG. Nawet wysokie dawki nie
wywołały niekorzystnych reakcji. Co więcej, biopsja nerek, płuc, serca i wątroby
zwierząt potwierdziły brak toksycznych zmian.
Badania in vitro oraz in vivo potwierdzają, że liposomy Pad-PC-Pad nie wywołują
reakcji anafilaktycznych, co rzutuje pozytywnie na przyszłość leczenia miażdżycy i
innych schorzeń za ich pomocą.
Według WHO choroba wieńcowa odpowiada aż za 30% zgonów na świecie.
Skala problemu uwidacznia potrzebę wyprodukowania wydajnych leków
możliwych do zastosowania w segmencie pozaszpitalnym. Pęcherzyki PadPC-Pad, ze względu na swoją bezinwazyjność i brak aktywowania
odpowiedzi immunologicznej organizmu, są idealnym kandydatem na
zastosowanie ich jako nośników leków.
mgr Agnieszka Helis, diagnosta laboratoryjny
Piśmiennictwo:
Bugna S. et al. Surprising lack of liposome-induced complement activation by
artificial 1,3-diamidophospholipids in vitro. Nanomedicine: Nanotechnology,
Biology, and Medicine, 2016; 12.
Synteza
skutecznego
związku
przeciwnowotworowego
Zespół badawczy z Rice University opracował sposób syntezy związków o
wysokim potencjale antynowotworowym jakim są trioksakarcyny.
Trioksakarcyny zostały odkryte podczas hodowli szczepu Streptomyces
bottropensis na podłożu fermentacyjnym. Wszystkie trioksakarcyny (A-F) są
metabolitami Streptomyces sp. Mają one właściwości przeciwbakteryjne, a
niektóre z nich wykazują cechy przeciwnowotworowe i przeciwmalaryczne.
W chwili obecnej nie ma leków opracowanych na bazie trioksakarcyn.
Trioksakarcyna uszkadza DNA poprzez nowy mechanizm. Wiąże się ona z DNA
komórek docelowych (np. komórek nowotworowych) i chemicznie modyfikuje
materiał genetyczny, zaburzając proces ich replikacji.
W badaniu naukowców z Rice University trioksakarcyny DC-45-A2, DC-45-A1, A,
D, C7″-epi-C oraz C zostały zsyntetyzowane poprzez reakcje stereoselektywne
wliczając w nie reakcje katalizowane przez eterat dietylowy trifluorku boru czy
glikozylacje katalizowane złotem.
Wprowadzanie wektora adenowirusowego
Źródło: Wikipedia, autor: Pisum, licencja: CC-BY-SA-3.0
Naukowcy podkreślają, że trioksakarcyna ma wysoki potencjał
przeciwnowotworowy i mimo tego, że jej działanie nie jest tak silne jak niedawno
zsyntetyzowanej sisomycyny (antybiotyk z grupy aminoglikozydów, o działaniu
przeciwnowotworowym, hamuje gen FoxM1), jest ono dużo silniejsze niż działanie
taksolu (cytostatyczny diterpen cisów), obecnie szeroko wykorzystywanego w
leczeniu raka (głównie w terapii raka jajnika, sutka, płuca, jądra, nowotworów w
obrębie głowy i szyi). Dotychczasowe spostrzeżenia kierują zespół ku poprawieniu
struktury trioksakarcyny poprzez syntezę analogu pożądanego związku, co
polepszyłoby jego właściwości i zmniejszyło ilość efektów ubocznych.
Trwają prace nad utworzeniem koniugatów związków cytotoksycznych ze
specyficznymi przeciwciałami celowanymi w komórki nowotworowe. Jest to jedno
z ważniejszych wyzwań spersonalizowanej chemioterapii.
Udało się dokonać replikacji rzadkich, naturalnie występujących u bakterii
związków. Dzięki temu możliwe jest uzyskanie większych ilości substancji i
poddania ich dalszym dogłębnym analizom, między innymi związanym z
dokładnym poznaniem ich budowy. Nowo rozwinięta technologia pozwoli
na skonstruowanie odmian biologicznych związków celem
zoptymalizowania ich profili farmakologicznych.
mgr Agnieszka Helis, diagnosta laboratoryjny
Piśmiennictwo:
Nicolaou KC. et al. Total Synthesis of Trioxacarcins DC-45-A1, A, D, C, and C7″epi-C and Full Structural Assignment of Trioxacarcin C. J Am Chem
Soc, 2016; 138 , 9: 3118–3124.
Maskey RP. et al. Anti-cancer and antibacterial trioxacarcins with high antimalaria activity from a marine Streptomycete and their absolute stereochemistry.
J Antibiot, 2004; 57,12:771-779.
Anty CD73 – nowa nadzieja w
terapii przeciwnowotworowej
Po okresie sceptycyzmu immunoterapia w leczeniu nowotworów powraca
do łask. Dzięki intensywnym badaniom nad zrozumieniem
skomplikowanych oddziaływań układu odpornościowego w walce z
nowotworem udało się zidentyfikować kluczowe molekuły decydujące o
kierunku tych interakcji. Nadzieją na skuteczniejszą walkę z nowotworem
są przeciwciała celowane w ekto-5’-nukleotydazę, znaną pod nazwą CD73.
Immunoterapia pierwszej generacji (molekułami IFN-α i IL-2) stosowana była
przez wiele dekad w leczeniu zaledwie kilku typów nowotworów. Terapie te nie
wykazywały wystarczającej skuteczności, gdyż nie cechowały się specyficznością,
czego wynikiem były liczne skutki uboczne u pacjentów im poddanych.
Immunoterapia drugiej generacji cechuje się większymi możliwościami
bazującymi na dokładniejszym poznaniu środowiska nowotworowego.
W środowisku nowotworowym panują surowe warunki, w których aby dana
komórka przetrwała musi reprogramować swoją maszynerię metaboliczną. W
przypadku komórki rakowej jedną z ważniejszych i wpływowych zmian jest
zwiększona ekspresja ekto-5’-nukleotydazy. Jest to enzym kataboliczny, który
odgrywa decydującą rolę w progresji nowotworu poprzez nadprodukcję
pozakomórkowej adenozyny. Poprzez interakcje ze specyficznymi GPI
(zakotwiczonymi receptorami) adenozyna nadaje nowy kształt komórkom w
otoczeniu nowotworowym, jednocześnie rozregulowując system odpornościowy i
promując unaczynienie nowotworu. W ten sposób nowotwór może łatwo dawać
przerzuty.
Wprowadzanie wektora adenowirusowego
Źródło: Wikipedia, autor: Pisum, licencja: CC-BY-SA-3.0
W terapii celowanej przeciw CD73 stosuje się małej masy cząsteczkowej inhibitory
takie jak APCP (adenozyno-5′-(α,β-methylene)difosforan, analog adenozyno-5′difosforanu), których zaletami są m.in. łatwa doustna aplikacja leku, lepsze
oddziaływanie na mikrośrodowisko nowotworu, możliwość różnicowania receptur
leku na potrzeby farmakokinetyczne i farmakodynamiczne oraz niskie koszty
zakupu leku. Z kolei przeciwciała monoklonalne wykazują wyższą specyficzność i
dłuższy okres półtrwania w porównaniu do inhibitorów. Ponadto nieocenioną
zaletą użycia przeciwciał jest fakt, że celują one nie tylko w działanie katalityczne
CD73, ale także inne czynniki, które pełnią istotną rolę w metastazie. Różnica w
stosowaniu odpowiedniego leku bazuje na typie nowotworu – przeciwciała CD73
sprawdzą się lepiej w walce z inwazyjnym nowotworem, podczas gdy terapia
inhibitorami będzie bardziej skuteczna w leczeniu nieinwazyjnego typu.
Niezależnie od typu leku blokada CD73 stanowi doskonały cel terapeutyczny w
walce z nowotworami.
W szczególności pozwoli ona na zwiększenie skuteczności nowatorskich terapii
bazujących na manipulacji efektorowych limfocytów T poprzez blokadę punktów
kontrolnych układu immunologicznego przeciwciałami takimi jak ipilimuman
(przeciwciało anty-CTLA 4) i nivoluman, (przeciwciało anty-PD1).
Aby poszerzyć zakres działania i skuteczności terapii wiele badań wskazuje na
połączenie powyższych dwóch sposobów z tradycyjnymi metodami leczenia
nowotworu (radioterapia, chemioterapia i inne). Ponadto, relacja pomiędzy
nadekspresją CD73 i typem raka, a także prognoza i reakcja pacjenta na
chemioterapię, wspierają potencjalną wartość CD73 jako biomarkera w
spersonalizowanej terapii nowotworowej.
Pomimo wielu obiecujących perspektyw, jak każdy naturalnie występujący
związek w organizmie człowieka, białko CD73 pełni także znaczące funkcje w
procesach takich jak bariera nabłonkowa, regulacje procesów resorpcji i
wydzielania na poziomie jelitowym. Chociaż badania na myszach pozbawionych
CD73 lub leczonych lekami anty CD73 nie pokazały znaczących skutków
ubocznych, to wdrażając nowy lek w fazę badań klinicznych, należy zachować
ostrożność. Terapia anty CD73 może wywołać u pacjenta nadmierną aktywność
układu odpornościowego, co z kolei grozi zwrotem przeciw własnemu
organizmowi i wywołaniem różnego rodzaju chorób autoimmunologicznych.
Zachęcające wyniki badań faz przedklinicznych pozwalają szacować, że terapie
przeciw CD73 wkrótce wejdą w fazę badań klinicznych. Obecnie celem
naukowców jest wyprodukowanie przeciwciał humanizowanych. Wstępne wyniki
pokazują, iż jeden z leków anty CD73 (MEDI9447) może zostać użyty w terapii w
połączeniu z anty PD-1 u pacjentów z zaawansowanymi guzami litymi.
Nie ulega wątpliwości, że wykorzystanie CD73 w immunoterapii
nowotworowej jest gorącym tematem w środowisku naukowym. Daje to
nadzieję, że dzięki nowym możliwościom i opracowaniu nowatorskich
terapii coraz więcej walk z rakiem skończy się wygraną pacjenta.
Adrianna Grzelak
Piśmiennictwo:
Antonioli L. et al. Anti-CD73 in Cancer Immunotherapy: Awakening New
Opportunities. Trends in Cancer, 2016; 2, 2: 95-106.
Download
Random flashcards
ALICJA

4 Cards oauth2_google_3d22cb2e-d639-45de-a1f9-1584cfd7eea2

Motywacja w zzl

3 Cards ypy

66+6+6+

2 Cards basiek49

Pomiary elektr

2 Cards m.duchnowski

słowka

2 Cards kksenia.kot1997

Create flashcards