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.
