Tekoče biopsije zagotavljajo popolno sliko genetskih sprememb, povezanih z odpornostjo na zdravila proti raku

Mnogi bolniki opazijo, da se njihovi tumorji zmanjšujejo kot odziv na zdravilo, le da se jim vrnejo z maščevanjem, ko se razvijajo, da bi preprečili zdravljenje. Onkologi želijo hitro odkriti odpornost na zdravila proti raku, ko se pojavi pri njihovih bolnikih, in identificirati drugo zdravilo, na katerega se bodo tumorji še odzvali.

Nova študija skupine raziskovalcev na Broad Institute of MIT in Harvard, Splošna bolnišnica Massachusetts (MGH), IBM Research, in druge organizacije so korak naprej v tej smeri. Raziskovalci so preučili novo metodo vzorčenja tumorjev, znano kot tekoča biopsija - vzorec krvi bolnika, ki vsebuje DNA, izločeno iz tumorjev, imenovana krožna tumorska DNA, ali ctDNA, ki jih je mogoče izolirati in analizirati.

Raziskovalna skupina je primerjala rezultate tekočih in standardnih biopsij tkiva pri bolnikih, ki so bili zdravljeni zaradi raka na prebavilih, vendar so razvili odpornost na zdravila. Ugotovitve, objavljeno danes v Naravna medicina , razkrivajo, da tekoče biopsije zagotavljajo popolnejšo sliko o genetski raznolikosti pacientovega raka in o tem, kako tumorji razvijajo odpornost na zdravila na molekularni ravni. Ta slika izpodbija pogled na to, kako se običajno pojavi odpornost na zdravila proti raku, s pomembnimi posledicami za zdravljenje.

Izjemno, ugotovili smo, da skoraj vsak bolnik, ki smo ga analizirali, ni razvil samo enega, vendar več mehanizmov odpornosti na zdravila hkrati, in to je lahko pogostejše, kot smo mislili prej. To je resnična sprememba paradigme in nas bo prisilila, da premislimo ne le o biologiji odpornosti na zdravila proti raku, ampak tudi o tem, kako se bomo v prihodnosti k njej lotili terapevtsko. "

Gad Getz, soavtor študije, direktor skupine za računalniško analizo genoma raka na Broadu in katedra za onkologijo Paul C. Zamecnik v Centru za raka MGH

Rezultati bi lahko razložili, zakaj rak, ko razvije odpornost na zdravila, tako težko premagati. Študija kaže tudi na možne molekularne mehanizme, na katerih temelji odpornost na zdravila, kar bi lahko pokazalo pot do novih in bolj prilagojenih terapij.

Biopsija tkiva je temelj diagnoze raka, vendar so invazivne in omogočajo vpogled v samo eno lokacijo v enem samem tumorju. Vendar tumorske celice, tudi bližnje, se lahko genetsko razlikujejo med seboj. Tekoče biopsije, ki vključujejo informacije iz več tumorskih lezij, so obetavna alternativa, vendar se v kliniki redko uporabljajo.

Da bi raziskali uporabnost tekočih biopsij pri odkrivanju pridobljene odpornosti na zdravila pri raku, Getz, soavtor Ryan Corcoran, raziskovalec na MGH in Harvard Medical School, in njihovi kolegi, vključno s prvimi avtorji Aparna Parikh, Ignaty Leshchiner, in Liudmila Elagina, preučevali 42 bolnikov z različnimi oblikami raka prebavil, ki so se zdravili s ciljnimi zdravili. Ko so bolniki pokazali znake odpornosti na zdravila, raziskovalci so analizirali njihove tumorje z biopsijo tekočine in tkiva. Uporabili so zbirko računalniških orodij, razvitih na Inštitutu Broad, znan kot PhylogicNDT, za analizo tumorske DNA in njihovih mutacij odpornosti. Medsebojna primerjava tekočih in tkivnih biopsij je pokazala, da je v skoraj 80% primerov tekoče biopsije so odkrile klinično pomembne genetske spremembe, povezane z odpornostjo na zdravila, ki niso bile ugotovljene s standardnimi biopsijami tkiva.

"Ta študija je največja doslej, ki neposredno primerja tekočo biopsijo z biopsijo tumorja v okolju odpornosti proti raku, "je dejal Corcoran." Naše ugotovitve kažejo, da je tekoča biopsija lahko najprimernejša klinična metoda za oceno, kako so se tumorji bolnikov razvili, potem ko so postali odporni na terapijo. "

Analiza DNK pri več bolnikih v študiji ni pokazala jasnih mehanizmov odpornosti. Če želite izvedeti več o teh primerih, raziskovalci IBM -a v skupini so razvili algoritme strojnega učenja za združevanje bolnikov glede na skupne ali podobne vzorce genetskih sprememb, povezanih z odpornostjo na zdravila. S tem, raziskovalci so lahko predlagali možne odporne mehanizme za te primere.

Študija je del petletnega sodelovanja med Broad Institute in IBM Research za analizo tumorjev pred in po nastopu odpornosti na zdravila, da bi odkrili osnovne mehanizme, ki poganjajo odpor. Sodelovanje je nastalo iz projekta odpornosti proti raku in biopsije krvi, ki ga podpira Fundacija družine Gerstner.

"IBM, Široke ekipe in skupine MGH prinašajo dopolnilno znanje in orodja, hkrati pa se spopadajo s težkim problemom pridobivanja pomena iz podatkov, in ta interakcija se je izkazala za zelo plodno, "je dejal Laxmi Parida, Raziskovalni sodelavec IBM, Računalniška genomika, in so-PI, skupaj z Getzom, o sodelovanju Broad/IBM. "Sodelovanje je bilo še posebej vznemirljivo ne le zaradi izjemne sinergije med ekipami, temveč tudi zaradi neprecenljivih podatkov, ki jih zbira za uporabo celotna raziskovalna skupnost."

Čeprav je ta nova študija pokazala nekaj motečih ugotovitev, avtorji poudarjajo, da večji, potrebna so celovitejša prizadevanja za popolno razumevanje odpornosti na zdravila proti raku. "Da bi resnično začrtali celotno pokrajino mehanizmov odpornosti proti raku, potrebujemo veliko večje študije, ki zajemajo različna zdravila in vrste raka, "je rekel Getz.

• Črevesni mikrobiom bi lahko uporabili za napovedovanje tveganja za raka na črevesju pri posameznikih
• Zgodnja izpostavljenost antibiotikom povzroči dolgotrajno stransko škodo pri nedonošenčkih