Otkrivanje cirkulacionih tumorskih ćelija i DNK bez ćelija
* 1. juna 2016. godine FDA je odobrio test tečnog biopsije radi otkrivanja mutacija EGFR-a kod osoba sa malokalibarskim rakom pluća. Ovo je prvi "test krvi" odobren za procenu i liječenje karcinoma pluća.
Šta je biopsija tečnosti? Vaš onkolog je možda spomenuo ovaj novi metod evaluacije karcinoma pluća ili ste možda čuli za ovu tehniku dok istražujete vaš rak online.
Kakva je to procedura, kada se to može učiniti, koje su prednosti i mane, i gde se krećemo sa ovim aspektom precizne medicine za rak pluća?
Šta je tečna biopsija?
Možda ste upoznati sa konvencionalnim biopsijama pluća pluća. U cilju dijagnoze kancera pluća , na neki način se dobija uzorak tumora. Zatim, dok se lečenje nastavi, možda će biti potrebno dalje biopsije da se vidi da li je tumor "evoluirao" - to je ako je razvio nove mutacije koje ga čine otpornim na trenutni tretman.
Zar ne bi bilo lepo ako bi se te tradicionalne biopsije (barem neke ipak) mogle zameniti jednostavnom testom krvi? Za rak pluća, barem za nadgledanje nekih ljudi sa specifičnim molekularnim profilom, ta želja postaje stvarnost.
Postoji mnogo toga što ne znamo kada je u pitanju potencijal tečnih biopsija za praćenje dijagnoze i lečenja karcinoma pluća, ali ćemo podeliti nešto od onoga što znamo danas.
Trenutno u Sjedinjenim Američkim Državama sve tečne biopsije se smatraju istraživanjima za dijagnozu i upravljanje karcinomom pluća i ne treba ih koristiti samo za vođenje dijagnoze ili monitoring tretmana ove vrste karcinoma.
Vrste tečnih biopsija
Kako bi krvni prijem mogao da pomogne u praćenju raka?
Kako ćelije stižu tamo? Bilo bi korisno početi govoreći tačno o tome šta lekari traže u uzorku tečnosti za biopsiju (krv) od nekoga kancerog. Znamo da tumorske ćelije, a češće dijelovi tumorskih ćelija, često raskidaju od tumora i ulaze u krvotok. Ovo ne znači da je tumor metastatičan i da se fragmenti ćelija raka mogu pojaviti u krvi čak iu ranijim stadijumima raka. U dosadašnjem istraživanju, naučnici traže nešto od sledećeg:
- Cirkulirajuće tumorske ćelije (CTCs) - Ovo se odnosi na tumorske ćelije koje se mogu naći u krvotoku nekih ljudi sa kancerom. Do sada su CTCs važniji kod karcinoma, različitih od karcinoma pluća ne-malih ćelija, a primarno se koriste za određivanje prognoze ovih karcinoma. Postoje neki dokazi da CTC mogu pomoći u malim ćelijskim karcinomima pluća , au jednoj studiji 85 odsto pacijenata sa malim ćelijskim karcinomom pluća imalo je CTC. Evaluacija ovih CTC-ova kod pacijenata sa malim ćelijskim karcinomom pluća izgleda da predviđa ukupan opstanak.
- Ćelijska (cirkulišuća) tumorska DNK (ctDNA) - Za razliku od celih tumorskih ćelija koje se najčešće nalaze u krvi, ovi uzorci mogu otkriti fragmente tumorskih ćelija koje su se odvojile od tumora i prelome u krvotok. Ovo se može javiti ili od primarnog tumora ili od metastatskih tumora. Ova ctDNA je pronađena u jednoj studiji koja je prisutna kod 82 odsto pacijenata sa rakom sa čvrstim tumorima koji nisu moždani. Pronađen je u tumorima svih stadijuma, ali je verovatnije da će se naći kod viših stadijuma raka.
- Tumorna RNK u trombocitima - verovatno ste saznali manje o tumorskoj RNK u trombocitima nego kod CTCs i ctDNA, ali ovo je još jedna uzbudljiva oblast pod naslovom tečne biopsije. Trombociti su poznati po svojoj sposobnosti da uzimaju RNK od tumora i mogu igrati ulogu u širenju raka.
Do sada je odobrena FDA odobrena samo za korišćenje CTC-a kao mere za procjenu prognoze (a sada ctDNA za otkrivanje EGFR mutacija), ali korištenje ctDNA i tumorske RNK u trombocitima vjerovatno će pružiti više pomoći u praćenju raka, kako vrijeme ide on.
Tečna biopsija nasuprot konvencionalnoj biopsiji tkiva - zašto je uzbuđenje i kako to izgledati?
Možda se pitate zašto postoji puno uzbuđenja u vazduhu zbog mogućnosti pratiti neke vrste raka sa tečnim biopsijama.
U nastavku ćemo navesti neke moguće prednosti i nedostatke, ali najprije uporedimo primer kako se može pratiti i liječiti rak pluća i bez upotrebe ovih biopsija.
Kako se može menjati karcinom pluća prilikom dijagnoze?
Zamislite da ste na novo dijagnostikovali rak pluća ne-malih ćelija. Obično, dijagnoza se izrađuje korišćenjem konvencionalnih biopsija pluća pluća sa tkivom koje uzima ili:
- Biopsija igle
- Endobronhijalni ultrazvuk i biopsija (igla ubačena u tumor kroz bronhijalnu tubu tokom bronhoskopije)
- Otvorena plućna biopsija (ili torakoskopija, u kojoj se osvetljeni instrument ubacuje kroz male rupe u grudima ili torakotomiju, uključujući ukrštanje kroz grudni zid za pristup plućima)
Ove trenutne tehnike biopsije nose rizik od infekcije, krvarenja, kolapsa pluća (pneumothorax) i naravno bol.
Kada se tkivo dobije, pacijentu se šalje na mikroskop i takođe radi specijalnih testova koji traže specifične genetske abnormalnosti u tumorskim ćelijama. Ovaj gen (ili molekularno) profilisanje često traje nekoliko nedelja (često pet do šest) pre nego što su rezultati dostupni. Ako se pronađe genetska abnormalnost (kao što je EGFR mutacija), lečenje se može započeti ciljanim lekom, kao što je inhibitor tirozin kinaze Tarceva (erlotinib.)
Uz tehniku biopsije tečnosti, umesto da se radi na invazivnoj biopsiji kao što je biopsija igle za dobijanje tkiva za profiliranje gena (posebno testiranje mutacije gena za dvije mutacije koje test trenutno može testirati), jednostavno se može izvući krv - mnogo manje invazivni test. A umesto nedelja čekanja za rezultate, brzo genotipizovanje plazme može dati rezultate za oko tri dana. Dakle, u vreme dijagnoze, pacijenti sa EGFR mutacijom mogli bi imati mutaciju otkrivenu ne samo kroz mnogo manje invazivni test, već bi se mogla započeti na terapiji kako bi se ta mutacija rešila za samo nekoliko dana. (Još uvek nismo sa tehnologijom da "pronađemo" druge genetske abnormalnosti kao što su ALK preuređenja i ROS1 preuređenja .)
Kako je moguće nadgledati promenu karcinoma pluća?
Još više uzbudljiviji je potencijal za korištenje tečnih biopsija za nadgledanje ljudi koji se već liječe sa lekovima koji ciljaju na EGFR mutaciju.
U ovom trenutku, kada se neko započne na EGFR inhibitor kao što je Tarceva, tokom njihovog oboljenja prati se periodičnim CT skeniranjem kako bi se posmatrao rast tumora. Znamo da će praktično svaki tumor razviti otpor na ove lekove u vremenu, ali taj period značajno varira između različitih ljudi. Kako znate kada je došlo to vrijeme? Tradicionalno, saznajemo da je kod tumora razvijen otpor kada skeniranje (kao što je CT skeniranje ili PET skeniranje) pokazuje da je tumor počeo ponovo da raste. Većinu vremena (osim ako simptomi ukazuju na rak se pogoršava) pacijenti saznaju da su njihovi lekovi prestali da rade kada dobiju rezultate skeniranja koje pokazuju da ponovo raste tumor.
U to vreme, lekovi se zaustavljaju i ljudi se ponovo suočavaju sa obavljanjem druge biopsije kako bi procenili tumor da bi potražili promene koje su ga učinile otpornim. Kao što je gore navedeno, uobičajene biopsije pluća nosi rizik od invazivnijeg postupka, i opet, potrebno je nedelje bez tretmana da bi se saznali rezultati i razumeli gde treba ići dalje.
Nasuprot tome, sa biopsijom tečnosti koja se periodično vrši, lekari bi mogli mnogo ranije reći ako je tumor postao otporan na lekove. U studijama je utvrđeno da se ove promjene pojavljuju u ctDNA-u dugo prije nego što se promjene vezane za otpor pojavljuju na CT skeniranju. Tokom ovog perioda - između kada test krvi prikazuje otpor i nalazi se na CT skeniranju - ljudi bi koristili lek koji više nije efikasan i da se suoče sa neželjenim efektima leka koji nije potreban. To znači i duži vremenski period pre nego što se oni mogu prebaciti na efikasnu terapiju.
Sa rezultatima tečnosti biopsije koji pokazuju otpornost, uzorak tumora (iz biopsije tečnosti) može se procijeniti i pacijent se zatim može promijeniti na liječenje sledeće generacije koja cilja na mutaciju gena ili eventualno na drugu vrstu terapije, kao što je hemoterapija ili imunoterapija .
Heterogenost tumora i tečne biopsije
Još jedna potencijalna prednost koju biopsija tečnosti može imati u odnosu na konvencionalnu biopsiju pluća pluća odnosi se na tumorsku heterogenost. Znamo da su kancer pluća heterogeni, što znači da različiti dijelovi tumora (a naročito različiti tumori poput primarnog tumora i metastaze) mogu biti nešto drugačiji u njihovim molekularnim karakteristikama. Na primjer, mutacija prisutna u ćelijama karcinoma u jednom dijelu tumora možda neće biti prisutna u ćelijama u drugom dijelu tumora. Da bi to razumjeli, korisno je shvatiti da se rakovi stalno mijenjaju, razvijaju nove karakteristike i mutacije.
Konvencionalna biopsija je ograničena jer uzorkuje samo jednu specifičnu površinu tkiva. Nasuprot tome, biopsija tečnosti može verovatno odražavati karakteristike tumora u celini. Ovo se već videlo u studijama, u kojima bi se mogla saznati mutacija vozačeve mutacije biopsijom tečnosti koja bi inače bila promašena na biopsiji tkiva.
Prednosti tečne biopsije preko konvencionalne biopsije
Za stvarno razumevanje uzbuđenja, ali i mogućih ograničenja uzorkovanja biopsije tečnosti, može vam pomoći da navedete neke od mogućih prednosti i nedostataka postupka.
- Rezultati tečne biopsije su bliži "realnom vremenu". Drugim rečima, oni mogu dozvoliti raniju procenu efikasnosti i otpornosti tumora tokom lečenja. Kada se uradi biopsija tkiva, rezultati molekularnog profiliranja (genskog profiliranja) na tumoru obično traže nekoliko nedelja (često pet do šest), dok testiranje mutacije gena na uzorku tečnosti biopsije traje samo oko tri dana. Ovo je vreme u kome se može koristiti specifičan tretman ili tokom kojeg bi se lijek za ciljanu generaciju sledeće generacije mogao koristiti ako se utvrdi da je tumor otporan.
- Sama procedura za biopsiju tečnosti je brža od konvencionalne biopsije.
- Tečne biopsije su manje invazivne.
- Neki tumori su u područjima kojima je teško pristupati kako bi se uradila konvencionalna biopsija tkiva.
- Neki tumori i metastaze nisu idealni uzorci za profilisanje gena - na primjer, metastaze kostiju
- Tečne biopsije dozvoljavaju tumorsku heterogenost. Kao što je gore navedeno, većina tumora je heterogena. Tečna biopsija može biti u mogućnosti dati uzorcima verovatnije da predstavljaju tumor u cjelini u kontrastu sa uobičajenim uzorkom biopsije koji bi bio reprezentativan samo za ćelije u tom dijelu tumora.
- Verovatno je da bi tehnike tečnog biopsije na kraju bile jeftinije od konvencionalnih biopsija.
- Tečne biopsije imaju manji rizik od komplikacija od onih kod konvencionalnih tehnika biopsije, kao što je rizik od infekcije, krvarenja i kolapsa pluća (pneumothorax). Ove komplikacije ne samo da smanjuju kvalitet života, već mogu dovesti do kašnjenja u tretmanu (a posledice odlaganja mogu značiti progresiju tumora.)
- Tečne biopsije su manje bolne.
- Ako biopsiju treba ponoviti zbog nedovoljnog tkiva, mnogo je lakše ponoviti izvlačenje krvi od ponovnog konvencionalnog biopsije.
- Unapređenje nauke o raku. Posmatrajući rezultate tečnih biopsija koji se često rade tokom vremena, istraživači mogu saznati više o tome kako se tumori genetski menjaju tokom vremena.
- Tečne biopsije mogu uzimati mutacije koje se propuste na uzorkovanju tkiva.
- Tečne biopsije - ako otkriju otpor pre, mogu pomoći u rezerviranju nepotrebnog lečenja (i bilo kakvih neželjenih efekata koji se odvijaju sa tim tretmanom), dok maksimalno povećava vrijeme kada neko koristi efikasan tretman.
- Tečne biopsije mogu teoretski smanjiti količinu zračenja date zbog trenutne potrebe za čestim skeniranjem za praćenje napretka.
Nedostaci tečne biopsije
U ovom trenutku postoji puno toga da se nauči o biopsijama tečnosti. Trenutno su ograničeni na otkrivanje mutacija gena kao što su oni u EGFR-u (mada postoji priča da će uskoro moći da se koriste za otkrivanje translokacija i drugih promjena.) U većini vrste karcinoma pluća, cirkulacija ćelija raka ili DNK raka se javlja samo u relativno malom broju karcinoma pluća i pod utjecajem je tipa i stadijuma raka. Negativan rezultat tečne biopsije ne znači da rak nije prisutan u organizmu.
Trenutni status tečnih biopsija za rak pluća
Tečne biopsije se prvenstveno koriste za istraživanja u Sjedinjenim Državama, iako neki onkologi koriste ove da bi otkrili ili pratili pacijente sa mutacijama EGFR-a. To je rekao da je 1. juna 2016. godine odobren odobren test za biopsiju tečnosti - prvi test ove vrste za karcinom pluća - za procjenu mutacija EGFR-a kod pacijenata sa malokalotičnim karcinomom pluća.
Najmanje jedan veliki centar raka sada nudi test zajedno sa brzim genotipizacijom plazme za sve pacijente sa malom ćelijskom karcinomom pluća ili u vreme dijagnoze ili nakon relapsa / ponovnog raka pluća .
U Evropi se trenutno koriste za osobe sa malokalibarskim rakom pluća da bi se procenile za mutacije EGFR-a i smatraju se neophodnim kako bi se utvrdilo da li su ljudi kandidati za lečenje inhibitorima tirozin kinaze.
Šta nas drži nazad?
Može biti zbunjujuće kada se upoznaju sa tečnim biopsijama, zašto ova tehnika još nije urađena široko. Ono što još uvek ne znamo je koliko će tečna biopsija ispuniti dva zahteva: tačnost i pouzdanost. Potrebno je utvrditi da tečne biopsije mogu pružiti iste informacije (ili bolje) od biopsija tkiva i dosljedno dostavljati te informacije.
Budućnost
Teško je tačno znati šta je potencijal tečnih biopsija u ovoj fazi istraživanja, jer su tako novi. Na kraju, nadamo se da će tehnika pomoći ne samo u proceni prognoze i nadgledanja otpora, već i kao alat za otkrivanje raka - iako je to i dalje na putu. Na ovaj ili onaj način, to je uzbudljiv aspekt istraživanja raka u dobi precizne medicine.
Izvori:
Bettegowda, C., Sausen, M., Leary, R. i dr. Detekcija cirkulirajuće tumorske DNK kod ranih i kasnih stadija humanog maligniteta. Nauka Translational Medicine
Imamura, F., Uchida, J., Kukita, Y. i dr. Praćenje odgovora terapije i klonske evolucije tumorskih ćelija cirkulišući tumorsku DNK heterogenih mutantnih EGFR gena kod karcinoma pluća. Rak pluća . 2016. 94: 68-73.
Jiang, T., Ren, S. i C. Zhou. Uloga analize DNK cirkulacije i tumora kod raka pluća ne-malih ćelija. Rak pluća . 2015. 90 (2): 128-34.
Karachaliou, N., Mayo-de-las-Casas, C., Molina-Vila, M. i dr. Tečne biopsije u stvarnom vremenu postaju realnost u lečenju karcinoma. Annals of Translational Medicine . 2015. 3 (3): 36.
Mahaswaran, S., Sequist, L., Nagrath, S. i dr. Detekcija mutacija u EGFR-u u cirkulišućim ćelijama pluća pluća. The New England Journal of Medicine . 2008. 359 (4): 366-77.
Sacher, A., Paweletz, C., Dahlberg, S. i dr. Potencijalna validacija brzog genotipizacije plazme za otkrivanje EGFR i KRAS mutacija u naprednom raku pluća. JAMA Onkologija . Objavljeno online 7. travnja 2016.
Santarpia, M., Karachaliou, N., Gonzalez-Cao, M. i dr. Izvodljivost ćelijskih cirkulacionih tumorskih DNK testova za rak pluća. Biomarkeri u medicini . 2016. 10 (4): 417-30.