В этом методе используется «жидкая биопсия» – образец мочи – вместо необходимого сегодня инвазивного отбора образцов опухоли, а также метод, разработанный и запатентованный Джорджтауном для культивирования раковых клеток, который может выявить молекулярные основы уникального рака мочевого пузыря каждого пациента.
В их исследовании, опубликованном в журнале Protein & Cell, предлагается недорогой, более простой и безболезненный метод, позволяющий определить наилучшее лечение опухоли мочевого пузыря у каждого человека, отслеживать ход этого лечения, прогнозировать или обнаруживать рецидив рака на ранней стадии и определять новые лекарства. которые крайне необходимы для лечения этого распространенного рака.
Рак мочевого пузыря является наиболее распространенным урологическим раком в Китае и входит в десятку самых частых причин смерти от рака в США.S, в результате чего в 2018 году погибло около 17000 человек.
В настоящее время не существует метода, позволяющего предсказать, какие пациенты ответят на терапию – и, помимо нового и ограниченного использования иммунотерапии, схемы лечения рака мочевого пузыря не улучшились, а показатели выживаемости не увеличились за последние 30 лет.
Кроме того, поскольку рак возвращается более чем у 60% пациентов в течение двух лет после первоначального диагноза, почти всем пациентам требуется длительная назойливая, неудобная и дорогостоящая цистоскопия, которая делает рак мочевого пузыря самым дорогостоящим из всех типов рака (на случай). по мнению исследователей.
"Это первое исследование, показывающее на образцах пациентов, что" биопсия живой жидкости "из мочи может помочь в выборе лечения.
Эта работа также предполагает, что мы могли бы выращивать и тестировать раковые клетки для лечения от других «живых биомаркеров», обнаруженных в крови и слюне. Мы только находимся в начале этого нового диагностического новшества », – говорит соавтор исследования, Сюэфэн Лю, доктор медицины, профессор патологии и онкологии и член Центра репрограммирования клеток Джорджтаунского университета и Джорджтаунского центра комплексного рака Ломбарди.
Другой соавтор – Юнджун Данг, доктор философии, профессор Университета Фудань в Китае. Ведущий автор – Шуай Цзян, доктор медицины, уролог из Университета Фудань. "Это исследование, и доктор.
Более ранняя работа Лю демонстрирует огромный потенциал предложения жидкостной биопсии для точной медицины в реальном времени для диагностики и лечения рака мочевого пузыря », – говорит Данг.
Возможность использовать мочу пациента для выращивания клеток – это трансформационная инновация из Джорджтауна, называемая «условным перепрограммированием» или CR. Клетки, полученные от пациентов с использованием CR, могут расти бесконечно без генетических манипуляций, – говорит Лю.
До этого метода, которому менее десяти лет, нормальные клетки не могли расти в лабораторной культуре, а раковые клетки приобретали многочисленные генетические мутации с использованием предыдущих методов культивирования. За то короткое время, что исследователи во всем мире использовали CR, этот метод оказался очень полезным в фундаментальных и клинических исследованиях многих видов рака. Управление геномики рака Национального института рака также разрабатывает условно перепрограммированные клетки, используя метод Джорджтауна в качестве модель рака человека следующего поколения.
«Функциональный анализ с использованием моделей, полученных от пациентов, таких как CR, срочно необходим для точной онкологии», – говорит Лю. В настоящее время процент U.S. Он добавляет, что количество пациентов с онкологическими заболеваниями, которым помогает лечение онкологических заболеваний на основе генома, составляет менее 10%.
Жидкая биопсия может заменить текущий метод анализа опухоли пациента, чтобы помочь в прямом лечении. Авторы говорят, что новое исследование предполагает, что жидкие биопсии предоставляют одинаково точную и динамичную клиническую информацию и могут фиксировать сложный генетический мутационный профиль первичных и метастатических опухолей. Моча – один из самых удобных, безболезненных и дешевых источников жидкой биопсии – и поскольку моча хранится в мочевом пузыре до тех пор, пока не высвобождается, она легко обеспечивает раковые клетки, необходимые для рака мочевого пузыря.
В этом исследовании, опубликованном как «экспресс-отчет», сравниваются биопсии опухоли от 70 пациентов с отдельными образцами мочи, обработанными с помощью культур CR (CRC). Первичные клетки, выделенные из мочи и образцов опухоли, быстро образовали CRC и репрезентативные трехмерные компактные сфероиды. Общий уровень успеха культивирования CRC в моче составил около 84%.
«Точно так же анализ соотношения мутаций как для ткани пациента, так и для соответствующего CRC подтвердил, что как однонуклеотидные варианты, так и вставки и делеции ДНК сохранялись во время культивирования», – говорит Лю.
Это означает, что в моче пациента образовывались раковые клетки, молекулярно соответствующие образцу раковой ткани. «Мы также идентифицировали некоторые мутации, не идентифицированные в исходной биопсии опухоли, что позволяет предположить, что культуры клеток мочи лучше отражают общее разнообразие опухоли, чем единичная биопсия», – говорит он. «Методика CRC может также расширить наше понимание того, как низкочастотные мутации способствуют развитию и прогрессированию рака мочевого пузыря. В целом, культура CRC может выявить новые действенные мишени для лекарств и помочь объяснить, почему этот рак так часто оказывается устойчивым к лечению."
После определения того, что колонии мочи и образцы опухолевой ткани имеют совпадающие молекулярные характеристики и генетические изменения, исследователи протестировали раковые клетки CRC на основе мочи с 64 клиническими онкологическими препаратами.
Они обнаружили, что в целом раковые клетки на основе мочи были устойчивы к более чем половине лекарств. И они обнаружили, что многие раковые клетки мочи были очень чувствительны к одному из препаратов, бортезомибу, который в настоящее время тестируется на другую опухоль мочевого пузыря, уротелиальный рак.
Исследователи также показали, что по мере развития опухолей они меняются, становясь более разнообразными в молекулярном отношении. «В нашем исследовании мы можем получить образцы мочи в любое время до и после лечения, что дает возможность получить данные о патологических состояниях в реальном времени», – говорит Лю.
Фактически, для некоторых пациентов исследователи сравнивали чувствительность к лекарствам на основе CRC на основе мочи с клиническими реакциями пациента на традиционное лечение, а также с последующими изображениями КТ и ПЭТ. Они обсуждают, как этот анализ семи пациентов соответствовал истории болезни пациента и его результатам CRC на основе мочи, «что подтверждает и поддерживает использование условного перепрограммирования мочи в клинической практике», – говорят исследователи.
«Мы успешно создали новую удобную модель CRC, которая точно сохраняет молекулярные характеристики и генетический ландшафт исходной опухоли», – пишут авторы исследования. "Высокий уровень успешности и быстрое распространение CRC в моче означает, что они подходят для крупномасштабных испытаний на наркотики."
Лю добавляет, что доказанная способность образовывать трехмерные опухолевые сфероиды из CRC позволит им изучить микросреду опухоли, которая способствует лечению, устойчивости и прогрессированию рака. «Эта новая система рака мочевого пузыря in vitro открывает нам новые возможности для прогнозирования лекарственной реакции конкретного пациента и превращения надежды на персонализированную медицину в реальность», – говорит он.