Výzkum identifikuje biomarkery v krvi pro doladění intervencí proti rakovině prsu

Výzkum z University of Michigan a University of Kansas naznačuje, že lékaři mohou být schopni ušetřit pacientky zbytečně agresivní léčby rakoviny prsu sběrem a testováním rakovinných buněk v krvi pacientek.

Z dnešních 2,3 milionu žen s rakovinou prsu je přibližně čtvrtina diagnostikována v raném stádiu, kdy se rakovina nerozšířila, nazývaná duktální karcinom in situ nebo DCIS. Zatímco tito pacienti mívají dobrou prognózu, rakovina se může stát invazivní v 10 % až 53 % neléčených případů.

S tak vysokými sázkami a bez přesného způsobu, jak předpovědět, co se stane u kteréhokoli jednotlivého pacienta, kliničtí lékaři doporučovali, aby všechny ženy s duktálním karcinomem in situ podstoupily léčbu, která může zahrnovat lumpektomii nebo mastektomii. Radiační terapie se doporučuje u pacientů, kteří podstoupí lumpektomii, a pacienti s pozitivním testem na hormonální receptor-pozitivní DCIS mohou také dostat antihormonální terapii.

„Vzhledem k tomu, že včasná detekce může zachránit životy, lékaři nyní doporučují mamografii v mladším věku, takže více mladých žen musí učinit některá rozhodnutí, která změní život,“ řekla Sunitha Nagrath, profesorka chemického inženýrství Dwight F. Benton a spoluautorka studie zveřejněné v Vědecké pokroky.

V současné době jsou pacientům často předkládány možnosti léčby bez adekvátních informací o tom, která volba může být nejúčinnější na základě jejich individuálních rizikových faktorů.“

Sunitha Nagrath, Dwight F. Benton Profesor, chemické inženýrství, University of Michigan

Někteří pacienti mohou dostávat agresivní léčbu, i když se jejich rakovina nemusí rozšířit. U jiných nemusí být léčba dostatečně agresivní. Podle výzkumu se rakovina během 10 let znovu objeví u přibližně 10 % případů léčených pouze chirurgickým zákrokem.

„Naším cílem je identifikovat biomarkery, které odliší pacienty, kteří by měli prospěch z agresivních intervencí, včetně chirurgie, ozařování a antihormonální terapie, od těch, kteří mohou vyžadovat pouze chirurgický zákrok nebo by se mohli bezpečně vzdát léčby,“ řekl Fariba Behbod, profesor patologie a laboratorní medicíny na University of Kansas Medical Center a spoluodpovídající autor studie.

Krev pacientů může obsahovat markery progresivních rakovinných buněk, které se vylučují z nádorů a cirkulují pod úrovní detekce běžných laboratorních technik. Takové buňky mohou dále vysévat nové nádory. Aby je Nagrath našel, spustil v roce 2017 „labyrintový čip“ s Maxem Wichou, profesorem onkologie Madeline a Sidney Forbes a profesorem interního lékařství na lékařské fakultě UM. Protlačení vzorku krve přes bludiště čipu odděluje větší rakovinu a bílé krvinky do samostatného proudu od menších krvinek. Po zpracování několika mililitrů mohou vědci získat dostatek rakovinných buněk pro diagnostické testování.

V nové studii vědci použili labyrintový čip ke sběru rakovinných buněk z krve 34 pacientů s duktálním karcinomem in situ na University of Kansas Medical Center. Poté určili, jaké geny byly zapnuty v jednotlivých rakovinných buňkách cirkulujících v krvi a také v rakovinných buňkách odebraných z prsní tkáně u stejných pacientů.

Rakovinové buňky z tkáňových biopsií by mohly být klasifikovány do čtyř podtypů na základě jejich aktivních genů, z nichž dva byly nalezeny v krvi ve významných hladinách. Tyto typy měly aktivní geny spojené s progresí onemocnění, rezistencí na chemoterapii a vazbou krevních destiček, což podle některých výzkumů může být způsob, jak rakovinné buňky uniknout imunitnímu systému. Jiné geny aktivní v rakovinných buňkách jim mohou pomoci vyhnout se detekci imunitními buňkami.

„To nám pomáhá zúžit to, co mohlo naznačovat, že tyto buňky budou cirkulovat,“ řekla Neha Nagpalová, doktorandka chemického inženýrství na UM a první autorka studie.

Šest černošských pacientek, které se zúčastnily studie, mělo tendenci mít v krvi více rakovinných buněk než běloši, stejně jako větší potlačení imunity, což je v souladu s vyšší úmrtností na rakovinu prsu u černošských pacientek. Protože rasa není biologicky smysluplné označení, nepřiměřené známky rakoviny jsou pravděpodobně způsobeny faktory prostředí.

„V budoucnu plánujeme identifikovat, které z těchto typů buněk a biomarkerů jsou schopny se dostat na sekundární místo a zůstat tam,“ řekl Nagpal.

Vědci shromažďují tato data transplantací rakovinných buněk od svých pacientů do myší. Po čtyřech měsících měly myši zvýšenou hladinu rakovinných buněk v krvi, které vědci shromáždili pro sekvenování genů. Plánují také sledovat progresi onemocnění u myší a lidských pacientů.

Výzkum byl financován UM Forbes Institute for Cancer Discovery, Kansas University Cancer Center, Kansas Institute for Precision Medicine a Programem cen pro klinické a translační vědy National Center for Advancing Translational Sciences.

Čip Labyrinth byl postaven v zařízení Lurie Nanofabrication Facility, které je provozováno a udržováno s podporou nepřímých alokací nákladů ve federálních grantech. Sekvenování RNA bylo provedeno na UM Advanced Genomics Core.

Startup UM Bloodscan Biotech, který byl spuštěn s pomocí Innovation Partnerships, licencoval labyrintový čip. Nagrath a University of Michigan mají finanční zájem na Bloodscan Biotech.

Nagrath je také profesorem biomedicínského inženýrství, spoluředitelem společnosti Liquid Biopsie Sdílené zdroje pro Rogel Cancer Center společnosti UM a člena UM Biointerfaces Institute.