Leczenie nowotworów przez eliminację komórek rakowych i ochronę zdrowych
Nowe podejście oparte na metodach doświadczalnych i informacyjnych opracowane przez naukowców z Danii i Finlandii wydaje się być obiecującym rozwiązaniem, które pozwoli na leczenie pacjentów chorujących na nowotwory krwi i guzy lite. Zespół badawczy wykorzystał dostępne publicznie duże zbiory danych farmakogenomicznych w celu wstępnego wytrenowania modelu opartego na algorytmach uczenia maszynowego nazwanego scTherapy, który jest w stanie określić możliwości leczenia specyficzne dla klonu wyłącznie na podstawie sekwencjonowania RNA pojedynczej komórki (scRNA-seq). Nowatorskie rozwiązanie powstało dzięki wsparciu otrzymanemu w ramach finansowanych ze środków Unii Europejskiej projektów REMEDI4ALL, CROC, RESIST3D i DISCOVER. Dodatkowym źródłem funduszy był finansowany przez Unię Europejską projekt ERA PerMed, a także projekty PARIS, JAKSTAT-TARGET i CLL-CLUE sfinansowane w ramach wspólnych zaproszeń międzynarodowych w latach 2020 i 2022. W skład pojedynczego guza nowotworowego mogą wchodzić różne grupy komórek nowotworowych o różnych profilach molekularnych i fenotypowych, które nazywamy klonami. Leczenie zaawansowanych nowotworów złośliwych wymaga zatem doboru leków, które mogą oddziaływać na różne cele w tym samym czasie. Systematyczny dobór metod leczenia dobranych do potrzeb konkretnego pacjenta, które umożliwiają selektywne zwalczanie klonów nowotworowych, stanowi istotne wyzwanie. Przyczyną jest to, że liczba możliwych kombinacji leków jest znacznie większa niż liczb badań, które można wykonać na komórkach pobranych od pacjenta. Wyniki badania naukowego opublikowane na łamach czasopisma naukowego „Nature Communications” prezentują nowy sposób doboru spersonalizowanych i kompleksowych metod leczenia dostosowanych do potrzeb pacjentów na bazie badań komórek. Badacze skupili się na nowotworach krwi (w szczególności na nawrotowej i lekoopornej ostrej białaczce szpikowej) oraz guzach litych (w szczególności na raku jajnika z przerzutami). Próbki oraz dane dotyczące raka jajnika zostały przekazane przez zespół finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu DECIDER.
Ograniczona toksyczność dla zdrowych komórek
„W ramach prac wykazaliśmy, że prognozowane kombinacje nie tylko synergistycznie likwidują komórki nowotworowe, ale dodatkowo są minimalnie toksyczne dla zdrowych komórek organizmu. To zwiększa prawdopodobieństwo ich zastosowania w warunkach klinicznych”, twierdzi Aleksandr Ianevski, główny autor badania, którego wypowiedź została przytoczona w informacji prasowej opublikowanej na stronie internetowej Uniwersytetu Helsińskiego w Finlandii, uczelni koordynującej projekt DECIDER i jednego z partnerów projektu REMEDI4ALL. Ianevski jest pracownikiem badawczym fińskiego Instytutu Medycyny Molekularnej (FIMM), który zajmuje się badaniami skupiającymi się na genomice człowieka i medycynie precyzyjnej, przekładającymi się na praktyczne zastosowania. Otrzymane wyniki wskazują, że przeszło 95 % wszystkich prognozowanych połączeń leków wykazuje synergię, co oznacza, że mogą przyczynić się do poprawy skuteczności leczenia. Co więcej, ponad 80 % kombinacji charakteryzowało się niską toksycznością dla zdrowych komórek. „Ze względu na to, że nasze podejście opiera się na ograniczonej liczbie pierwotnych komórek pobranych od pacjenta, może zostać zastosowane do wszystkich próbek, w przypadku których możliwe jest zastosowanie metody sekwencjonowania RNA pojedynczej komórki. Selektywne kombinacje dopuszczonych do stosowania klinicznego leków umożliwiają ich łatwe wykorzystanie w procesie leczenia nowotworów”, zauważa Kristen Nader, współautorka badania i badaczka zatrudniona w FIMM. Prace w ramach projektów ERA PerMed (ERA-Net Cofund in Personalised Medicine) oraz RESIST3D (Targeting drug resistance in ovarian cancer through large-scale drug-response profiling in physiologically relevant cancer organoids) dobiegły końca. Projekt CROC (Unravelling ChemoResistance mechanisms and improving first-line therapeutic strategies in high-grade serous Ovarian Carcinoma using multi-culture patient-derived organoids) zakończy się w grudniu 2024 roku, natomiast projekt DECIDER (Improved clinical decisions via integrating multiple data levels to overcome chemotherapy resistance in high-grade serous ovarian cancer) dobiegnie końca w 2026 roku. Zakończenie prac w ramach projektów REMEDI4ALL (BUILDING A SUSTAINABLE EUROPEAN INNOVATION PLATFORM TO ENHANCE THE REPURPOSING OF MEDICINES FOR ALL) oraz DISCOVER (DISCOVERing treatment from biomedical research) zostało zaplanowane na 2027 rok. Więcej informacji: strona projektu DECIDER strona projektu ERA PerMed strona projektu REMEDI4ALL projekt CROC projekt RESIST3D strona projektu DISCOVER
Słowa kluczowe
DECIDER, ERA PerMed, REMEDI4ALL, CROC, RESIST3D, DISCOVER, nowotwór, rak, klon nowotworowy, sekwencjonowanie RNA, rak krwi, guz lity, scTherapy