Patient-Derived SNU Models for Personalized Gastric Cancer Treatment

Rakovina žalúdka zostáva významnou globálnou zdravotnou záťažou s výraznou heterogenitou molekulárnych podtypov, odpovedí na liečbu a klinických výsledkov. V spoločnosti Cytion si uvedomujeme, že éra personalizovanej medicíny si vyžaduje predklinické modely, ktoré zachytávajú túto rozmanitosť a umožňujú optimalizáciu liečby pre konkrétneho pacienta. Bunkové línie karcinómu žalúdka SNU, vytvorené zo skupiny kórejských pacientov s rozmanitými klinicko-patologickými charakteristikami, poskytujú jedinečný zdroj na vývoj a overovanie personalizovaných liečebných stratégií pri tejto náročnej malignite.

Kľúčové poznatky

• Línie SNU žalúdka predstavujú rôzne molekulárne podtypy umožňujúce výskum presnej medicíny
• Genetické profilovanie umožňuje priradiť modely bunkových línií k charakteristikám nádorov pacientov
• Profilovanie citlivosti na lieky predpovedá odpoveď na cielenú a konvenčnú liečbu
• Výber liečby na základe biomarkerov zlepšuje terapeutické výsledky
• Skríning na základe panelov identifikuje optimálne terapie pre špecifické molekulárne kontexty

Molekulárna subtypizácia a výber bunkových línií

Klasifikácia Cancer Genome Atlas (TCGA) rozdeľuje rakovinu žalúdka na štyri molekulárne podtypy s odlišnými biologickými vlastnosťami a terapeutickými dôsledkami: EBV-pozitívny, mikrosatelitne nestabilný (MSI-H), genomicky stabilný (GS) a chromozomálne nestabilný (CIN). Účinná personalizovaná liečba si vyžaduje modely reprezentujúce každý podtyp.

Naše bunky AGS (300408 ) predstavujú dobre charakterizovaný model adenokarcinómu žalúdka s definovanými genetickými vlastnosťami, ktoré umožňujú ich použitie ako náhradných nádorov pacientov so zodpovedajúcimi molekulárnymi profilmi. Bunky AGS v sebe ukrývajú charakteristické mutácie a vzorce expresie génov, ktoré možno korelovať s údajmi o citlivosti na lieky.

Molekulárne profilovanie nádorov pacientov prostredníctvom sekvenovania novej generácie identifikuje zmeny, ktoré možno využiť, vrátane amplifikácie HER2, amplifikácie MET, amplifikácie FGFR2 a stavu mikrosatelitnej nestability. Výber bunkových línií na základe zodpovedajúcich molekulárnych znakov umožňuje prediktívny skríning liekov, ktoré sú najrelevantnejšie pre jednotlivé pacientske kontexty.

Prístupy profilovania citlivosti na lieky

Vysokokapacitný skríning citlivosti na liečivá v rámci panelov bunkových línií rakoviny žalúdka vytvára komplexné profily odpovede korelujúce citlivosť na liečivá s molekulárnymi vlastnosťami. Tento prístup identifikuje prediktívne biomarkery odpovede na lieky aj populácie pacientov, ktoré budú mať pravdepodobne prospech z konkrétnych terapií.

Štandardné testy cytotoxicity (MTT, CellTiter-Glo) vykonávané v rozmedzí dávok generujú hodnoty IC50 pre stovky zlúčenín. Vzory citlivosti sa zoskupujú s molekulárnymi podtypmi, čím sa odhaľujú terapeutické zraniteľnosti špecifické pre jednotlivé podtypy. Napríklad línie MSI-H často vykazujú zvýšenú citlivosť na inhibítory imunitných kontrolných bodov a zníženú citlivosť na 5-fluóruracil.

Kombinované matrice liečiv identifikujú synergické režimy, ktoré môžu zlepšiť výsledky nad rámec liečby jedným liečivom. Systematické testovanie kombinácií chemoterapie a cielených látok odhaľuje interakcie, ktoré možno prioritne zaradiť do klinického vývoja.

Merania cytotoxicity s časovým rozlíšením pomocou impedancie v reálnom čase (xCELLigence) alebo zobrazovania živých buniek poskytujú kinetické informácie nad rámec koncových testov, rozlišujú cytostatické účinky od cytotoxických a identifikujú oneskorené reakcie.

Výber liečby na základe biomarkerov

Prediktívne biomarkery umožňujú racionálny výber liečby tým, že identifikujú pacientov, ktorí budú pravdepodobne reagovať na špecifické terapie. Pri rakovine žalúdka sa klinická prax riadi niekoľkými zavedenými a novými biomarkermi.

Amplifikácia HER2, prítomná približne u 15 - 20 % prípadov rakoviny žalúdka, predpovedá odpoveď na režimy obsahujúce trastuzumab. Bunkové línie s amplifikáciou HER2 vykazujú mimoriadnu citlivosť na látky cielené na HER2, čo potvrdzuje tento biomarker v predklinických modeloch.

Stav mikrosatelitovej nestability predpovedá odpoveď na inhibítory imunitných kontrolných bodov. MSI-H karcinómy žalúdka ukrývajú vysokú mutačnú záťaž a neoantigénnu záťaž, čo podporuje protinádorovú imunitu. Modely bunkových línií MSI-H umožňujú mechanistické štúdie odpovede na imunoterapiu.

Expresia PD-L1, hoci ako jediný biomarker je nedokonalá, prispieva k predpovedi odpovede na imunoterapiu. Expresiu PD-L1 v bunkových líniách možno korelovať s citlivosťou na blokádu kontrolných bodov v systémoch ko-kultúr s imunitnými efektorovými bunkami.

Charakteristika mechanizmu rezistencie

Pochopenie mechanizmov rezistencie je nevyhnutné na vývoj stratégií na prekonanie zlyhania liečby. Varianty bunkových línií rezistentných na lieky, ktoré vznikli chronickou expozíciou liekom, modelujú získanú rezistenciu, zatiaľ čo vnútorne rezistentné línie odhaľujú mechanizmy primárnej rezistencie.

Genomické a transkriptomické profilovanie rezistentných buniek identifikuje zmeny spôsobujúce rezistenciu. K bežným mechanizmom patrí amplifikácia alebo mutácia cieľového génu, aktivácia obtokovej cesty a regulácia transportérov efluxu liečiv.

Funkčné CRISPR skríningy identifikujú gény, ktorých knockout senzibilizuje rezistentné bunky na terapiu, čím sa nominujú kombinační partneri, ktorí môžu prekonať rezistenciu. Tieto genetické prístupy dopĺňajú farmakologické skríningy stratégií na zvrátenie rezistencie.

Odporúčané produkty pre výskum personalizovanej medicíny rakoviny žalúdka:

• AGS bunky (300408) - dobre charakterizovaný adenokarcinóm žalúdka
• Bunky HGC-27 (300436) - nediferencovaný karcinóm žalúdka
• DMEM s vysokým obsahom glukózy (820300a) - štandardné kultivačné médium
• Mraziace médium CM-ACF (800650) - roztok na kryokonzerváciu