Patient-Derived SNU Models for Personalized Gastric Cancer Treatment

Rak želodca ostaja pomembno globalno zdravstveno breme z izrazito heterogenostjo molekularnih podtipov, odziva na zdravljenje in kliničnih izidov. V družbi Cytion se zavedamo, da doba personalizirane medicine zahteva predklinične modele, ki zajemajo to raznolikost in omogočajo optimizacijo zdravljenja za posameznega bolnika. Celične linije raka želodca SNU, pridobljene iz kohorte korejskih bolnikov z različnimi klinično-patološkimi značilnostmi, so edinstven vir za razvoj in potrjevanje personaliziranih strategij zdravljenja te zahtevne maligne bolezni.

Ključne ugotovitve

• Linije SNU želodca predstavljajo različne molekularne podtipe, ki omogočajo raziskave precizne medicine
• Genetsko profiliranje omogoča ujemanje modelov celičnih linij z značilnostmi tumorjev bolnikov
• Profiliranje občutljivosti na zdravila napoveduje odziv na ciljano in konvencionalno zdravljenje
• Izbira zdravljenja na podlagi biomarkerjev izboljša terapevtske izide
• S pregledovanjem na podlagi panelov se opredelijo optimalne terapije za specifične molekularne kontekste

Molekularna podvrsta in izbor celičnih linij

Klasifikacija Cancer Genome Atlas (TCGA) deli raka želodca na štiri molekularne podtipe z različnimi biološkimi značilnostmi in terapevtskimi posledicami: EBV-pozitiven, mikrosatelitno nestabilen (MSI-H), genomsko stabilen (GS) in kromosomsko nestabilen (CIN). Za učinkovito prilagojeno zdravljenje so potrebni modeli, ki predstavljajo vsak podtip.

Naše celice AGS (300408) predstavljajo dobro karakteriziran model adenokarcinoma želodca z opredeljenimi genetskimi značilnostmi, ki omogočajo njihovo uporabo kot nadomestek za tumorje bolnikov z ustreznimi molekularnimi profili. Celice AGS imajo značilne mutacije in vzorce izražanja genov, ki jih je mogoče povezati s podatki o občutljivosti na zdravila.

Molekularno profiliranje tumorjev bolnikov s sekvenciranjem naslednje generacije opredeljuje uporabne spremembe, vključno z amplifikacijo HER2, amplifikacijo MET, amplifikacijo FGFR2 in mikrosatelitno nestabilnostjo. Izbira celičnih linij na podlagi ujemajočih se molekularnih značilnosti omogoča napovedno presejanje zdravil, ki je najbolj primerno za posamezne bolnike.

Pristopi k profiliranju občutljivosti na zdravila

Z visoko zmogljivim presejanjem občutljivosti na zdravila v panelih celičnih linij raka želodca se ustvarijo celoviti profili odziva, ki povezujejo občutljivost na zdravila z molekularnimi značilnostmi. S tem pristopom se opredelijo napovedni biomarkerji za odziv na zdravila in populacije bolnikov, ki bodo verjetno imeli koristi od določenih terapij.

Standardni testi citotoksičnosti (MTT, CellTiter-Glo), ki se izvajajo v razponih odmerkov, ustvarijo vrednosti IC50 za več sto spojin. Vzorci občutljivosti se združujejo z molekularnimi podtipi, kar razkriva terapevtske ranljivosti, specifične za posamezen podtip. Na primer, linije MSI-H pogosto kažejo večjo občutljivost na zaviralce imunskih kontrolnih točk in manjšo občutljivost na 5-fluorouracil.

Matrike kombiniranih zdravil opredeljujejo sinergistične režime, ki lahko izboljšajo rezultate bolj kot zdravljenje z enim zdravilom. Sistematično testiranje kombinacij kemoterapije in tarčnih učinkovin razkriva interakcije, ki jih je mogoče prednostno razvrstiti za klinični razvoj.

Meritve citotoksičnosti s časovnim razponom z uporabo impedance v realnem času (xCELLigence) ali slikanjem živih celic zagotavljajo kinetične informacije, ki presegajo teste končne točke, pri čemer se razlikujejo citostatični in citotoksični učinki ter ugotavljajo zapozneli odzivi.

Izbira zdravljenja na podlagi biomarkerjev

Napovedni biomarkerji omogočajo racionalno izbiro zdravljenja z identifikacijo bolnikov, ki se bodo verjetno odzvali na določeno terapijo. Pri raku želodca je več uveljavljenih in novih biomarkerjev, ki usmerjajo klinično prakso.

Pomnožitev HER2, ki je prisotna pri približno 15-20 % rakov želodca, napoveduje odziv na režime, ki vsebujejo trastuzumab. Celične linije z amplifikacijo HER2 kažejo izjemno občutljivost na zdravila, usmerjena v HER2, kar potrjuje ta biomarker v predkliničnih modelih.

Stanje mikrosatelitne nestabilnosti napoveduje odziv na zaviralce imunskih kontrolnih točk. Rak želodca MSI-H vsebuje veliko mutacijsko breme in neoantigen, kar spodbuja protitumorsko odpornost. Modeli celičnih linij MSI-H omogočajo mehanične študije odziva na imunoterapijo.

Izražanje PD-L1, čeprav je kot samostojni biomarker nepopolno, prispeva k napovedovanju odziva na imunoterapijo. Izražanje PD-L1 v celičnih linijah je mogoče povezati z občutljivostjo na blokado kontrolnih točk v sistemih ko-kulture z imunskimi efektorskimi celicami.

Opredelitev mehanizma odpornosti

Razumevanje mehanizmov odpornosti je bistveno za razvoj strategij za premagovanje neuspešnega zdravljenja. Različice celičnih linij, odpornih na zdravila, ki nastanejo zaradi kronične izpostavljenosti zdravilom, so model pridobljene odpornosti, medtem ko notranje odporne linije razkrivajo mehanizme primarne odpornosti.

Genomsko in transkriptomsko profiliranje odpornih celic opredeljuje spremembe, ki povzročajo odpornost. Pogosti mehanizmi vključujejo amplifikacijo ali mutacijo tarčnega gena, aktivacijo obvodne poti in regulacijo transporterjev za iztok zdravil.

Funkcionalni zasloni CRISPR identificirajo gene, katerih izbitje senzibilizira odporne celice na zdravljenje, in določijo partnerje za kombinacije, ki lahko premagajo odpornost. Ti genetski pristopi dopolnjujejo farmakološke preglede za strategije za odpravo odpornosti.

Priporočeni izdelki za raziskave personalizirane medicine raka želodca:

• (300408) - dobro opredeljen adenokarcinom želodca
• HGC-27 Cells (300436) - nediferenciran karcinom želodca
• DMEM z visoko vsebnostjo glukoze (820300a) - standardno gojišče
• Sredstvo za zamrzovanje CM-ACF (800650) - raztopina za kriokonzervacijo