Молекулярне профілювання пухлин: для чого воно потрібне і як допомагає у підборі лікування
Автори
4 лютого — Всесвітній день боротьби з раком. Сучасна наука зробила величезний крок уперед у розумінні природи онкологічних захворювань, що дозволяє не лише точніше їх діагностувати, а й підбирати лікування, максимально адаптоване до кожного пацієнта. Один із передових методів у цій сфері — молекулярне профілювання пухлин. Він допомагає виявити унікальні молекулярно-генетичні особливості раку та визначити, які саме варіанти терапії будуть найефективнішими.
Що таке молекулярне профілювання пухлини?
Молекулярне профілювання пухлини (яке також називають комплексним геномним профілюванням) — це сучасний метод дослідження, спрямований на визначення унікальних молекулярно-генетичних особливостей, притаманних пухлині конкретного пацієнта. Це один із найпотужніших інструментів персоналізованої онкології, який прийшов на зміну парадигмі «однаковий підхід для всіх» і надає можливість підібрати лікування для кожного онкологічного пацієнта на основі клінічних, патогістологічних та молекулярно-генетичних даних.
Молекулярне профілювання передбачає проведення мультигенного тестування методом NGS (секвенування наступного покоління), що спрямовано на визначення генетичних порушень (мутації, реаранжування, зміна кількості копій генів), зміни експресії генів, певних геномних сигнатур (як наприклад, мікросателітна нестабільність (MSI) або мутаційне навантаження пухлини, ТМВ) і навіть епігенетичних маркерів.
Якщо пояснити, що таке молекулярне профілювання простою мовою, уявімо, що рак — це прихований ворог, який становить загрозу для існування здорових клітин та організму в цілому. Боротися з ним без детальної інформації — це як вести війну наосліп. Молекулярне профілювання пухлини допомагає визначити молекулярний «портрет» ворога, щоб вибрати найефективнішу стратегію боротьби.
Коли і кому рекомендується проходити молекулярне профілювання?
Молекулярне профілювання не є обов’язковим для всіх онкопацієнтів. Відповідно до міжнародних рекомендацій, мультигенне тестування варто проводити при доведеній клінічній корисності, наприклад:
- при метастатичних формах раку;
- при прогресуванні захворювання після проведення стандартної терапії;
- при діагностиці пухлин невизначеного генезу;
- при певних типах злоякісних пухлин, як наприклад недрібноклітинний рак легень, або холангіокарцинома та ін.
При цьому варто враховувати, що різні варіанти раків мають конкретні відомі механізми і мішені, тому замість молекулярного профілювання, що покриває сотні генів та геномні сигнатури, більш доцільним може бути застосування таргетних панелей.
Але в будь якому випадку рішення стосовно проведення молекулярного профілювання має прийматися спільно лікарем і пацієнтом з урахуванням не тільки клініко-патологічних даних і стадії пухлинного процесу, а й сімейного і персонального анамнезу, преференцій та цінностей пацієнта.
Для яких типів раку це дослідження є доцільним, а для яких — не підходить?
Проведення молекулярного профілювання є доцільним у випадках, коли доведена клінічна корисність такого дослідження. По факту це визначається двома основними чинниками:
- Відомими даними щодо молекулярного ландшафту пухлин різного походження (який визначає перелік потенційних біомаркерів).
Наприклад, недрібноклітинний рак легень має надзвичайно складний молекулярний ландшафт. Це визначає широкий спектр клінічно значущих біомаркерів, які можна виявити при молекулярному профілюванні і спрямувати на них таргетну або імунотерапію для персоналізації лікування пацієнтів. Натомість при папілярному раку щитоподібної залози, наприклад, варіабельність генетичних порушень значно нижча.
- Доказами щодо ефективності різних варіантів таргетного лікування, спрямованого саме на ці рак-специфічні біомаркери.
Відповідно до рекомендацій ESMO і NCCN, мультигенне тестування методом NGS є доцільним, якщо підбір першої лінії терапії залежить від визначення молекулярних біомаркерів. Найяскравіший приклад — недрібноклітинний рак легень, у першу чергу аденокарциноми, при яких перелік предиктивних біомаркерів широкий і включає EGFR, ALK, ROS1, BRAF, MET, KRAS, NTRK, RET.
Пацієнти з раком простати та яєчників також можуть отримати користь від проведення мультигенного тестування, проте набір біомаркерів, які мають клінічне значення при цьому, — геть інший. Отже, профілювання має покривати генетичні порушення в генах системи репарації ДНК шляхом гомологічної рекомбінації (HRR) та певні геномні сигнатури, включаючи HRD — дефіцит гомологічної рекомбінації.
Проведення молекулярного профілювання також може бути доцільним для пацієнтів із рідкісними пухлинами (наприклад, саркоми, гліоми, анапластична карцинома щитоподібної залози) або раком невідомого первинного вогнища — для пошуку потенційних мішеней для таргетного лікування чи розгляду варіантів включення пацієнтів у клінічні дослідження.
Однак рішення щодо доцільності мультигенного тестування не завжди залежить лише від походження та гістологічного типу раку. Для певних пухлин на ранніх стадіях перелік біомаркерів, рекомендованих для молекулярного тестування, обмежений, що визначає доцільність застосування таргетних NGS-панелей або тестування іншими методами (ПЛР чи ІГХ). Проте проведення цього дороговартісного дослідження може бути обґрунтованим у разі діагностики метастатичного раку, прогресування хвороби або вичерпання стандартних варіантів терапії та пошуку мішеней для участі пацієнта в клінічних дослідженнях.
Як молекулярне профілювання допомагає зрозуміти природу пухлини?
Молекулярне профілювання є ідеальним інструментом для вивчення біологічної природи пухлини. Оскільки в основі цього методу лежить аналіз ДНК та/або РНК сотень генів, молекулярне профілювання дозволяє виявити генетичні альтерації в різних генах, залучених до регуляції таких важливих біологічних процесів, як поділ і диференціювання клітин, чутливість до апоптогенних сигналів (які включають механізми загибелі клітин), адгезивність та міграційну активність, здатність до репарації ДНК або епітеліально-мезенхімну трансформацію тощо. Відповідно, порушення регуляції цих процесів має наслідки, впливаючи на швидкість росту пухлини, її інвазивність та агресивність. Такі зміни можуть слугувати прогностичними біомаркерами, які визначають прогноз для пацієнта.
З іншого боку, виявлення певних предиктивних біомаркерів дозволяє передбачити потенційну чутливість або резистентність пухлини до певних варіантів лікування, як-от радіотерапія, таргетна або імунотерапія.
Чи може це дослідження показати, чому пухлина виникла або як вона буде розвиватися?
Рак є мультифакторіальним захворюванням, що залежить як від генетичних, так і від зовнішніх факторів. І хоча генетичні порушення відіграють суттєву роль у розвитку раку, часто вони є наслідком дії канцерогенів або порушення епігенетичної регуляції. Тим не менш, проведення молекулярного профілювання дозволяє виявити драйверні мутації та інші генетичні порушення, які разом формують «профіль агресивності» пухлини.
Драйверні мутації — це, як правило, мутації в онкогенах (генах, залучених до стимулювання клітинного циклу та поділу клітин), що сприяють росту клону пухлинних клітин. До онкогенів належить широкий спектр генів, продукти яких залучені до контролю різних біологічних процесів і взаємодії з різними сигнальними системами клітини.
Важливо, що мутації навіть в одному й тому самому гені можуть мати різні біологічні та клінічні наслідки. Яскравим прикладом цього є мутації в різних екзонах гена EGFR при недрібноклітинному раку легень. Крім того, певні варіанти генетичних порушень, наприклад, реаранжування ALK при НДКРЛ, можуть бути асоційовані з певними гендерними та зовнішніми чинниками (превалюють у жінок-некурців) і визначати органотропність метастазів (наприклад, у мозок).
Досить часто в пухлинах виникають ко-мутації в генах-супресорах (наприклад, TP53, які в нормі підтримують інтактність геному), а також субклональні мутації в генах, що можуть впливати на імуногенність пухлини та її здатність уникати імунної відповіді. Наприклад, мутації або пригнічення експресії генів системи репарації помилок комплементарності ДНК (MMR) визначають dMMR-статус (або мікросателітну нестабільність — MSI).
Наслідком порушення репарації ДНК є накопичення помилок, у результаті чого пухлинні клітини генерують неоантигени, які можуть розпізнаватися імунними клітинами (антигенпрезентувальними клітинами). У відповідь на це включаються реакції клітинно-опосередкованого імунітету з активацією CD8+ цитотоксичних лімфоцитів, що можуть атакувати і знищувати пухлинні клітини. Тому мікросателітно нестабільні (dMMR) пухлини вважаються високоімуногенними, а маркер MSI є одним із біомаркерів чутливості до імунотерапії.
Отже, виявлені мутації можуть розповісти не тільки про «історію» канцерогенезу, а й дозволяють інтерпретувати особливості біологічної поведінки кожної окремої пухлини (її агресивність, схильність до метастазів у певні органи, здатність генерувати неоантигени та уникати імунної відповіді).
Чи може молекулярне профілювання вплинути на прогноз захворювання?
Молекулярне профілювання не впливає на прогноз, адже це метод дослідження, а не інтервенція. Проте його проведення дозволяє оцінити біомаркери, що мають прогностичне значення.