Функциональное тестирование чувствительности к лекарствам
Функциональное тестирование чувствительности к лекарственным средствам (F-DST) представляет собой метод диагностики in vitro в функциональной точной медицине. [ 1 ] Он был разработан для персонализации выбора среди цитотоксических препаратов и комбинаций лекарств для пациентов с указанием системной химиотерапии у специфических типов рака. [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] F-DST выполняется различными методами диагностики in vitro, которые имеют общее для количественной оценки реакций отдельной раковой ткани, полученной из пациента при воздействии цитотоксических препаратов. В качестве субстрата методы тестирования изначально требуют живой раковой ткани от отдельного пациента (метастазы или первичной опухоли).
Фон и обоснование
[ редактировать ]С 1970 -х годов рандомизированные контролируемые исследования использовались для оценки новой терапии рака. [ 5 ] Рандомизированные исследования оценивают среднее влияние лечения на население пациентов, [ 6 ] Но, как известно, цитотоксическая химиотерапия обладает различными эффектами и профилями побочных эффектов для разных людей. Прецизионная медицина направлена на то, чтобы соответствовать пациентам с наилучшим доступным лечением для их опухоли. [ 7 ]
Методология и лабораторные процедуры
[ редактировать ]Методология F-DST включает три основных этапа: преанатитическая обработка образцов раковых тканей, культивирование тестируемого клеточного продукта (т.е. опухолиды, органоиды, клеточные кластеры, отдельные клетки) и последующее экспозиция клинически наиболее важных цитотоксических агентов (5- Фу, оксалиплатин, иринотекан, индивидуально или в комбинациях (капокс, фолфокс, фолфири, фолфоксири), а также с другими цитотоксическими веществами. [ 8 ] [ 9 ]
Образцы биопсии, содержащие живую раковую ткань, обрабатываются для получения требуемого типа, гистологической организации и количества карциноматозных клеток. Это могут быть изолированные клетки, клеточные кластеры, органоиды или онкороиды определенных размеров. Обработенный образец рака, клеточные или организованные клеточные агрегаты затем культивируют в средах стволовых клеток для увеличения количества и расширяются в достаточное количество испытательных агрегатов раковых клеток по мере необходимости, в зависимости от используемой модели тестирования. [ 10 ]
Опухолевые клетки можно выращивать в разных средах, включая 3-мерные органоиды , на чипах, которые имитируют микроокружение опухоли , или ксенотранседоружены на модели на животных. [ 1 ] После определенных периодов времени культуры часто от 3 до 7 дней, клеточные или организованные клеточные агрегаты подсчитываются и переносятся в массивы скрининга лекарств, где они подвергаются воздействию определенных концентраций цитотоксических препаратов или рассматриваемых комбинаций лекарств.
Методы измерения и статистический анализ обычно фокусируются на поведении агрегата клеток/клеток in vitro при воздействии тестовых препаратов после определенных периодов времени. Реакции in vitro тех, кто получен в результате раковых клеток или клеток, полученных из пациента после воздействия стандартизированных концентраций цитотоксических препаратов в течение определенного времени, затем рассчитываются на основе положительных и отрицательных контролей и/или калибровочных кривых, полученных из эталонных популяций. [ 11 ]
Клиническое применение
[ редактировать ]F-DST предоставляет информацию о опухолидах индивидуального пациента / уязвимостях органоидов / клеточных кластеров / клеток в направлении цитотоксической химиотерапии in vitro [ 12 ]
Ограничения и будущие направления
[ редактировать ]F-DST требуют повторных, свежих раковых процедур биопсии тканей, что не является стандартным уходом при обычной диагностической тренировке пациентов с твердыми опухолями на всех стадиях заболевания. [ 13 ]
Если органоиды или опухолиды культивируются с целью FDST, результаты начинают доступны через 14-21 дня после биоптической процедуры. [ 14 ]
Как и другие методы функционального тестирования (например, антибиограммы), ни один из современных методов F-DST не утверждает, что полностью воспроизводит сложные взаимодействия опухолевой ткани в организме пациента. Тем не менее, информация, полученная F-DST, проводится клинически в отношении соответствующих конечных точек, таких как выживаемость без прогрессии. [ 15 ]
F-DST является новым диагностическим инструментом in vitro. Он может сдвинуть текущую среднюю эффективность цитотоксического препарата / побочные эффекты Баланс риска классических системных химиотерапии, для которых не существует отдельных биомаркеров.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а беременный Летай, А (10 января 2021 г.). «Функциональная точность онкологии: тестирование опухолей с лекарственными средствами для выявления уязвимостей и новых комбинаций» . Раковая клетка . 40 (1): 26–35. doi : 10.1016/j.ccell.2021.12.004 . PMC 8752507 . PMID 34951956 .
- ^ Летай, А (2022). «Функциональная точная медицина: помещение лекарств на раковые клетки пациента и увидеть, что происходит» . Рак диск . 12 (2): 290–292. doi : 10.1158/2159-8290.CD-21-1498 . PMC 8852353 . PMID 35140175 .
- ^ Сакшауг, Кристоффер (2023). «Систематический обзор: прогностическая ценность органоидов при колоректальном раке» . Научные отчеты . 13 (1): 18124. Bibcode : 2023natsr..1318124S . doi : 10.1038/s41598-023-45297-8 . PMC 10593775 . PMID 37872318 .
- ^ Букерель, Шарлотта (2023). «Соединение разрыва между опухолью на чипе и клиниках: систематический обзор 15 лет исследований» . Королевское химическое общество . 23 (18): 3906–3935. doi : 10.1039/d3lc00531c . PMID 37592893 . S2CID 260969209 .
- ^ Del Paggio, Joseph C.; Berry, John S.; Hopman, Wilma M.; Eisenhauer, Elizabeth A.; Prasad, Vinay; Gyawali, Bishal; Booth, Christopher M. (2021). "Evolution of the Randomized Clinical Trial in the Era of Precision Oncology". JAMA Oncol. 7 (5): 728–734. doi:10.1001/jamaoncol.2021.0379. PMC 7995135. PMID 33764385.
- ^ Heindel, Patrick; Dieffenbach, Bryan V.; Freeman, Nikki L.B.; McGinigle, Katharine L.; Menard, Matthew T. (2022). "Central concepts for randomized controlled trials and other emerging trial designs". Seminars in Vascular Surgery. 35 (4): 424–430. doi:10.1053/j.semvascsurg.2022.10.004. PMID 36414358.
- ^ Schwaederle, Maria; Zhao, Melissa; Lee, J. Jack; Eggermont, Alexander M.; Schilsky, Richard L.; Mendelsohn, John; Lazar, Vladimir; Kurzrock, Razelle (2015). "Impact of Precision Medicine in Diverse Cancers: A Meta-Analysis of Phase II Clinical Trials". J Clin Oncol. 33 (32): 3817–3825. doi:10.1200/JCO.2015.61.5997. PMC 4737863. PMID 26304871.
- ^ Jensen, Lars Henrik (2023). "Precision medicine applied to metastatic colorectal cancer using tumor-derived organoids and in-vitro sensitivity testing". Journal of Experimental & Clinical Cancer Research. 42 (115): 115. doi:10.1186/s13046-023-02683-4. PMC 10161587. PMID 37143108.
- ^ Kondo, Jumpei (March 28, 2011). "Retaining cell–cell contact enables preparation and culture of spheroids composed of pure primary cancer cells from colorectal cancer". PNAS. 108 (15): 6235–6240. Bibcode:2011PNAS..108.6235K. doi:10.1073/pnas.1015938108. PMC 3076886. PMID 21444794.
- ^ Napoli, Giulia C.; Figg, William D.; Chau, Cindy H. (2022-07-08). "Functional Drug Screening in the Era of Precision Medicine". Frontiers in Medicine. 9. doi:10.3389/fmed.2022.912641. ISSN 2296-858X. PMC 9307928. PMID 35879922.
- ^ Jensen, Lars Henrik; Jakobsen, Anders Kristian Moeller; Havelund, Birgitte Mayland; Abildgaard, Cecilie; Vagn-Hansen, Chris; Dam, Claus; Lindebjerg, Jan; Canto, Luisa M; Rogatto, Silvia Regina; Rafaelsen, Soeren Rafael; Hansen, Torben (2021-05-20). "Functional precision medicine in colorectal cancer based on patient-derived tumoroids and in-vitro sensitivity drug testing". Journal of Clinical Oncology. 39 (15_suppl): e15567. doi:10.1200/JCO.2021.39.15_suppl.e15567. ISSN 0732-183X.
- ^ Ulukaya, Engin (19 Jun 2021). "Tumor Chemosensitivity Assays Are Helpful for Personalized Cytotoxic Treatments in Cancer Patients". Medicina (Kaunas). 57 (6): 636. doi:10.3390/medicina57060636. PMC 8234301. PMID 34205407.
- ^ Kmeid, Michel; Brar, Rupinder; Sullivan, Luz; Arslan, Mustafa Erdem; Shrestha, Neharika; Lee, Edward C.; Chen, Anne; Jennings, Timothy A.; Lee, Hwajeong (2023-02-01). "Diagnostic yield and repeat biopsies in rectal and nonrectal colorectal adenocarcinoma: Are we hedging on rectal biopsies?". Academic Pathology. 10 (1): 100063. doi:10.1016/j.acpath.2022.100063. ISSN 2374-2895. PMC 10031322. PMID 36970329.
- ^ Napoli, Giulia C.; Figg, William D.; Chau, Cindy H. (2022-07-08). "Functional Drug Screening in the Era of Precision Medicine". Frontiers in Medicine. 9: 912641. doi:10.3389/fmed.2022.912641. ISSN 2296-858X. PMC 9307928. PMID 35879922.
- ^ "Search of: functional drug sensitivity test | Recruiting, Not yet recruiting Studies - List Results - ClinicalTrials.gov". classic.clinicaltrials.gov. Retrieved 2024-03-19.