Human uveal melanoma – can cancer stem cells be a future target for patient specific immunotherapy?
Prosjekt
- Prosjektnummer
- 2012104
- Ansvarlig person
- Morten C. Moe
- Institusjon
- Oslo universitetssykehus HF
- Prosjektkategori
- Doktorgradsstipend
- Helsekategori
- Cancer
- Forskningsaktivitet
- 2. Aetiology
Rapporter
Uvealt melanom; kreftstamceller som nytt angrepspunkt for behandling?
Uvealt malignt melanom i øyet er en alvorlig kreftform hvor 50 % utvikler levermetastaser. I den første studien hadde en som mål å identifisere og karakterisere en mulig stamcellepopulasjon i tumoren for å på sikt kunne utvikle pasientspesifikk behandling i form av en kreftvaksine.
Uvealt malignt melanom er den vanligste svulsten med utgangspunkt i øyet, og er en alvorlig form for kreft hvor 50 prosent utvikler levermetastaser. I dette prosjektet ønsker vi på sikt å utvikle en mer spesifikk og pasientrettet behandlingsmetode hvor en angriper celler som initierer tumorvekst direkte ved hjelp av pasientspesifikk immunterapi (dentrittisk cellebasert immunterapi). For å utvikle en slik kreftvaksine er en avhengig av genetisk kartlegging av tumoren. Flere publikasjoner viser tilstedeværelse av en subpopulasjon med stamcelle-lignende celler innenfor tumoren. Disse cellene har evne til å initiere kreftvekst og er resistente mot tradisjonelle behandlingsmetoder. For å identifisere og karakterisere en slik subpopulasjon er en avhengig av å sammenligne normale uveale melanocytter med uveale kreftceller. Vi har det siste året ekspandert vår biobank ytterligere med vev fra pasienter operert for uvealt malignt melanom. Vi har også videre optimalisert metoder for celledyrkning av primært tumorvev. Dette vevet blir dyrket både adherent og som sfærer, en metode som ivaretar mindre differensierte celler som stamceller. Tumorsfærene blir videre støpt inn i parafin for immunohistokjemiske analyser og frosset ned for genetiske analyser. Ved hjelp av microarray, immunhistokjemi, elektronmikroskopi og PCR har en sammenlignet primærvev med adherent og sfære-vekst for 3 donorer mot cellelinjer fra uveale melanomer. De ulike dyrkningsbetingelse gav ingen sikker indikasjon for anrikelse av en stamcellepopulasjon, men medførte økt ekspresjon av gen assosiert med aggressive og disseminerte kreftceller. Det vurderes derfor at celler dyrket som sfærer kan være et potensielt mål for en kreftvaksine. Studien har også gitt verdifull informasjon og metabolske endringer under ulike dyrkningsbetingelser og en undersøker aktuelt om enkelt gen og signalveier kan være terapeutiske mål også in vivo. Denne studien foreligger aktuelt som manuskript.
I 2013 fikk en innvilget bruk av parafinblokker fra den diagnostiske biobanken ved Patologisk avdeling, Oslo Universitetssykehus. Dette materialet består av uveale melanomer og godartede nevi i perioden 1960-1991. Dette materialet er blitt koblet opp mot data fra Kreftregisteret og Dødsårsaksregisteret noe som har gitt mulighet for selektere ut tumorvev som har medført metastaserende sykdom. Basert på disse data har en gruppert pasienter etter overlevelse. Vi har videre isolert DNA fra parafinblokkene og bearbeidet dette for metyleringsanalyse med Illumina 450k array utført ved Radiumhospitalets kjernefasiliteter. Ved å sammenligne metyleringsmønsteret i tumorer som ikke medfører spredning mot dem som metastaserer vil en kunne kartlegge mulige aktive og inaktive gen og potensielt nye angrepspunkter for behandling. Denne artikkelen er aktuelt under skriving og viser sammenfallende metyleringmønster hos dem som får residiv tidlig og send i forhold til dem som overlever.
Parallelt med dette har en gjort innfarginger på de samme parafinblokkene med BAP1, den viktigste prognostiske markøren for metastaserende sykdom. Denne studien vil kunne fortelle noe om validiteten av BAP1 innfarging på eldre parafinblokker og dens korrelasjon med overlevelse. Det utføres aktuelt også RNA in situ hybridisering på de nevnte parafinblokker. Denne metoden er ikke forsøkt for BAP1 RNA på blokker fra uvealt melanom og vil kunne gi verdifull informasjon sammenlignet med IHC og kan fungere som et potensielt verktøy for BAP1 deteksjon på eldre parafinblokker. Denne studien forventes også å være fullført innen året.
Den første studien i prosjektet hvor sammenligner ulike dyrkningsbetingelser for tumorvev fra uveale melanomer vil kunne ha terapeutisk nytteverdi for å kunne vurdere hvilke kreftceller en ønsker å rette pasientspesifikk immunterapi mot. I resultatene fra denne studien ser en at ulike dyrkningsbetingelser fremprovoserer ulike overlevelsesstrategier for kreftcellene, bla ser en tydelig metabolsk endring i celler som går fra adherent til ikke-adherent vekst som er antydet i disseminerte kreftceller. Dette gir ikke bare innblikk i hvilke celler som er potensielt mer aggressive, men avslører også mulige terapeutiske mål. Blokkering av signalveier og enzymer er strategier under utprøvning i kreftbehandling. Sammenligning av dyrkningsbetingelser er også viktig basalforskning mtp utvikling av modeller for medikamentell og terapeutisk utprøvning uten bruk av forsøksdyr.
Resultatene fra denne studien vil bli videreført til nye forsøk med mål om å utvikle ny og forbedret behandling for pasienter med uvealt melanom
Studie nr 2 hvor en undersøker metyleringsmønster relatert til overlevelse med Illumina 450k er den første som er gjort for uveale melanomer. Epigenetiske endringer er definisjonsmessig reversible, noe som har medført utvikling av en rekke epigenetiske medikamenter. DNA hypometylerende medikamenter har vist seg spesielt virkningsfulle på hematologiske kreftsykdommer. Den aktuelle studien har fremvist distinkte metyleringmønstre i tumorer som metastaserer. For uvealt melanom er det spesielt interessant å forsøke å øke sensitivtet for kjemoterapi vha epigenetiske medikamenter. Distinkte metyleringsmønstre kan også bruke som et redskap for diagnostikk og vurdering av prognose.
Studie nr 3 vil kunne fortelle noe om validiteten av BAP1 immunohistokjemisk innfarging på eldre parafinblokker og om dette er et redskap som kan brukes i forskning på eldre blokker. Ved å sammenligne validert innfarging (positiv intern kontroll) med data fra Dødsårsakregisteret og Kreftregisteret vil en kunne vurdere om BAP1 er pålitelig markør både for personer som får sent residiv og dem som får tidlig residiv. RNA in situ hybridisering med BAP1 vil være en ny metode innenfor diagnostikk av uvealt melanom. Det vil derfor være spesielt interessant å se korrelasjon mellom BAP1 RNA og BAP1 proteinekspresjon. Ved tilstedeværelse av RNA uten positiv IHC vil Western blot være en aktuell metode. Studien vil derfor kunne fortelle noe om implementering av RNA in situ hybridisering i diagnostikk av uvealt melanom.
Uvealt malignt melanom i øyet er en alvorlig kreftform hvor 50 % utvikler levermetastaser. I denne studien vil en identifisere og karakterisere en mulig stamcellepopulasjon i tumoren for å på sikt kunne utvikle pasientspesifikk behandling i form av en kreftvaksine.Uvealt malignt melanom er den vanligste svulsten med utgangspunkt i øyet, og er en alvorlig form for kreft hvor 50 prosent utvikler levermetastaser.
I dette prosjektet ønsker vi på sikt å utvikle en mer spesifikk og pasientrettet behandlingsmetode hvor en angriper celler som initierer tumorvekst direkte ved hjelp av pasientspesifikk immunterapi (dentrittisk cellebasert immunterapi). For å utvikle en slik kreftvaksine er en avhengig av genetisk kartlegging av tumoren. Flere publikasjoner viser tilstedeværelse av en subpopulasjon med stamcelle-lignende celler innenfor tumoren. Disse cellene har evne til å initiere kreftvekst og er resistente mot tradisjonelle behandlingsmetoder. For å identifisere og karakterisere en slik subpopulasjon er en avhengig av å sammenligne normale uveale melanocytter med uveale kreftceller.
Vi har det siste året ekspandert vår biobank ytterligere med vev fra pasienter operert for uvealt malignt melanom. Vi har også videre optimalisert metoder for celledyrkning av primært tumorvev. Dette vevet blir dyrket både adherent og som sfærer, en metode som ivaretar mindre differensierte celler som stamceller. Tumorsfærene blir videre støpt inn i parafin for immunohistokjemiske analyser og frosset ned for genetiske analyser. Det siste året har vi også sendt inn materiale til microarray, hvor vi har sammenlignet primærvev, adherente-cellekulturer og sfære-cellekulturer fra 3 donorer. I tillegg har vi utført PCR, IHC og elektronmikroskopi på dette donorvevet. Data fra denne studien er nå under bearbeiding og er planlagt publisert i løpet av de neste månedene.
I 2013 fikk vi innvilget søknad hos REK om bruk parafinblokker fra den diagnostiske biobanken ved Patologisk avdeling, Oslo Universitetssykehus. Dette materialet består av uveale melanomer og godartede nevi i perioden 1960-1991. Ved å få innvilget denne søknaden har en fått et bredt materiale og mulighet til å validere data fra analyser på primærvevet. Etter innsending av ny søknad til REK har en fått tillatelse til å innhente data om metastaserende sykdom fra Kreftregisteret og til å innhente dødsårsak fra Dødsårsaksregisteret. På grunnlag av dette har en selektert pasientgrupper som gir oss mulighet til å vurdere pasienter med tidlig residiv og tidlig residiv av melanomet opp mot pasienter som på et sent tidspunkt døde av andre årsaker (kontrollgruppe). Dette datamaterialet danner nå grunnlaget for undersøkelse av epigenetiske mekanismer som kan medføre en mer aggressiv kreftform. Vi har optimalisert metoder for ekstraksjon av RNA og DNA fra parafinblokker og vi har nå sendt inn et større materiale for kartlegging av metyleringsmønster i DNA korrelert med metastaserende sykdom. Vi er også i gang med å optimalisere protokoll for vurdering av histonmodifikasjoner i parafinblokker. Det er forventet at data blir publisert i løpet av 2015.
Parafinblokkene er også gjenstand for IHC innfarginger hvor en vurderer ekspresjon av stamcellemarkører og den kjente prognostiske (og epigenetiske regulatoren) BAP1 med tidlig residiv, sent residiv og kontrollgruppe.
Uvealt malignt melanom i øyet er en alvorlig kreftform hvor 50 % utvikler levermetastaser. I denne studien vil en identifisere og karakterisere en mulig stamcellepopulasjon i tumoren for å på sikt kunne utvikle pasientspesifikk behandling i form av en kreftvaksine.Uvealt malignt melanom er den vanligste svulsten med utgangspunkt i øyet, og er en alvorlig form for kreft hvor 50 prosent utvikler levermetastaser.
I dette prosjektet ønsker vi på sikt å utvikle en mer spesifikk og pasientrettet behandlingsmetode hvor en angriper celler som initierer tumorvekst direkte ved hjelp av pasientspesifikk immunterapi (dentrittisk cellebasert immunterapi). For å utvikle en slik kreftvaksine er en avhengig av genetisk kartlegging av tumoren. Flere publikasjoner viser tilstedeværelse av en subpopulasjon med stamcelle-lignende celler innenfor tumoren. Disse cellene har evne til å initiere kreftvekst og er resistente mot tradisjonelle behandlingsmetoder. For å identifisere og karakterisere en slik subpopulasjon er en avhengig av å sammenligne normale uveale melanocytter med uveale kreftceller.
Vi har det siste året ekspandert vår biobank ytterligere med vev fra pasienter operert for uvealt malignt melanom. Vi har også optimalisert metoder for celledyrkning av primært tumorvev. Dette vevet blir pimært dyrket som sfærer, en metode som ivaretar mindre differensierte celler som stamceller. Tumorsfærene blir videre støpt inn i parafin for immunohistokjemiske analyser og frosset ned for genetiske analyser.
Parallelt med arbeidet med primært tumorvev har vi fått innvilget søknad hos REK om bruk parafinblokker fra den diagnostiske biobanken ved Patologisk avdeling, Oslo Universitetssykehus. Dette materialet består av uveale melanomer og godartede nevi i perioden 1960-1991. Ved å få innvilget denne søkanden har en fått et bredt materiale og mulighet til å validere data fra analyser på primærvevet. I den forbindelse er det blitt inngått et omfattende samarbeid med patologisk avdeling hvor en aktuelt utarbeider snitt og Tissue Microarray for analyser av stamcellemarkører. Basert på funn her vil en for et selektert utvalg parafinblokker ekstrahere DNA. Dette vil gi oss et unikt materiale for sammenligning av primært tumorvev, sfærekulturer og parafinblokker. Det er videre planlagt at resultatene vil bli brukt i utviklingen av en dentrittisk cellebasert kreftvaksine.
Den senere tid har det blitt et økende fokus på epigenetiske endringer og deres betydning for kreftutvikling og metastasering. Epigenetiske endringer vil si reversible endringer i pakkingen av gener som endrer genuttrykk uten å endre selve DNA-sekvensen. Eksempler på dette er histon-modifikasjoner og CpG- metyleringsmønstre i tumorene. Disse modifikasjonene kan være et viktig angrepspunkt for behandling og vi vil derfor inkludere kartlegging av epigenetikk i studien av tumorene. Nylig har det blitt utarbeidet protokoller for epigenetiske analyser av parafinblokker. Det har vært gjort svært lite epigenetisk forskning på uveale melanomer. Vi ønsker derfor å forsøke å utføre epigenetiske analyser på materialet fra den diagnostiske biobanken.
Uvealt malignt melanom i øyet er en alvorlig kreftform hvor 50 % utvikler levermetastaser. I denne studien vil en identifisere og karakterisere en stamcellepopulasjon i tumoren for å på sikt kunne utvikle pasientspesifikk behandling i form av en kreftvaksine.Uvealt malignt melanom er den vanligste svulsten med utgangspunkt i øyet, og er en alvorlig form for kreft hvor 50 prosent utvikler levermetastaser.
I dette prosjektet ønsker vi på sikt å utvikle en mer spesifikk og pasientrettet behandlingsmetode hvor en angriper celler som initierer tumorvekst direkte ved hjelp av pasientspesifikk immunterapi (dentrittisk cellebasert immunterapi). For å utvikle en slik kreftvaksine er en avhengig av genetisk kartlegging av tumoren. Flere publikasjoner viser tilstedeværelse av en subpopulasjon med stamcelle-lignende celler innenfor tumoren. Disse cellene har evne til å initiere kreftvekst og er resistente mot tradisjonelle behandlingsmetoder. For å identifisere og karakterisere en slik subpopulasjon er en avhengig av å sammenligne normale uveale melanocytter med uveale kreftceller. Dette arbeidet er vi i gang med, og har på Senter for Øyeforskning bygget opp en biobank med kreftceller og kontrollceller. Materialet fryses ned direkte eller dyrkes som cellekultur. Vi har nå et materiale bestående av primære tumorceller, uveale melanocytter (kontrollceller) og cellelinjer. Vi har også nylig startet arbeidet med å karakterisere og sammenligne cellene. Metoder som blir brukt til dette formålet er microarray, immunocytokjemi, qRT-PCR og Western Blot. For å isolere en mer aggressiv subpopulasjon innenfor svulsten vil en bruke sortering etter overflatemarkører merket med fluorescens, og sortering etter overflatemarkører merket med magnetiske kuler.
Den senere tid har det blitt et økende fokus på epigenetiske endringer og deres betydning for kreftutvikling og metastasering. Epigenetiske endringer vil si reversible endringer i pakkingen av gener som endrer genuttrykk uten å endre selve DNA-sekvensen. Eksempler på dette er histon-modifikasjoner og CpG- metyleringsmønstre i tumorene. Disse modifikasjonene kan være et viktig angrepspunkt for behandling og vi vil derfor inkludere kartlegging av epigenetikk i studien av tumorene. Metoder som brukes her vil være metylerings-assay og ChIP-on-chip.
Studien har en potensiell mulighet til å bedre nåværende behandlingsmetoder i tillegg til å gi verdifull informasjon om biologien i humane uveale melanomer.
Deltagere
- Ole Kristoffer Olstad Prosjektdeltaker
- Nils Eide Prosjektdeltaker
- Neena Theresa Kumar Prosjektdeltaker
- Øystein Garred Prosjektdeltaker
- Charlotte Larsen Ness Doktorgradsstipendiat
- Agate Noer Medveileder
- Charlotte Ness Doktorgradsstipendiat
- Leonardo Andrés Meza-Zepeda Forsker (annen finansiering)
- Borghild Barth-H Roald Forsker (annen finansiering)
- Bjørn Nicolaissen Biveileder
- Morten Carstens Moe Hovedveileder
eRapport er utarbeidet av Sølvi Lerfald og Reidar Thorstensen, Regionalt kompetansesenter for klinisk forskning, Helse Vest RHF, og videreutvikles av de fire RHF-ene i fellesskap, med støtte fra Helse Vest IKT
Alle henvendelser rettes til eRapport