Liquid biopsies in lung cancer
Prosjekt
- Prosjektnummer
- 46083800
- Ansvarlig person
- Bjørn Henning Grønberg
- Institusjon
- NTNU, IKOM
- Prosjektkategori
- Korttidsprosjekt 2015
- Helsekategori
- Cancer
- Forskningsaktivitet
- 4. Detection and Diagnosis
Rapporter
Vi har gjennom innledende analyser fått kvalitetssikret materialet i lungekreftbiobanken vår som prosjektet baserer seg på. Dette har bl. a. ført til en revisjon i våre prosedyrer for innsamling av biologisk materiale og preparering.
Flere analysemetoder er etablert, bla. a. droplet digital PCR (ddPCR).
Vi har etablert samarbeide med myelomgruppen, som har benyttet ddPCR-maskinen til analyser på myelompasienter. Dette har resultert i en publikasjon (Rustad et al. Montering multiple myeloma by quantification of recurrent mutations in serum, Haematologica 2017).
Videre har vi gjennomført sekvenseringer med flere typer genpanel og på forskjellige maskiner (ved avdeling for patologi, St. Olavs hospital, og ved Genomics Core Facility). Dette sub-prosjektet har foreløpig resultert i en masteroppgave (Anine Ottestad, "Detection of mutations in tumor and plasma DNA from stage I-III non-small-cell lung cancer patients by high-throughput sequencing", NTNU 2017).
Tildelingen har vært helt avgjørende for å etablere forskningsgruppen. Vi har nå utviklet prosedyrer som vi så vil benytte i PhD-prosjektet til Sissel Wahl. Prosjektleder er hovedansvarlig for flere kliniske studier hvor innsamling av biologisk materiale (vev, blod og urin) som fordres for videre ctDNA forskning inngår. En viktig målsetning er å analysere større kohorter av pasienter enn de som inngår i publikasjoner per i dag, fortrinnsvis pasienter som inngår i prospektive, randomiserte, kliniske intervensjonsstudier.
Potensialet for bruk av ctDNA-analyser er stort. Bedre klassifikasjon av både kreftsvulster og sykdomsutbredelse kan først og fremst føre til bedre behandling av den kreftsykdommen som tar flest liv. Videre kan man forenkle diagnostikk, og risikofylte prosedyrer for å hente vevsprøver kan unngås. Dette vil også kunne redusere tidsbruk ved diagnostikk som vil være avgjørende for å redusere forløpstidene.
Bedre klassifikasjon kan også føre til mer korrekt behandling. Det å unngå ineffektiv behandling vil spare pasientene for potensielt alvorlige bivirkninger, kan gi bedre resultat fordi sykdommen ikke utvikler seg mens man gir ineffektiv behandling. Kostnadene ved kreftbehandling er raskt økende, og det å unngå ineffektiv behandling vil selvsagt medføre en mer effektiv ressursbruk.
Enklere og bedre metoder for sykdomsmonitorering vil gjøre at man kan redusere bruk av røntgenundersøkelser - som er en flaskehals for norske sykehus per i dag. Videre kan man potensielt fange opp tilbakefall tidligere - som vil kunne lede til bedre behandling av tilbakefall som igjen kan forhindre kreftrelatert sykdom å utvikle seg. I tillegg til bedret overlevelse kan dette også gi bedre livskvaliteten fordi alvorlige kreftrelatert symptom ikke utvikler seg.
Lungekreft er den kreftsykdom som tar flest liv. Kirurgi og høydosert strålebehandling er de viktigste kurative behandlinger. Dessverre blir bare ca. 50% kurert etter operasjon og kun ca. 20% etter strålebehandling. Bedre kunnskap om hvem som faktisk kan bli kurert er nødvendig.Kreftceller avgir DNA til blodbanene (sirkulerende, cellefritt tumor DNA - ctDNA). Ved å benytte nye, sensitive teknikker kan slikt DNA identifiseres og analyseres. Målet med prosjektet er å undersøker om vi ved å analysere ctDNA kan identifisere de pasienter som har størst sjanse for å blir frisk av kirurgi eller kombinert stråle- og cellegiftbehandling. Vi vil kvantifisere og analysere ctDNA tatt før, under og etter behandling. Videre vil vi undersøke om man ved ctDNA-analyser kan påvise tilbakefall tidligere enn ved røntgenundersøkelser.
Pasienter som opereres eller får kurativ radiokjemoterapi avgir blodprøver før, under og etter behandling. Videre samler vi inn vevsprøver. Vi ekstraherer så DNA fra tumor vev og analyserer for de vanligste mutasjoner ved lungekreft. Deretter analyserer vi mengde og mutasjonsprofil i ctDNA fra blodprøver ved hjelp av digital droplet PCR.
Konkret vil vi undersøke om det er sammenheng mellom mengde og mutasjonsprofil i ctDNA og etablerte karakteristika (f. eks. histologisk subgruppe, sykdomsstatus, alder, kjønn, røykehistorie) og sykdomsutvikling/risiko for tilbakefall eller spredning. Dersom pasienter kureres forventer vi at ctDNA ikke er detekterbart etter behandling. Man vil også forvente at det vil tilkomme en økning av ctDNA ved tilbakefall.
Vi har nå ekstrahert og analysert DNA fra svulstvev fra 150 pasienter, og er i gang med å analysere ctDNA fra blodprøver fra de samme pasientene. Vi har også startet fase II av prosjektet. Her vil vi gjøre dypsekvensering av både vevs- og blodprøver for å undersøke om det er god overenstemmelse mellom den DNA-profilen vi klarer å identifisere i blod og den vi finner i vev. Målet er å undersøke om vi kan slippe å måtte samle inn vev for å få oversikt over DNA-profilen i hver pasients kreftsykdom.
Lungekreft er den kreftsykdom som tar flest liv. Kirurgi og høydosert strålebehandling er de viktigste kurative behandlinger. Dessverre blir bare ca. 50% kurert etter operasjon og kun ca. 20% etter strålebehandling. Bedre kunnskap om hvem som faktisk kan bli kurert er nødvendig.Lungekreft er vanligste årsak til kreftrelatert død og utgjør 5 % av alle dødsfall i Norge. Hvert år diagnostiseres 2900 pasienter med lungekreft, og 2200 dør hvert år av sykdommen. Ikke-småcellet lungekreft (NSCLC) utgjør 85 % av tilfellene.
NSCLC kan kureres ved kirurgi eller høydosert strålebehandling, men bare ca. 50 % av de som opereres og ca. 20 % av de som får kurativ strålebehandling blir friske. Det er derfor åpenbart at vi per i dag ikke har gode nok metoder til å identifisere de pasienter som virkelig kan kureres.
Dette betyr at mange pasienter går gjennom en krevende og i mange tilfeller langvarig behandling som så viser seg å være fånyttes. Dette er spesielt uheldig siden mange lungekreftpasienter er eldre og har betydelig komorbiditet pga. tobakksrøyking. Følgelig medfører behandlingen ofte komplikasjoner og alvorlige bivirkninger - i noen tilfeller fatale.
Nye sensitive metoder gjør at man nå kan påvise sirkulerende DNA fra kreftsvulster (circulating tumor DNA – ”ct DNA") i blodprøver. ctDNA kan kvantifiseres og analyseres med tanke på kreft-mutasjoner. Siden alle tumorceller kan avgi ctDNA, kan vi få en bedre oversikt over mutasjonsspektrum enn ved vevsprøver. Ofte får vi bare tak i små vevsbiter hos lungekreftpasienter, og analyser av disse er ikke nødvendigvis representative for alle tumorceller pga. stor heterogenitet.
Hypotesene er at mutasjonsspektrum og mengde ctDNA er korrelert til utbredelse av mikrometastaser, effekt av cytostatika/strålebehandling, risiko for tilbakefall og spredningsmønster.
Vi vil analysere ctDNA i blodprøver som er tatt fra pasienter før, under og etter kirurgi og høydosert strålebehandling. Vi vil identifisere mutasjoner i kreftsvulster, og så kvantifisere disse mutasjonene i ctDNA fra blodprøver fra pasientene. Sammenholdt med kliniske opplysninger som sykdomsforløpet fra diagnose til død vil vi så undersøke om ctDNA-analyser predikerer sykdomsutvikling, respons på behandling eller har prognostisk verdi.
Prosjektet er en del av en større satsning for å etablere translasjonsforskning på lungekreft og andre solide svulster her i Trondheim. Målsetningene for dette prosjekter er å undersøke om ctDNA-analyser kan bidra til:
- å identifisere de pasientene som blir kurert etter operasjon eller høydosert strålebehandling. Vi vil undersøke om mengden og mutasjonsspektrum i ctDNA før kurativ behandling er assosiert med risiko for tilbakefall.
- å identifisere hvilke pasienter som har mikrometastaser etter kirurgi eller høydosert strålebehandling og som bør tilbys tilleggsbehandling for å øke sjansene for å bli kurert. Etter kurativ behandling skal det i prinsippet ikke være mulig å gjenfinne ctDNA i blod dersom alle lesjoner er fjernet eller radikalt bestrålt.
- å identifisere tilbakefall på et tidligere tidspunkt enn hva man kan ved røntgen/CT. Vi vil undersøke om man kan påvise ctDNA før man kan se nye svulstert på CT hos pasienter som utvikler tilbakefall av lungekreft etter kurativ behandling.
Vitenskapelige artikler
Rustad EH, Coward E, Skytøen ER, Misund K, Holien T, Standal T, Børset M, Beisvag V, Myklebost O, Meza-Zepeda LA, Dai HY, Sundan A, Waage A
Monitoring multiple myeloma by quantification of recurrent mutations in serum.
Haematologica 2017 Jul;102(7):1266-1272. Epub 2017 apr 6
PMID: 28385781
Anine Ottestad
Detection of mutations in tumor and plasma DNA from stage I-III non-small-cell lung cancer patients by high-throughput sequencing
Masteroppgave NTNU 2017
Deltagere
- Sissel Gyrid Freim Wahl Doktorgradsstipendiat
- Sveinung Sørhaug Prosjektdeltaker
- Anine Larsen Ottestad Prosjektdeltaker
- Elisabeth Andresen Prosjektdeltaker
- Hong Yan Dai Prosjektdeltaker
- Frank Skorpen Prosjektdeltaker
- Bjørn Henning Grønberg Prosjektleder
- Tore Amundsen Prosjektdeltaker
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 Helse Midt-Norge RHF - Samarbeidsorganet og FFU