Hvordan romlig analyse av tumor-mikromiljøet kan forutsi respons på immunterapi

Det er velkjent at kreftcellers heterogenitet spiller en avgjørende rolle i hvordan tumorer reagerer på behandlinger, spesielt immunterapi. Ved å analysere tumorens mikromiljø og de cellulære interaksjonene som skjer i nærområdet rundt kreftcellene, får vi en dypere forståelse av de faktorene som styrer responsen på slike behandlinger. En interessant tilnærming er å bruke metodene for cellenaboliganalyse, der spesifikke mikro-nicher rundt tumorcellene, kalt "tumor cell centric neighborhoods" (TCCN), blir studert for å avdekke de parakrine interaksjonene mellom cellene.

Videre har romlig analyse avslørt viktige sammenhenger mellom tumorcellers heterogenitet og deres interaksjoner med immunsystemet. En av de største utfordringene ved kreftbehandling er at tumorceller ikke er identiske, selv innenfor en enkelt svulst. De genetiske og molekylære forskjellene mellom cellene kan føre til at noen celler er mer motstandsdyktige mot behandling enn andre. Romlige analyser, spesielt ved bruk av multiplex imaging (MxIF), gjør det mulig å undersøke hvordan forskjellige celletyper, inkludert tumorceller, stromale celler og immunceller, er plassert i forhold til hverandre. Dette kan gi et mer presist bilde av hvordan tumorens makrostruktur, som tumorens kjerne og marg, påvirker behandlingsrespons.

En viktig innsikt i denne sammenhengen er hvordan makrofager og cytotoksiske T-celler spiller en sentral rolle i svulstens kjerne. Studier har vist at høyere antall cytotoksiske T-celler i tumorens kjerne er assosiert med bedre klinisk respons på immunterapi, spesielt i tilfeller av melanom. I motsetning til dette viser undersøkelser at makrofager i tumorens kjerne kan fremme immunologisk undertrykkelse, noe som hindrer en effektiv T-celle respons.

I tillegg er det et økende fokus på rollen til myeloide celler i svulstene. Forskning har avdekket at kreftceller kan manipulere myeloide celler i tumorens mikromiljø for å skape et immunosuppressivt miljø som hindrer T-cellers funksjon. For eksempel, i tilfeller av melanom, har man sett at kreftceller fremmer utviklingen av makrofager som uttrykker PD-L1, et molekyl som hemmer T-cellenes aktivitet. Dette kan bidra til svulstens evne til å unngå immunsystemets overvåkning og motstand mot immunterapi.

Romlig analyse av tumor-mikromiljøet gir dermed viktig informasjon for å forstå hvorfor visse pasienter responderer bedre på immunterapi enn andre. Det blir tydelig at både den anatomiske plasseringen av tumorcellene og deres interaksjon med immunsystemet har en betydelig innvirkning på behandlingsutfallet. Pasienter som har en høyere forekomst av immunaktiverende celler i sine TCCN, har større sjanse for å oppleve en positiv respons på immunterapi, mens de med høyere representasjon av immunsuppressive celler som makrofager og B-celler har en dårligere prognose.

Den mest lovende utviklingen i denne forskningen er bruken av romlige kartleggingsmetoder som MxIF, som gir mulighet for å studere tumorens mikromiljø på enkeltcelle-nivå. Denne teknologien kan bidra til å identifisere nye biomarkører og prediktive faktorer som kan forbedre presisjonen i valg av behandlinger. Ved å bruke TCCN og relaterte analyser kan man få en mer detaljert forståelse av hvordan tumorcellene interagerer med immunsystemet, og dermed utvikle mer effektive strategier for immunterapi.

Hvordan identifisere ALT-aktive tumorer: C-sirkel- og UTF-asser

ALT-celler er kjennetegnet ved et høyt innhold av telomeriske DNA-strukturer, og de viser signifikant økt DNA-skade og replikeringsstress. Dette skjer på grunn av unormalt telomerisk kromatin og endrede proteinbindinger. I ALT-celler fører uoppløste replikeringsgafler til dobbeltstrengsbrudd, som igjen fremmer rekruttering av DNA-reparasjonfaktorer og aktiverer homolog rekombinasjon (HDR), som forlenger telomerene.

Tidligere metoder for å påvise telomeraseaktivitet har hatt sine begrensninger, men nyere forskning har vist at kvantifisering av TERT-mRNA-eksprensjon gir en mer robust indikasjon på tilstedeværelsen av telomerase i cellene. Dette gir en tydelig differensiering mellom telomerase-positive og -negative celler, men utfordringer som mangel på tilgjengelige prøver kan gjøre bruken av TERT-mRNA-testing utfordrende for alle pasienter. Genomiske aberrasjoner som TERT-promotormutasjoner, TERT-omorganiseringer og MYCN-amplifikasjon brukes ofte som surrogatmarkører for telomeraseaktivering.

C-sirkel-analysen og UTF-assesmentet gir sammen en svært effektiv tilnærming for å identifisere ALT-positive tumorer, spesielt når det er begrenset tilgang til høykvalitets RNA eller proteinprøver. Dette har vært spesielt nyttig i studier på neuroblastom, der tre forskjellige pasientkohorter har blitt identifisert: telomerase-positive, ALT-positive og TMM-negative. Hver av disse gruppene viser forskjellige kliniske utfall, noe som understreker viktigheten av å kunne klassifisere tumorer etter deres telomerbevaringsmekanismer.

En av de største utfordringene i ALT-diagnostikk er å håndtere tumorens heterogenitet. Spesielt kan tumorer ha lavt innhold av C-sirkler, selv om de fremdeles er ALT-positive. Dette skyldes muligens tumorens romlige heterogenitet, som betyr at det kan være varianter i telomeraktivering på tvers av forskjellige områder i tumoren. Derfor kan UTF-analysen være nyttig som en tilleggstest for å påvise ALT-aktivitet i slike tilfeller.

Utover å hjelpe med å klassifisere tumorer etter deres telomerbevaringsmekanisme, kan påvisning av ALT også ha terapeutiske implikasjoner. ALT-positive tumorer kan for eksempel ha bedre respons på behandlinger som retter seg spesifikt mot denne mekanismen, og identifiseringen av slike tumorer kan derfor hjelpe til med å skreddersy behandlingsplaner for pasientene.

Samtidig er det viktig å merke seg at biomarkører som C-sirkel- og UTF-analysene, samt TERT-mRNA-testing, ikke er universelle verktøy for alle typer svulster. Tumorer som mangler disse markørene kan fortsatt ha en aktiv ALT-mekanisme, og alternative tilnærminger kan være nødvendige for å oppdage disse. Det er derfor avgjørende å bruke en kombinasjon av ulike teknikker og markører for å få et mest mulig presist bilde av tumorens biologiske egenskaper.

Hvordan vurderes terapeutiske effekter ved bruk av SHAPE-teknologi i tumormåling?

Klinisk vurdering av pasientens respons på neoadjuvant kjemoterapi (NAC) ble utført patologi-messig av en erfaren patolog ved hjelp av en fem-punkts graderingsskala som ble utviklet lokalt. Skalaen var delt i fem grader: 1–5, hvor 1 representerte minimal terapeutisk effekt, 2 minimal effekt med invasiv tumor eller vaskulær invasjon, 3 moderat terapeutisk effekt med invasiv tumor, 4 markert terapeutisk effekt med minimal invasiv tumor, og 5 fullstendig terapeutisk effekt uten invasiv sykdom.

I tillegg ble flere markører benyttet for å vurdere de terapeutiske effektene: størrelsen på det gjenværende svulstvolumet, endringer i tumorstørrelse, størrelsen på lymfeknuter og endringer i disse, samt cellulære informasjoner. Dette ble fulgt av 3D-målinger utført på ultralydbilder som ble tatt etter gjennomført NAC. 3D-målinger anses som mer presise for å vurdere resultater fra 3D-data. Det ble også vurdert at pasienter med mer enn 90% reduksjon i tumorvolum skulle klassifiseres som respondere, og man benyttet både bildebehandlings- og patologiresultater for å vurdere effekten.

En prospektiv klinisk studie ble gjennomført med 25 pasienter som var planlagt for brystbiopsi av en masse som målte minst 1 cm i lengste dimensjon og var plassert innenfor 3 cm fra hudoverflaten. Tumordybden ble begrenset til 3 cm for å opprettholde muligheten for direkte måling av intra-kompartmentalt trykk ved hjelp av et trykkovervåkningssystem. Før biopsien ble pasientene undersøkt med kontrastforsterket ultralyd (CEUS) ved bruk av en LOGIQ E9-skanner. I løpet av denne studien ble et kontinuerlig infusjonsløp på 3 ml Definity blandet i 50 ml saltvann administrert intravenøst, og infusjonshastigheten ble justert individuelt.

3D-konvensjonell CEUS og 3D SHAPE-bilder ble samlet inn i triplikater, og akustisk kraft ble optimalisert på individuell basis for å oppnå maksimal følsomhet. Etter at den optimale akustiske effekten ble bestemt, ble infusjonen stoppet i noen minutter for å observere når boblene forsvant, og deretter ble det samlet nye data. Dataene ble analysert for å sammenligne signalene fra lesjonene i begge modusene, med og uten bobler. Det ble funnet en sterk sammenheng mellom de subharmoniske signalene og trykkgradientene i brystlesjonene, og optimalisering av akustisk kraft ble oppnådd ved å bruke en 10 MHz overføringsfrekvens og en akustisk effekt på −8 dB.

I et videre forsøk på rotter med brystkreft, hvor 25 av 89 rotter ble inkludert i en kalibreringsgruppe, ble en invers lineær sammenheng mellom subharmoniske amplituder og IFP også observert. De høyeste korrelasjonene ble sett ved et 115% terskelnivå, og analysene viste en signifikant forskjell mellom de ulike gruppene. Dette understreket hvordan SHAPE-teknologien kan benyttes til å estimere interstitialt trykk og dermed gi innsikt i tumormiljøet, som er essensielt for utvikling av mer målrettede terapeutiske strategier.

For videre forståelse er det viktig å merke seg at mens SHAPE-teknologien er lovende som verktøy for å overvåke interstitialt fluidtrykk i tumorer, er dens nøyaktighet avhengig av flere faktorer, som ultralyddiagnostisk teknologi, akustisk effekt og infusjonsparametere. Optimale innstillinger må derfor tilpasses individuelt for hver pasient og hver tumor, noe som krever en grundig forståelse av både teknologien og tumorens spesifikasjoner.

Endtext

Hvordan bakterieproteiner kan forandre kreftbehandling: Azurin og målrettede terapier

Bakterieproteiner har lenge vært et tema for forskning innen medisinsk behandling, og en av de mest lovende kandidatene for kreftbehandling er azurin, et redoksprotein isolert fra bakterien Pseudomonas aeruginosa. Azurin har vist seg å kunne induse celledød (apoptose) i flere kreftcellelinjer, noe som gjør det til en interessant kandidat for målrettet kreftterapi.

Azurin har blitt undersøkt for sine krefthemmende egenskaper i flere studier. Et sentralt aspekt ved disse studiene er hvordan proteinet kan manipulere celleprosessene til å fremme apoptose, spesielt i celler som er resistente mot tradisjonelle behandlingsmetoder. I tilfelle av osteosarkom (U2OS), en type benkreft, har azurin vist evnen til å indusere apoptose ved å påvirke de intracellulære signalveiene som regulerer celleoverlevelse. Dette antyder at azurin kan ha en selektiv effekt på kreftceller, og at det kan integreres i behandlinger som kombinerer bakterieproteiner med tradisjonelle terapeutiske metoder.

En annen bemerkelsesverdig egenskap ved azurin er dets potensial til å sensibilisere kreftceller for andre behandlingsformer. I en studie ble det vist at azurin kunne øke følsomheten til orale plateepitelkarsinom-celler (en type munnkreft) for kjemoterapeutiske legemidler. Denne egenskapen kan bidra til å redusere dosene av kjemoterapi som kreves for effektiv behandling, og dermed redusere bivirkningene som ofte følger med slike behandlinger.

Ytterligere forskning har avslørt at azurin kan interagere med p53, et tumorundertrykkende protein, for å fremme celle syklusstopp og apoptose i kreftceller. Et viktig aspekt ved p53 er at det er dysfunksjonelt i mange kreftformer, og gjenoppretting av dets normale funksjon er et mål for mange behandlingsstrategier. Azurin, ved å påvirke p53, kan derfor være en nøkkelkomponent i en ny generasjon av målrettede terapier som har som mål å reparere eller aktivere tumorundertrykkende veier.

I tillegg til disse terapeutiske egenskapene, har azurin blitt kombinert med spesifikke peptider for å forbedre kreftbehandlingens målretting. Et eksempel på dette er utviklingen av p28, et peptid som forhindrer interaksjonen mellom p53 og HDM2, et protein som bidrar til nedbrytning av p53. p28 har vist seg å kunne øke aktiviteten til p53 uten å endre dets konformasjon, og dermed åpner det for nye terapeutiske muligheter for pasienter med kreft som har p53-mutasjoner.

Andre studier har kombinert azurin med diagnostiske verktøy, for eksempel fluorescerende probene, som kan hjelpe til med å visualisere tumorvev under kirurgiske inngrep. Denne tilnærmingen kan gi leger presis informasjon om tumorens plassering og størrelse, noe som er avgjørende for å forbedre kirurgisk fjerning av kreftsvulster. Bruken av slike avanserte billedbehandlingsteknikker har blitt et fokus i nyere forskning på behandling av hjernesvulster og andre utfordrende kreftformer.

For leseren er det viktig å forstå at forskning på bakterieproteiner som azurin fortsatt er i en tidlig fase, og selv om de første resultatene er lovende, er det fortsatt mange utfordringer som må overvinnes før disse behandlingene kan bli en standard del av klinisk praksis. Videre er det avgjørende å vurdere de etiske implikasjonene av å bruke levende organismer eller deres produkter i medisinsk behandling. Bakteriell terapi kan virke som et radikalt skritt, men den langsiktige visjonen er å bruke disse naturlige systemene for å skape mer presise og effektive behandlingsalternativer.

Endtext