Duke University: Uusien työkalujen kehittäminen syövän torjuntaan
Julkaisupäivä:Duken tutkijat luovat entistä tarkempia lähestymistapoja kasvainten pysäyttämiseen
Vuosikymmenien ajan lääketieteellinen syövänhoito on yleensä tarkoittanut kemoterapiaa, sädehoitoa tai leikkausta yksin tai yhdessä. Mutta asiat muuttuvat nopeasti. Nykyään uusia lähestymistapoja, kuten immuunihoitoja ja kohdennettuja hoitoja, on tulossa saataville, ja tutkimuksessa ja kehityksessä on monia muita. Monissa tapauksissa uudet hoidot ovat tehokkaampia, ja niillä on vähemmän sivuvaikutuksia.
"On jännittävää aikaa olla syöpätutkimuksen ja syövän löydön parissa", sanoi Colin Duckett, PhD, patologian professori, farmakologian ja syöpäbiologian laitoksen väliaikainen puheenjohtaja ja perustieteen varadekaani.
"Olemme siirtymässä tähän aikakauteen, jossa meillä on uudet työkalut, joita voimme käyttää syövän hoitoon."
- Colin Duckett, tohtori
Duke Cancer Instituten (DCI) ja lääketieteellisen korkeakoulun tutkijat auttavat luomaan näitä uusia työkaluja useiden eri alojen asiantuntijoiden tietämyksen ja kokemuksen avulla.
Itse asiassa syöpätutkimus on aina ollut DCI:n ryhmätyötä.
"DCI luotiin nimenomaan vuosikymmen sitten murtamaan tieteenalojen välisiä esteitä yhteistyötutkimuksen ja monitieteisen vuorovaikutuksen edistämiseksi", sanoi DCI:n pääjohtaja Michael Kastan, MD, PhD, William ja Jane Shingletonin farmakologian ja syöpäbiologian arvostettu professori.
Öljyä tuleen lisää Duke Science and Technology (DST) -aloite, jonka tavoitteena on katalysoida ja tukea tutkimusyhteistyötä joidenkin maailman kiireellisimpien ongelmien, kuten syövän, ratkaisemiseksi.
Vaikka uudet työkalut vaihtelevatkin, ne edustavat edistystä henkilökohtaisessa syöpälääketieteessä. Kohdennetut hoidot valitaan potilaan kasvaimen geneettisen allekirjoituksen perusteella. Jotkut immuunihoidot vievät personointia vielä pidemmälle manipuloimalla potilaan omia immuunisoluja luodakseen hoidon tälle yksilölle yksin.
Sovittamaan hoitoja potilaiden mukaan monialainen Duke Molecular Tumor Board, jota johtaa John Strickler, MD, HS'11, ja Matthew McKinney, MD'06, HS'06-'09, HS'10-'13, auttaa tarjoajia tunnistamaan parhaita käytäntöjä, äskettäin hyväksyttyjä hoitoja tai kliinisiä tutkimuksia edistyneille syöpäpotilaille heidän kasvaimiensa geneettisen sekvensoinnin perusteella.
"Tarkkuussyöpälääketieteessä – oikea hoito oikealle potilaalle oikeaan aikaan – kaikki nämä asiat yhdistyvät, kohdistetut hoidot, immuuniterapia, jopa tavallinen kemoterapia, kaikki tämä on osa täsmällistä syöpälääkettä."
-Michael Kastan, MD, PhD
Immunoterapia
Immunoterapian tavoitteena on valjastaa immuunijärjestelmän voima syöpää vastaan. Se voi tarkoittaa immuunijärjestelmän aktivoimista, uupuneiden immuunisolujen energisoimista tai immuunisolujen auttamista löytämään syöpäsoluja ohjaamalla ne sinne tai poistamalla syövän "hyvän miehen" naamiot.
Duke's Center for Cancer Immunotherapy tukee näitä pyrkimyksiä tunnistamalla lupaavia perustieteellisiä löytöjä ja rakentamalla ryhmiä näiden ideoiden muuntamiseksi hoidoksi.
"Täällä on niin monta maailmanluokan perustutkijaa, jotka tekevät löytöjä..."
- Scott Antonia, MD, PhD
"...löydöt, jotka ovat mahdollisesti muunnettavissa immunoterapeuttisiksi strategioiksi", sanoi Scott Antonia, MD, PhD, lääketieteen professori ja keskuksen perustajajohtaja. "Se motivoi minua tulemaan Dukeen, koska minulla oli loistava tilaisuus olla vuorovaikutuksessa perustieteilijöiden kanssa kehittääkseen uusia immunoterapeuttisia aineita ja saada heidät klinikalle."
Antonia uskoo, että immunoterapia voi mullistaa syövänhoidon, mutta lupauksen toteuttamiseksi on vielä tehtävä työtä. "Periaatteen todisteet ovat olemassa", hän sanoi, "mutta silti vain suhteellisen pieni osa ihmisistä nauttii pitkäaikaisesta selviytymisestä. Jos voimme hioa immunoterapeuttisia lähestymistapoja, se on paras mahdollisuutemme.
Yksi jännittävimmistä keskuksen tarjoamista immunoterapiatöistä sisältää potilaan omien T-solujen (eräänlainen lymfosyyttityyppi) poistaminen, niiden manipuloiminen laboratoriossa niiden tehostamiseksi kasvaimia vastaan ja niiden ruiskuttaminen takaisin potilaaseen.
T-soluja voidaan manipuloida laboratoriossa useilla eri tavoilla. Yhdessä lähestymistavassa, jota kutsutaan CAR T-soluterapiaksi, T-solut muokataan lisäämällä synteettisiä vasta-ainefragmentteja, jotka sitoutuvat potilaan kasvaimeen ohjaten T-solut tehokkaasti suoraan kasvainsoluihin.
Toisessa lähestymistavassa, jota kutsutaan tuumoriinfiltroivaksi lymfosyyttiksi (TIL) adoptiivisoluterapiaksi, potilaan T-solujen osajoukko, joka on jo onnistunut löytämään tiensä kasvaimeen, uutetaan ja kasvatetaan sitten suuriksi määriksi ennen kuin ne palautetaan potilaalle. Antonia ja hänen kollegansa julkaisivat äskettäin paperin, joka osoittaa TIL:n laajentamisen tehokkuuden keuhkosyövässä. "Teemme nyt valmistelutyötä kehittääksemme kliinisiä tutkimuksia käyttämällä tätä lähestymistapaa aivokasvaimissa, ja aiomme laajentaa myös monia muita syöpiä", hän sanoi.
Antonia huomauttaa, että Dukessa tapahtuvat innovaatiot CAR T-soluterapiassa ja TIL-hoidossa ovat mahdollisia yhteistyön ansiosta useiden eri alojen tutkijoiden kanssa, mukaan lukien vasta-aineasiantuntijoiden, kuten esim. Barton Haynes, MD, HS'73-'75, Frederic M. Hanes lääketieteen professori ja Wilton Williams, PhD, lääketieteen ja kirurgian apulaisprofessori, Duke Human Vaccine Institutesta, ja biolääketieteen insinöörejä, kuten Charles Gersbach, PhD, John W. Strohbehn Distinguished Professor of Biomedical Engineering Pratt School of Engineering.
Lisäksi tällaisten soluhoitojen kliiniset tutkimukset vaativat erityisiä tiloja solujen suunnitteluun tai laajentamiseen. Ne tarjoavat Duke's Marcus Center for Cellular Cures, jota johtavat Joanne Kurtzberg, MD, Jerome S. Harris Distinguished Professor of Pediatrics ja Beth. Shaz, MD, MBA, patologian professori. "Se on ollut erittäin tuottava yhteistyö, joka korostaa, kuinka Duke on ainutlaatuisessa asemassa immunoterapeuttisten strategioiden kehittämisessä", Antonia sanoi.
Kohdennettu terapia
Kohdennettuissa hoidoissa hyödynnetään kasvaimen heikkoa kohtaa: esimerkiksi geneettistä mutaatiota. Etuna on, että hoito tappaa vain syöpäsoluja, ei terveitä soluja. Edellytyksenä on tietyn kasvaimen genetiikan ja biologian tunteminen, ei mikään yksinkertainen tehtävä.
Trudy Oliver, PhD'05, joka liittyi farmakologian ja syöpäbiologian laitoksen tiedekuntaan Duke Science and Technology -stipendiaattina, tutkii syövän kehitystä ja kasvainten alatyyppien biologiaa, erityisesti okasolukeuhkosyöpää ja pienisoluista keuhkosyöpää.
"Jopa pienisoluisessa keuhkosyövässä on alaryhmiä, jotka käyttäytyvät eri tavalla kuin toisistaan", hän sanoi. Jotkut hänen tunnistamistaan hoidoista ovat kliinisissä kokeissa
"Työmme viittaa siihen, että kun räätälöit terapian näille alaryhmille, voit muuttaa tuloksia."
-Trudy Oliver, PhD'05
Jotkut hänen tunnistamistaan hoidoista ovat kliinisissä kokeissa.
Sandeep Dave, MD, Wellcome Distinguished Professor of Medicine, johtaa kunnianhimoista projektia, jossa analysoidaan yli 100 eri verisyövän tyypin genomiikkaa. Hänen projektinsa virtaviivaistaa verisyöpädiagnoosia ja paljastaa mahdollisia hoitokohteita.
"Kaikki syövät syntyvät geneettisistä muutoksista, jotka mahdollistavat syövän selviytymisen ja menestymisen isännän kustannuksella", hän sanoi. "Nämä geneettiset muutokset ovat kaksiteräinen miekka – ne antavat näiden syöpäsolujen kasvaa, mutta toisaalta ne tarjoavat erityisiä haavoittuvuuksia, joita voimme mahdollisesti hyödyntää."
Dave sanoi, että hänen taustansa tietojenkäsittelytieteessä, genetiikassa ja onkologiassa auttoi häntä suunnitellessaan valtavia tietojoukkoja käyttävän projektin.
"Olemme tehneet raskaan työn työkalujen kehittämisen ja metodologian suhteen, mikä on kypsä käytettäväksi kaikkiin muihin syöpätyyppeihin."
-Sandeep Dave, MD
Syövän erot
Syöpäerot johtuvat elementtien monimutkaisesta vuorovaikutuksesta, kuten terveydenhuollon ja muiden resurssien saatavuudesta, institutionaalisista esteistä, rakenteellisesta rasismista ja biologiasta, kuten sukujuuriin liittyvästä genetiikasta. Esimerkiksi jotkin geneettiset biologiset tekijät ja sosiaaliset tekijät vaikuttavat eroihin monissa syöpätyypeissä.
"Syövän hoito lähestyy tätä yksilöllistä tilaa, jossa potilaita ei enää hoideta yhden koon paradigman avulla."
-Tammara Watts, MD, PhD
"On yhä ilmeisempää, että tuloksissa on eroja rodun ja etnisyyden suhteen", sanoi Tammara Watts, MD, PhD, pään ja kaulan kirurgian ja viestintätieteiden apulaisprofessori sekä DCI:n tasa-arvosta, monimuotoisuudesta ja osallisuudesta vastaava apulaisjohtaja. . "Hyvin laaja hypoteesi on, että on olemassa geneettisiä esi-isien muutoksia, jotka voivat olla ratkaisevassa asemassa erilaisissa kliinisissä tuloksissa, joita näemme päivittäin syöpäpotilaillamme."
Esimerkiksi ihmisen papilloomavirukseen (HPV) liittyvään kurkkusyöpään sairastuneilla valkoihoisilla potilailla on parempia tuloksia kuin itsetunnistetuilla mustilla potilailla, vaikka he valvoisivatkin sellaisia tekijöitä kuin terveydenhuoltoon pääsy, koulutus ja sosioekonominen asema.
Watts tekee yhteistyötä DCI:n bioinformatiikan asiantuntijoiden kanssa yrittääkseen tunnistaa merkittäviä eroja geenien ilmentymisessä näiden kahden ryhmän välillä.
"Yritän poistaa eroja, jotka voivat vaikuttaa heikommassa asemassa oleviin potilaisiin rodun ja etnisen taustan perusteella", hän sanoi. "Mutta saattaa ilmetä eroja, jotka voivat olla hyödyllisiä suunniteltaessa kohdennettuja hoitoja laajalle potilasryhmälle."
Tämä johtuu siitä, että kohdennettu hoito tiettyyn geneettiseen ilmentymään, jota saattaa esiintyä yleisemmin mustilla ihmisillä, auttaisi kaikkia potilaita, joilla on tämä ilmentymä rodusta tai etnisestä taustasta riippumatta.
Watts ei ole suinkaan yksin tekemässä syövän eroja koskevaa tutkimusta DCI:ssä. Tomi Akinyemiju, PhD, väestöterveystieteiden apulaisprofessori, tutkii epidemiologian avulla sekä biologisia tekijöitä että sosiaalisia elementtejä, jotka vaikuttavat monien syöpätyyppien eroihin.
Jennifer Freedman, PhD, lääketieteen apulaisprofessori, Daniel George, MD'92, lääketieteen professori, ja Steven Patierno, PhD, lääketieteen professori ja DCI:n apulaisjohtaja, tutkivat molekyyliperustaa sille, miksi eturauhas-, rinta- ja keuhkosyöpä on yleensä aggressiivisempi ja tappavampi potilailla, jotka tunnistavat itsensä mustiksi. Patierno, joka on ollut kansallinen johtaja syövän erojen tutkimuksessa yli 20 vuoden ajan, johtaa Duke Cancer Disparities SPORE:tä (Specialized Programm of Research Excellence), jota rahoittaa National Cancer Institute. SPORE-apuraha tukee näitä tutkijoita sekä muita DCI-ryhmiä, jotka työskentelevät rinta-, keuhko-, maha- ja pään ja kaulan syöpien parissa.
"Yksi minuun vaikuttava seikka on se, että [syöpäerojen tutkimus] on tärkeä prioriteetti DCI:ssä", sanoi Watts, joka liittyi tiedekuntaan vuonna 2019. "Nämä ryhmät ovat aktiivisesti mukana ja tekevät yhteistyötä ja esittävät kysymyksiä, jotka ajavat muutosta potilaita, joilla on huonommat tulokset, jotka liittyvät syntyperään."
Riski, havaitseminen, sieppaus
Vielä parempi kuin syöpähoito on syövän välttäminen kokonaan.
DCI:ssä, Meira Epplein, PhD, väestöterveystieteiden apulaisprofessori ja Katherine Garman, MD'02, MHS'02, HS'02-'06, HS'09, lääketieteen apulaisprofessori, pyrkivät vähentämään mahasyövän ilmaantuvuutta parantamalla Helicobacter pylori -bakteerin havaitsemista ja hoitoa. Bakteeri voi käynnistää mahasyöpään johtavan kaskadin. Epplein ja Garman, joita myös rahoittavat Duke Cancer Disparities SPORE -apuraha, toivovat työnsä vähentävän eroja, koska H. pylori -infektiot ja mahasyöpä ovat molemmat yleisempiä afroamerikkalaisten kuin valkoisten keskuudessa.
Kun syövän ehkäisy ei onnistu, seuraavaksi paras asia on havaita ja hoitaa ajoissa. Suhteellisen uusi käsite syövänhoidossa on "sieppaus", joka tarkoittaa syövän tarttumista juuri silloin, kun se alkaa tai jopa juuri ennen sitä.
"Tarkoitus on estää sen eteneminen täydelliseksi pahanlaatuiseksi kasvaimeksi", Patierno sanoi. "Toisin sanoen estää syöpää pääsemästä oman maaliviivansa yli."
Patierno näkee tulevaisuuden, jossa potilaat, joilla on syöpää esiaste tai varhainen syöpä, voisivat ottaa pillerin syövän kehityksen pysäyttämiseksi tappamatta soluja – toisin sanoen ei-sytotoksisen hoidon, toisin kuin tavallisessa kemoterapiassa.
"Tiedämme sen olevan siellä, mutta emme aio myrkyttää sitä, polttaa tai leikata sitä pois, koska niillä kaikilla on sivuvaikutuksia. Aiomme löytää ei-sytotoksisen tavan estää sen eteneminen. Se on tavoite.”
-Steven Patierno, PhD
Lue alumnien vaikuttamisesta
Syöpätutkimuksessa ja -hoidossa:
Status Quon muuttaminen: Lori Pierce MD'85
Koko ihmisen hoitaminen: Arif Kamal, MD, HS'12, MHS'15
Kohdistus syövän kasvun siemeniin: Eugenie S. Kleinerman, MD'75, HS'75
Löytö, joka tulee tyhjästä: Bill Kaelin, BS'79, MD'82
Tarina julkaistiin alun perin DukeMed Alumni Newsissa, syksyllä 2022.
Lue lisää DukeMed Alumni Newsista
Alkuperäinen artikkelin lähde: Duke tänään