Создан инструмент для прогнозирования резистентности к темозоломиду при глиобластоме

Авторы статьи, опубликованной в Genome Medicine, создали классификатор, который может прогнозировать ответ пациента с глиобластомой, имеющей изоцитратдегидрогеназу дикого типа, на терапию темозоломидом (TMZ).

Клетки глиобластомы могут нести мутацию в гене IDH, кодирующем фермент изоцитратдегидрогеназу, при этом наблюдается нарушение окислительного декарбоксилирования в цикле Кребса и накопление 2-гидроксиглутарата, который может способствовать развитию опухоли. Однако значительная доля глиобластом имеет фермент дикого типа (IDH-wt), и это очень агрессивный тип рака.

Стандартная терапия глиобластомы включает темозоломид, который добавляет метильную группу к ОН-группе в шестом положении гуанина, провоцируя арест клеточного цикла и гибель клетки. Однако широко распространена врожденная или приобретенная устойчивость к TMZ: частота рецидивов у пациентов с глиобластомой после стандартной терапии этим препаратом может достигать 90%.

Известно, что метилирование промотора гена О-6-метилгуанин-ДНК-метилтрансферазы (MGMT) — фермента, который отвечает за обратное превращение метилгуанина в гуанин, — повышает восприимчивость к TMZ; определение статуса метилирования промотора MGMT помогает спрогнозировать ответ на химиотерапию. Другая важная причина рецидивов — стволовые клетки глиобластомы (СКГ). При стандартном лечении СКГ получают более низкие концентрации TMZ, чем основная масса опухолевых клеток.

Чтобы определить молекулярные механизмы устойчивости и создать классификационную модель, позволяющую различать пациентов, способных и неспособных ответить на терапию TMZ, до ее начала, ученые исследовала геномные и транскриптомные данные образцов, полученных от пациентов после хирургического удаления опухолей.

Было собрано 128 образцов глиобластомы (108 первичных, 19 рецидивных и один с неизвестным статусом) от 92 пациентов. С помощью бисульфитной модификации ДНК и последующей ПЦР определяли статус метилирования промотора MGMT и мутационный статус гена IDH1. Кроме того, клетки 126 образцов культивировали in vitro для получения СКГ, чтобы оценить их чувствительность к TMZ. Среди них отобрали в основную когорту 69 образцов с IDH дикого типа. На образцах 18 пациентов исследовали внутриопухолевую гетерогенность. Было проведено полноэкзомное секвенирование, таргетное секвенирование генов, ассоциированных с глиомой, и/или секвенирование РНК.

Когорту из 69 пациентов разделили на две группы по цитотоксичности TMZ для их СКГ: устойчивые (29 человек) и чувствительные (40 человек). Оказалось, что чувствительность СКГ к препарату, оцененная через ингибирование скорости роста, коррелирует с исходами выживания для пациентов после лечения СКГ. Как и ожидалось, чувствительность коррелирует с метилированием промотора MGMT, однако позволяет дае точнее прогнозировать выживаемость пациентов при терапии TMZ.

Существенных геномных отличий между TMZ-чувствительной и TMZ-резистентной группами не было выявлено. И все же мезенхемальных/пронейральный подтип клеток и мутации в генах NF1, NF2 и PTEN чаще встречались в резистентной группе, а мутации в PIK3R1 — в чувствительной. С устойчивостью коррелировала экспрессия генов EGR4, PAPPA, LRRC3 и ANXA3. Сравнение результатов РНК-секвенирования образцов до и после лечения (эта часть исследования была дополнена литературными данными) подтвердило, что экспрессия этих маркеров наблюдается в группе рецидивных образцов. Иначе говоря, популяция клеток, экспрессирующая маркеры, пережила лечение TMZ и усилила их экспрессию при рецидиве.

При мультисекторном анализе опухолей была обнаружена внутриопухолевая гетерогенность; так, изменение числа копий PTEN, EGFR и CDKN2A/B чаще встречалась в тканях, чувствительных к терапии TMZ.

Для обучения классификатора авторы использовали экспрессию четырех генов-маркеров устойчивости, экспрессию и статус метилирования промотора MGMT, наличие или отсутствие гипермутационного статуса (более 350 соматических мутаций по данным полногеномного секвенирования), изменение числа копий, а также негативность по 5-аминолевулиновой кислоте. Авторы разработали программу — предиктор чувствительности к TMZ, которая должна значительно облегчить подбор терапии. Инструмент для прогнозирования размещен в свободном доступе, он позволяет загрузить данные пациента и получить ответ — чувствителен ли больной к TMZ или нет.

Антитело к (про)рениновому рецептору замедляет рост глиобластомы