Precizna medicina

Iako su oba termina i dalje u upotrebi, preporuka američkog Nacionalnog saveta za istraživanja je da se koristi termin “precizna medicina”. Dok izraz “personalizovana medicina” uglavnom ukazuje na primenu različitog pristupa u lečenju svakog pojedinačnog pacijenta, jedna od definicija “precizne medicine” kaže da je to lečenje koje je prilagođeno potrebama svakog pojedinačnog pacijenta na osnovu genetike, biomarkera, fenotipa ili psihosocijalnih karakteristika po kojima se dati pacijent razlikuje od ostalih pacijenata sa sličnim karakteristikama bolesti.

Jasno je da je sadašnja definicija "precizne medicine" u skladu sa najranijim i najviše navođenim definicijama personalizovane medicine - "prilagođavanje medicinskog tretmana individualnim karakteristikama svakog pacijenta u cilju njihovog svrstavanja u podgrupe koje se razlikuju po svojoj prijemčivosti za određenu bolest ili u svom odgovoru na specifičan tretman. Izraz "personalizovan" može pogrešno ukazivati da se različite preventivne strategije i vidovi lečenja razvijaju specifično za svakog pojedinca. Personalizovana medicina je uopšteniji pristup u kojem, bimarkerima definisana precizna medicina predstavlja samo jedan element.

Pogledajte šta kaže o razlici između "personalizovane medicine" i "precizne medicine" dr Radmila Janković, molekularni biolog sa Instituta za onkologiju i radiologiju Srbije:

Na kraju, termin precizna medicina bolje odražava prirodu novih tehnologija koje omogućavaju dešifrovanje genoma kancera. Koncept “precizne medicine” u onkologiji nije potpuno nov. Od razvoja hormonske terapije za karcinom dojke pre 40 godina, odabir pacijentkinja kod kojih treba primeniti hormone se vršio na osnovu prisutnosti hormonskih receptora u tumoru (ako u tumoru postoje hormonski receptori, daje se hormonska terapija). Razvoj tzv “ciljanih terapija”, odnosno antikancerskih lekova koji deluju na određeni tumorski biomarker (gen ili protein važan u procesu rasta ili deobe tumorskih ćelija), potvrdio je uspešnost ovakvog pristupa u lečenju.

Dokazano je da pacijenti kod kojih se testiranjem otkrije prisustvo klinički značajnog biomarkera (koji je “meta” za određeni lek) i primeni lek koji cilja („gađa“) upravo taj biomarker, imaju značajno bolji ishod lečenja u odnosu na pacijente kod kojih je ciljana terapija primenjivana bez prethodnog određivanja biomarkera. Danas je poznat veliki broj tumorskih biomarkera značajnih za prognozu i lečenje karcinoma, a stalno se otkrivaju novi.

Rečnik pojmova:

Biomarker je jedinjenje, molekul, proces, čija izmerena vrednost u organizmu može poslužiti kao indikator stanja organizma. Biomarkeri se koriste za merenje i procenu normalnih bioloških procesa, patoloških procesa, a takođe se koriste i za predviđanje toka bolesti ili predviđanje efikasnosti terapije, kao i praćenje odgovora organizma na terapiju kod određenih oboljenja ili stanja.

Tumorski biomarkeri su prisutni u tumorskom tkivu ili serumu i obuhvataju širok spektar molekula, uključujući DNK, mRNK, faktore transkripcije, receptore na površini ćelija i izlučene proteine. Tumorski biomarkeri mogu se koristiti za prognozu bolesti: da omoguće lekarima da predvide prirodni tok napredovanja karcinoma (prognostički značaj). Lekari takođe koriste biomarkere da bi imali uvid u to koji pacijenti bi mogli dobro da odgovore na određeni lek, odnosno koji pacijenti neće imati korist od primene tog leka (prediktivni značaj).

Fenotip- (grč. phainein - prikazati; typos - tip, vrsta) su sve vidljive karakteristike ili osobine nekog organizma, poput njegove morfologije, razvoja, biohemijskih ili fizioloških svojstava, ponašanja, i sl. Fenotip je rezultat genetskog koda, odn. genotipa, uticaja okoline, kao i njihova interakcija.

Literatura: Katsnelstone 2013, Nature medicine 19: 249. National Academy of Sciences (NAS); 2011; Jameson 2017. N Engl J Med 372: 2229 Schwaederle M et al. JAMA Oncol. 2016;2(11):1452–1459 Schwaederle M et al. JCO. 2015;33(32):3817-3825 Jardim DL et al. J Natl Cancer Inst. 2015;107(11) Barlesi F et al. The Lancet. 2016;387(10026):1415-26. Biomarkers and surrogate endpoints: preferred definitions and conceptual framework (2001). Clin Pharmacol Ther 69:89-95. Yates LR et al. ESMO Precision Medicine Glossary. Annals of Oncology 2018, Vol 29, Issue 1, 30-35.

Sekvenciranje nove generacije (NGS)

Sekvenciranje nove generacije (Next Generation Sequencing – NGS) omogućava brzo i jednostavno “očitavanje“ genoma - gena, odnosno DNK i otkrivanje mesta gde je pod uticajem sredine došlo do pojave“oštećenja“ ili “greške“. Te “greške“ se nazivaju genske alteracije ili mutacije. Alteracije na određenim genima mogu da dovedu do pojave karcinoma.

Zahvaljujući izuzetnom napretku u poznavanju genetike kancera, može se reći da već živimo u dobu genomske medicine. Upravo je NGS tehnologija, omogućila značajniju primenu naučnih saznanja u kliničkoj praksi. Završetak velikog projekta sekvenciranja kancerskog genoma, The Cancer Genome Atlas Project (TCGA), istovremeno je označio početak nove strategije u planiranju antikancerske terapije. Ona podrazumeva da se NGS metodom otkriveni molekularni markeri koriste za predviđanje odgovora na različite ciljane terapije, nezavisno od histologije tumora.

Pogledajte šta kaže o sekvenciranju novih generacija dr Radmila Janković, molekularni biolog sa Instituta za onkologiju i radiologiju Srbije:

Klinički potencijal NGS-a, naročito uzima zamah posle 2011. i danas postoje mnoga istraživanja i kliničke studije koji koriste različite NGS strategije u cilju individualizovanog pristupa lečenju.

NGS podaci velikih istraživačkih projekata kao što je The Cancer Genome Atlas (TCGA)) i baze podataka kao što je Katalog Somatskih Mutacija Kancera (Catalogue of Somatic Mutations in Cancer – COSMIC), doveli su do otkrića genskih alteracija zajedničkih mnogim različitim vrstama kancera. Neka od stečenih znanja, dobijenih sekvenciranjem genoma ili transkriptoma (RNK ekspresija) već su primenjena u kliničkoj praksi: definisanje subtipova karcinoma dojke ili otkrivanje novih i targetabilnih genskih alteracija (alteracija na koje je moguće delovati ciljanom terapijom) kod kancera pluća.

Danas je komercijalno dostupno više NGS tehnologija i platformi. Opseg dostupnih strategija za sekvenciranje se kreće u rasponu od ciljanih genskih panela koji obuhvataju nekoliko hiljada baznih parova, preko sekvenciranja celog egzoma (Whole Exome Sequencing – WES, Comprehensive Genomic Profiling - CGP ), koje omogućava analizu oko 22.000 protein-kodirajućih gena (40-50 miliona baza), do sekvenciranja celog genoma (Whole Genome Sequencing - WGS), tj. svih 3.3 milijarde baza humanog genoma.

NGS je očigledna metoda izbora kada je potrebno testirati više gena kod jednog pacijenta. Dobra ilustracija je nesitnoćelijski karcinom pluća (non-small cell lung cancer – NSCLC) gde pacijent, zahvaljujući velikom broju raspoloživih ciljanih terapija, treba da bude testiran na prisustvo mutacija u EGFR, BRAF, ERBB2, ROS1 i ALK genima. S obzirom na malu količinu tkiva koje se dobija plućnom biopsijom, NGS je jedina metoda koja omogućava istovremenu analizu svih gena.

Literatura: Kamps R et al, International Journal of Medical Sciences, 2017, 18:308 Cummings CA et al, Clin Transl Sci, 2016, 9: 283-292 Horak P et al. ESMO Open 2016; 1 e000094 Gagan J and Van Allen, Genome Medicine, 2015, 7:80 Roychowdhury s et al., Sci Transl Med 2011, 3: 111-121

Genomsko profilisanje (Comprehensive Genomic Profiling - CGP) - prednosti u odnosu na NGS ciljane panele

Genomsko profilisanje (Comprehensive Genomic Profiling - CGP) koristi NGS platformu za testiranje, ali je tehnološki naprednije. Genomsko profilisanje omogućava da se tumorski gen u potpunosti ispita (očita čitavom dužinom kodiranog dela) kako bi se otkrila svaka alteracija kod određenog pacijenta. Otkrivanjem većeg broja alteracija, veća je mogućnost da postoji lek koji “cilja” tu alteraciju, pa to za pacijenta može da znači i do nekoliko puta više ciljanih terapijskih opcija, a veći broj terapijskih mogućnosti potencijalno daje bolji ishod lečenja. Alteracija može da se desi na bilo kom delu gena i postoje 4 vrste alteracija. Može da dođe do supstitucije (zamene) jedne baze DNK, da jedan ili više baznih parova budu dodati ili izbrisani, da se gen ili deo hromozoma duplira, izgubi, “zakači” na pogrešno mesto ili jednostavno “otkine”. U svim ovim slučajevima, posledica može da bude razvoj karcinoma.

Pogledajte video u kome dr Radmila Janković, molekularni biolog sa Instituta za onkologiju i radiologiju Srbije govori o različitim vrstama NGS strategijama:

Značaj genomskog profilisanja u onkološkoj praksi

Zahvaljujući boljem razumevanju biologije karcinoma, napretku dijagnostike na molekularnom nivou - uvidom u genomski profil tumora i razvojem novih terapijskih opcija, omogućeno je personalizovano lečenje obolelih od malignih bolesti, odnosno primena precizne medicine u onkologiji. To znači da se lečenju svakog pacijenta pristupa na osnovu jedinstvenih osobina njegovog tumora, čime se postiže najbolja efikasnost u lečenju i čuva kvalitet života obolelog.

Koncept precizne medicine nije potpuno nov. Još od razvoja hormonske terapije za karcinom dojke pre 40 godina, odabir pacijentkinja kod kojih treba primeniti hormone se vršio na osnovu prisutnosti hormonskih receptora u tumoru (ako u tumoru postoje hormonski receptori, daje se hormonska terapija).

Razvojem tzv “ciljanih terapija”, odnosno antikancerskih lekova koji deluju na određeni tumorski biomarker (gen ili protein važan u procesu rasta ili deobe tumorskih ćelija), potvrđena je uspešnost ovakvog pristupa. Dokazano je da pacijenti kod kojih se testiranjem otkrije prisustvo klinički značajnog biomarkera (koji je “meta” za određeni lek) i primeni lek koji cilja („gađa“) upravo taj biomarker, imaju značajno bolji ishod lečenja u odnosu na pacijente kod kojih je ciljana terapija primenjivana bez prethodnog određivanja biomarkera. Danas je poznat veliki broj tumorskih biomarkera značajnih za prognozu i lečenje karcinoma, a stalno se otkrivaju novi.

Kod nas se rutinski primenjuju testovi kojima se utvđuje prisustvo alteracije (odnosno “greške”) na određenom delu jednog tumorskog gena.

Danas, zahvaljujući CGP tehnologiji (sveobuhvatno genomsko profilisanje, engl. “Comprehensive Genomic Profiling”) postoji mogućnost istovremenog profilisanja više od 300 tumorskih gena u jednom aktu. Genomsko profilisanje omogućava da se tumorski gen u potpunosti ispita (očita čitavom dužinom kodiranog dela) kako bi se otkrila svaka alteracija, kod određenog pacijenta. Otkrivanjem većeg broja alteracija, odnosno promena, veća je mogućnost da postoji lek koji “cilja” tu alteraciju, pa to za pacijenta može da znači i do nekoliko puta više ciljanih terapijskih opcija, a veći broj terapijskih mogućnosti potencijalno daje bolji ishod lečenja.

Genomsko profilisanje ima mogućnost da otkrije sve 4 vrste alteracija. Dobijeni podaci se zatim obrađuju uz pomoć najsavremenijih kompjuterskih algoritama koje su razvili eksperti iz oblasti genetike i informacione biologije. Uz pomoć ove metode, brzo i precizno je moguće otkriti sve alteracije na ispitivanom uzorku tumorskog tkiva. Zatim se priprema jedinstven izveštaj gde se identifikovane genomske alteracije u tumoru pacijenta povezuju sa svim trenutno dostupnim terapijskim opcijama ili kliničkim studijama koje su u toku.

Ukoliko nije moguće uraditi biopsiju tumora (uzimanje uzorka tumorskog tkiva), ili biopsijom dobijeno tkivo ne sadrži dovoljno tumorskih ćelija, moguće je uraditi genomsko profilisanje tumora i iz uzorka krvi.

Genomskim testiranjem tumorskog tkiva i primenom lekova koji ciljaju detektovane alteracije, onkologija kao oblast doživela je impresivan napredak u toku prethodne decenije. Zbog sve većeg broja ciljanih terapijskih opcija dostupnih pacijentima i sve manjih troškova sekvenciranja tumorskog genoma, očekuje se da će genomsko profilisanje postati standard u dijagnostici i lečenju malignih oboljenja.

NGS ciljani paneli (hot spot paneli) takođe primenjuju NGS platformu za testiranje, ali mogu da otkriju samo jednu ili dve vrste unapred definisanih alteracija na određenim delovima kancerskih gena, gde se i očekuje česta pojava alteracija. Dakle, hotspot paneli mogu da otkriju najčešće alteracije, ali isto tako i da propuste da ih otkriju, pa može da se desi da daju lažno negativan rezultat. Genomsko profilisanje (CGP, metoda Hybrid Capture) ima mogućnost da otkrije sve 4 vrste alteracija. Dobijeni podaci se zatim obrađuju uz pomoć najsavremenijih kompjuterskih algoritama koje su razvili eksperti iz oblasti genetike i informacione biologije. Uz pomoć ove metode, brzo i precizno je moguće otkriti sve alteracije na ispitivanom uzorku tumorskog tkiva. Zatim se priprema jedinstven izveštaj gde se identifikovane genske alteracije u tumoru pacijenta povezuju sa svim trenutno dostupnim terapijskim opcijama ili kliničkim studijama koje su u toku.

Literatura: Frampton G et al. (2013) Nature Biotech 31, 1023-34 Meric-Bernstam F et al. (2015) J Clin Oncol 33:2753-2762