Các nhà khoa học NCI đã tạo ra một phương pháp mới để phân tích các khối u mà họ cho rằng có khả năng mang lại thuốc điều trị ung thư chính xác cho nhiều bệnh nhân hơn. Phương pháp mới dựa trên phân tích biểu hiện gen trong khối u của bệnh nhân. Biểu hiện gen được đo bằng cách kiểm tra mức độ RNA, anh em họ phân tử của DNA.

Ngược lại, hầu hết các phương pháp y học chính xác trong sử dụng lâm sàng hiện nay đều dựa trên phân tích các thay đổi trong DNA (chẳng hạn như đột biến) trong vài trăm gen.

“Đã có một số chiến thắng lớn với phương pháp [dựa trên DNA],” điều tra viên nghiên cứu Kenneth Aldape, MD, giám đốc Phòng thí nghiệm Bệnh học của NCI cho biết. Nhưng “mặc dù đáng để theo đuổi, nhưng những thành công đó rất ít và rất xa vời.”

Eytan Ruppin, MD, Ph.D., trưởng nhóm nghiên cứu cho biết: Mặc dù các xét nghiệm biểu hiện gen dựa trên RNA có khả năng cải thiện y học chính xác, nhưng việc dịch dữ liệu biểu hiện gen thành thông tin hữu ích cho việc điều trị bệnh nhân là một thách thức. của Phòng thí nghiệm Khoa học Dữ liệu Ung thư của NCI.

Tiến sĩ Ruppin nói thêm: “Điều thú vị là đây là lần đầu tiên chúng tôi nghĩ ra cách để làm điều đó một cách có hệ thống và sau đó kiểm tra nó một cách toàn diện.

Các nhà nghiên cứu NCI đã chỉ ra rằng phương pháp của họ có thể dự đoán chính xác liệu bệnh nhân có đáp ứng với điều trị trước đó bằng liệu pháp nhắm mục tiêu hoặc liệu pháp miễn dịch hay không. Bằng cách phân tích lại dữ liệu từ một thử nghiệm lâm sàng gần đây phù hợp với bệnh nhân với phương pháp điều trị dựa trên thông tin biểu hiện gen, các nhà nghiên cứu ước tính rằng phương pháp của họ có thể phù hợp với nhiều bệnh nhân hơn với các phương pháp điều trị có lợi so với mức đạt được trong nghiên cứu đó.

Nhưng để tìm hiểu thêm về tính hữu ích tiềm năng của nó, phương pháp mới vẫn cần được thử nghiệm cẩn thận ở những bệnh nhân chưa được điều trị và những người được theo dõi kịp thời, Tiến sĩ. Ruppin và Aldape đều ghi nhận.

Các nhà nghiên cứu của NCI hiện đang chuẩn bị để dần dần kết hợp phương pháp mới vào việc chăm sóc bệnh nhân tại Trung tâm lâm sàng NIH. Những nỗ lực này sẽ bổ sung cho các phương pháp tiếp cận dựa trên DNA đã có sẵn.

Kết quả nghiên cứu đã được chia sẻ vào ngày 17 tháng 2 trên bioRxiv, một kho lưu trữ trực tuyến miễn phí, nơi các nhà khoa học có thể cung cấp phát hiện của họ ngay lập tức cho cộng đồng khoa học. Các bài báo trong kho lưu trữ chưa được bình duyệt ngang hàng, có nghĩa là chúng chưa được các chuyên gia đánh giá về chất lượng và độ chính xác. Một báo cáo chi tiết hơn về nghiên cứu đã được đệ trình để bình duyệt và xuất bản.

Dự đoán đáp ứng với liệu pháp nhắm mục tiêu

Có khoảng 20.000 đến 25.000 gen trong bộ gen của con người và chúng có mối quan hệ phức tạp với nhau. Đối với tế bào ung thư, một số mối quan hệ giữa các gen giúp tế bào tồn tại, trong khi những mối quan hệ khác lại có hại.

Những mối quan hệ này có thể ảnh hưởng đến tác dụng của một loại thuốc đối với bệnh ung thư của một người. Chẳng hạn, một liệu pháp nhắm vào dạng đột biến của “gen A” chỉ có thể hoạt động ở những bệnh nhân có khối u cũng có biểu hiện thấp của “gen B”.

Hiểu được những tương tác như vậy có thể giúp các bác sĩ lựa chọn phương pháp điều trị tốt nhất cho từng bệnh nhân. Tiến sĩ Ruppin giải thích, nhưng đó là một thách thức lớn để xác định các tương tác như vậy bởi vì có tới 500 triệu tổ hợp cặp gen có thể xảy ra trong bộ gen của con người.

Trong vài năm qua, ông và các đồng nghiệp đã phát triển các công cụ điện toán sử dụng thông tin biểu hiện gen để suy ra mối quan hệ giữa các cặp gen, tập trung vào các gen bị tấn công bởi các liệu pháp nhắm mục tiêu hoặc liệu pháp miễn dịch. Đối với nghiên cứu mới, họ đã sử dụng các công cụ này để phân tích các bộ dữ liệu có sẵn công khai chứa dữ liệu phân tử từ hàng trăm bệnh nhân và tìm kiếm các tương tác trên toàn bộ bộ gen.

Tiến sĩ Ruppin cho biết: “Tất cả công việc chúng tôi đang làm chỉ mới được thực hiện gần đây nhờ các dự án [được] khởi xướng, tài trợ hoặc lãnh đạo bởi NCI, chủ yếu là The Cancer Genome Atlas.

Sử dụng dữ liệu từ 21 thử nghiệm lâm sàng về các liệu pháp nhắm mục tiêu khác nhau, phương pháp của họ đã dự đoán chính xác phản ứng của bệnh nhân đối với điều trị ở 17 trong số 21 bộ dữ liệu. Những bộ dữ liệu này bao gồm một số loại ung thư khác nhau và hơn chục loại liệu pháp nhắm mục tiêu khác nhau.

Họ đã sử dụng một phương pháp tương tự để dự đoán phản ứng của bệnh nhân được điều trị bằng thuốc ức chế điểm kiểm soát miễn dịch. Trong 7 trên 10 bộ dữ liệu, cách tiếp cận của họ đã dự đoán chính xác liệu bệnh nhân có phản ứng với các chất ức chế điểm kiểm soát miễn dịch hay không.

Mặc dù cách tiếp cận của họ không phải lúc nào cũng chính xác, nhưng “có một tín hiệu rõ ràng rằng nó có thể hữu ích cho bệnh nhân,” Tiến sĩ Ruppin nói. Ông lưu ý rằng với các thử nghiệm tiếp theo, nhóm nghiên cứu hy vọng rằng họ sẽ có thể tìm hiểu thêm và cải thiện phương pháp tiếp cận.

So sánh Phương pháp Tiếp cận Mới với Thử nghiệm CHIẾN THẮNG

Tiếp theo, các nhà nghiên cứu so sánh phương pháp của họ với phương pháp được sử dụng trong một cuộc thử nghiệm y học chính xác gần đây đối với bệnh nhân ung thư đã trở nên tồi tệ hơn sau khi điều trị bằng các liệu pháp tiêu chuẩn.

Đối với thử nghiệm, được gọi là WINTHER, các bác sĩ lâm sàng đã kết hợp bệnh nhân với phương pháp điều trị dựa trên sự thay đổi DNA hoặc mức RNA trong khối u của bệnh nhân. Phương pháp dựa trên RNA chỉ được sử dụng cho những bệnh nhân không có bất kỳ thay đổi DNA khối u nào có thể phù hợp với phương pháp điều trị.

Tiến sĩ Aldape cho biết, là thử nghiệm lâm sàng đầu tiên sử dụng dữ liệu RNA để tác động đến các quyết định điều trị ung thư, nghiên cứu WINTHER là một bước tiến lớn.

Phương pháp RNA được các nhà điều tra WINTHER sử dụng dựa trên sự biểu hiện gen trong khối u của bệnh nhân hoặc gen được nhắm mục tiêu bởi từng loại thuốc được sử dụng trong thử nghiệm. Trong số 86 người tham gia được điều trị dựa trên phương pháp RNA này, 23 người (27%) đã đáp ứng với phương pháp điều trị.

Nhưng có bao nhiêu bệnh nhân sẽ được hưởng lợi nếu các lựa chọn điều trị được hướng dẫn bởi phương pháp tiếp cận của nhóm NCI?

Các nhà nghiên cứu NCI đã sử dụng phương pháp của họ để xác định liệu pháp nào trong số 32 liệu pháp điều trị ung thư nhắm mục tiêu được FDA chấp thuận sẽ hiệu quả nhất cho từng bệnh nhân. Họ ước tính nếu các phương pháp điều trị được lựa chọn theo cách tiếp cận của họ, thì 74 bệnh nhân (86%) sẽ đáp ứng.

Tuy nhiên, nếu tính đến kết quả xét nghiệm dương tính giả tiềm ẩn, ước tính thực tế hơn sẽ là khoảng 60%, Tiến sĩ Ruppin nói.

Thử nghiệm phương pháp tiếp cận tại Trung tâm lâm sàng NIH

Cách tiếp cận của nhóm đang dần được đưa vào sử dụng trong các thử nghiệm lâm sàng ung thư được tiến hành tại Trung tâm Lâm sàng NIH. Các nhà lãnh đạo NCI đang thận trọng xem xét cách tốt nhất để kết hợp phương pháp này vào việc chăm sóc bệnh nhân tại Trung tâm lâm sàng.

Tiến sĩ Ruppin và các đồng nghiệp của ông cũng đang hợp tác với các bác sĩ lâm sàng khác tại NCI để lên kế hoạch thử nghiệm lâm sàng ngẫu nhiên phương pháp mới. Tiến sĩ Aldape giải thích: Thử nghiệm sẽ giúp giải quyết các câu hỏi về việc liệu phương pháp này có đáng tin cậy và mang lại lợi ích cho bệnh nhân hay không.

Anh ấy nói, mục tiêu là “tìm hiểu dần dần và cẩn thận hơn về những lợi ích tiềm năng của phương pháp tiếp cận của chúng tôi.”