Špičkové vedecké tímy

Translačný výskum onkologických ochorení (TRANSONK)

Testikulárne nádory z germinatívnych buniek, cirkulujúce nádorové bunky, nádory vaječníkov alebo probiotiká, to všetko sú hlavné predmety bádania špičkového vedeckého tímu Translačný výskum onkologických ochorení (TRANSONK) z Lekárskej fakulty Univerzity Komenského v Bratislave (LF UK). Členmi tímu pod vedením doc. MUDr. Jozefa Mardiaka, CSc., sú v rámci užšieho kolektívu prof. MUDr. Michal Mego, DrSc., doc. MUDr. Luboš Drgoňa, CSc., MUDr. Jozef Šufliarsky, PhD., a prof. MUDr. Dalibor Ondruš, DrSc. Súčasťou širšieho kolektívu sú pracovníci I. onkologickej kliniky LF UK a Onkologického ústavu sv. Alžbety, II. onkologickej kliniky LF UK a Národného onkologického ústavu, ako i Ústavu patologickej anatómie LF UK a Univerzitnej nemocnice Bratislava, Ústavu experimentálnej onkológie Biomedicínskeho centra Slovenskej akadémie vied (SAV) a ďalších vedeckovýskumných pracovísk LF UK a SAV. Výskumná skupina TRANSONK zároveň úzko spolupracuje aj so zahraničnými pracoviskami, ako napríklad s MD Anderson Cancer Center v Houstone alebo s Ontario Cancer Institute v Kanade.

Translačný výskum testikulárnych nádorov z germinatívnych buniek

Testikulárne nádory zo zárodočných buniek (testicular germ cell tumors, TGCTs) sú mimoriadne chemosenzitívne so zvyšujúcou sa incidenciou na Slovensku, pričom ide o najčastejší zhubný nádor u mladých mužov. Napriek vysokej kurabilite isté malé percento pacientov nedosiahne trvalú remisiu a ochoreniu podľahne. Jedným z cieľov výskumu tímu TRANSONK je práve identifikácia biomarkerov spojených so zlyhaním štandardnej liečby, vytvorenie tkanivovej banky nádorov semenníkov, ako i skúmanie mechanizmov opravy DNA v súvislosti s rezistenciou na liečbu. V rámci výskumu sa nám podarilo identifikovať viacero nových biomarkerov spojených s chemorezistenciou, asociovaných s klinicko-patologickými charakteristikami nádoru, toxicitou chemoterapie a prognózou pacientov. Najdôležitejšími z nich sú karboanhydráza IX (CA IX), cytokínový profil, fibrilín-1 (FBN1) a predovšetkým proteíny PD-L1 a PARP, ktoré zároveň predstavujú aj potenciálne terapeutické ciele pri TGCTs. Priamym výstupom výskumu do klinickej praxe sú dve klinické štúdie II. fázy s cieľom využiť inhibíciu proteínu PARP, resp. PD-L1 v liečbe refraktérnych TGCTs. FBN1 proteín bol identifikovaný ako nový marker prekancerózy TGCTs – tzv. intratubulárnej germinatívnej neoplázie – s potenciálnym využitím v histopatologickej diagnostike. Vytvorenie tkanivovej banky TGCTs by v budúcnosti umožnilo rýchlu validáciu kandidátnych biomarkerov pri TGCTs. Identifikované zmeny v účinnosti opravy DNA u refraktérnych TGCTs môžu prispieť k lepšiemu poznaniu mechanizmu ich rezistencie s následným využitím pri príprave nových klinických štúdií založených na použití inhibítorov špecifických proteínov/ enzýmov opravy DNA. Ďalšia významná časť výskumu TGCTs sa týka štúdia neskorej toxicity u vyliečených pacientov s cieľom identifikácie vplyvu protinádorovej liečby na kvalitu života a kognitívne funkcie u tejto populácie pacientov. Diagnostika sekundárnych malignít u dlhodobo prežívajúcich pacientov s TGCTs, riešenie androgénovej deficiencie a zmien v kostnej denzite týchto pacientov, ako aj diferencovaný liečebný manažment pacientov s TGCTs (seminómy aj neseminomatózne nádory) v I. klinickom štádiu v závislosti od prítomnosti rizikových faktorov – doterajšie výsledky poukazujú predovšetkým na negatívny dopad protinádorovej rádioterapie na uvedené parametre, pričom ďalší výskum je zameraný na identifikáciu mechanizmov vyvolávajúcich túto toxicitu s následnou možnou intervenciou.

Štúdium klinického a biologického významu cirkulujúcich nádorových buniek pri karcinóme prsníka

Metastatická choroba je hlavnou príčinou morbidity a mortality onkologických pacientov. Približne 30 – 40 % pacientov s karcinómom prsníka i s inými solídnymi tumormi, ktorí sa klinicky javia bez metastáz, má prítomné okultné metastázy v krvi, kostnej dreni alebo lymfatických uzlinách. Tieto okultné metastázy sú súčasťou tzv. mikrometastatickej choroby. Zistenie prítomnosti mikrometastatickej choroby má prognostický význam, pričom charakterizácia okultných metastáz z hľadiska prítomnosti liečebných cieľov sa môže uplatniť pri individuálizácii liečby onkologických pacientov. V súčasnosti sa najväčšia pozornosť v rámci mikrometastatickej choroby venuje práve cirkulujúcim nádorovým bunkám (circulating tumor cells, CTCs) pre ich relatívne ľahkú dostupnosť a klinickú validitu. V rámci nášho výskumu sa zameriavame na viaceré aspekty skúmania biologickej a klinickej úlohy CTCs pri karcinóme prsníka. Časť výskumu sa týka CTCs ako prognostického faktora u pacientov s metastatickým karcinómom prsníka, ďalšia sa zaoberá vzťahom medzi CTCs a epiteliálno-mezenchymálnym prechodom (epithelial- -mesenchymal transition, EMT), vzťahom medzi CTCs a charakteristikami nádoru, ako i interakciou medzi CTCs a mikroprostredím. Osobitým cieľom bolo vyvinutie nových metód na detekciu CTCs s následnou klinickou implikáciou uvedeného výskumu. Medzi najdôležitejšie výsledky patrí identifikácia a experimentálna detekcia nového podtypu CTCs s EMT fenotypom, pričom sme vyvinuli novú metódu na detekciu tejto subpopulácie buniek. Táto metóda bola predmetom patentu (Patent US 20120329061 A1) a je schopná detegovať aj CTCs, ktoré unikajú konvenčným metódam detekcie. Na túto prácu nadviazal ďalší výskum, ktorým sa nám podarilo validovať prognostický význam CTCs s EMT fenotypom, ako i bližšie posúdiť význam EMT v patogenéze inflamatórneho karcinómu prsníka. Všetky uvedené práce konzistentne poukazujú na heterogenitu mikrometastatickej choroby, pričom uvedené zistenia majú významné klinické implikácie. Ďalšia časť nášho výskumu zameraného na interakciu medzi mikrometastatickou chorobou a nádorovým mikroprostredím sa venovala vplyvu imunitného systému na CTCs. Ako prví sme popísali inverzný vzťah medzi počtom CTCs v krvi a parametrami vrodenej a získanej imunity a tiež sa nám podarilo identifikovať viacero cytokínov, ktoré sa môžu podieľať na migrácii CTCs, a tak zohrávať dôležitú úlohu v metastatickej kaskáde, pričom ako najvýznamnejšia sa ukazuje dráha SDF-1 a CXCR4, ktorá by zároveň mohla slúžiť ako potenciálny terapeutický cieľ pri karcinóme prsníka. V rámci nášho výskumu sme v retrospektívnej štúdii pozorovali spojitosť medzi prítomnosťou CTCs a rizikom venózneho tromboembolizmu (VTE). Na základe výsledkov tejto štúdie sme iniciovali paralelné štúdie. Prvá z nich prebiehala na Slovensku a zameriavala na primárny karcinóm prsníka a CTCs, kým druhá z nich prebiehala v USA a týkala sa metastatického karcinómu prsníka. Obidve tieto práce konzistentne ukázali asociáciu medzi prítomnosťou CTCs, hladinou D-diméru v krvi a rizikom VTE, napriek tomu, že išlo o rôzne populácie pacientov i rôzne metódy detekcie. Tieto práce zároveň prvýkrát ukázali, že prítomnosť CTCs by mohla slúžiť ako selekčný faktor na individualizáciu antikoagulačnej liečby u onkologických pacientov.

Štúdium probiotík u onkologických pacientov

Probiotiká sú živé mikroorganizmy s prospešným účinkom na zdravie človeka, ak sa podávajú v dostatočných množstvách. Cieľom výskumu probiotík u onkologických pacientov je zníženie nežiaducich účinkov protinádorovej chemoterapie. V prvej časti výskumu sme sa zamerali na možnosť ovplyvnenia komplikácií spojených s podávaním chemoterapie pomocou probiotického kmeňa Enterococcus faecium M-74 so selénom. Cieľom bolo znížiť incidenciu febrilnej neutropénie a gastrointestinálnych komplikácií a zároveň preskúmať bezpečnosť probiotík u pacientov po chemoterapii, keďže tieto údaje celosvetovo absentujú a opierajú sa len o kazuistiky a anekdotálne správy. Tieto ciele sme realizovali v rámci I. aj II. fázy klinických štúdií. Výsledkom prác bol prvý dôkaz možnosti bezpečného podávania probiotika u pacientov s akútnou leukémiou s protrahovanou a závažnou neutropéniou. Pozorovali sme tiež zníženie výskytu gastrointestinálnych komplikácií po chemoterapii u pacientov, ktorým bolo aplikované probiotikum. V druhej časti práce sme sa zamerali na prevenciu hnačky u pacientov liečených chemoterapiou na báze irinotekanu pomocou probiotík. Podkladom irinotekanom indukovanej hnačky je uvoľnovanie irinotekanového metabolitu SN-38 v čreve vplyvom aktivity črevnej beta-glukuronidázy. Tento metabolit priamym účinkom na črevnú sliznicu spôsobuje profúznu hnačku. Probiotiká svojím účinkom znižujú aktivitu črevnej beta-glukuronidázy, čím by mohli prispievať k zníženiu incidencie hnačky. V pilotnej štúdii, na ktorej sa zúčastnilo 46 pacientov, viedlo podávanie probiotík k vymiznutiu hnačky závažného stupňa oproti placebu (0 % verzus 17,4 %, p = 0,11), ako i k zníženiu celkovej incidencie gastrointestinálnych komplikácií. Na základe týchto výsledkov sme iniciovali konfirmačnú celoslovenskú štúdiu, ktorej cieľom je potvrdiť priaznivý vplyv probiotík na prevenciu irinotekanom indukovanej hnačky a gastrointestinálnej toxicity u pacientov s kolorektálnym karcinómom liečených chemoterapiou na báze irinotekanu. K augustu 2017 bolo do štúdie zaradených takmer 80 pacientov, výsledky môžeme očakávať koncom roka 2018.

J. Mardiak, M. Mego, L. Drgoňa, J. Šufliarsky, D. Ondruš, LF UK