Suun levyepiteelikarsinooma on yleisin pään ja kaulan syöpä. Sen ennuste on kehittyneistä hoitomuodoista huolimatta edelleen heikko, ja siksi olisi tärkeää pystyä räätälöimään hoito potilaskohtaisesti. Hoidon valinta syöpäkasvaimen ominaisuuksien perusteella on jo joidenkin syöpien kohdalla yleistä, mutta suusyövän tapauksessa yksilöllisen hoidon mahdollistavia menetelmiä ei vielä ole. Omassa tutkimustyössämme olemmekin kehittäneet suusyöpäpotilaiden yksilöllisen hoitovasteen ennustamiseen kolme nopeaa ja kustannustehokasta menetelmää ja arvioineet niiden käyttömahdollisuuksia.
Määritimme ensin potilaiden syöpäkudosnäytteiden (primaarikasvain ja kaulametastaasi) hoitovastetta kemoterapialääkkeisiin Myogeeli-päällysteisillä kuoppalevyillä. Myogeeli on ihmisen kohdun leiomyoomasta valmistettu matriksi, joka jäljittelee ihmiskudoskasvaimen mikroympäristöä. Myogeeli soveltuu kasvualustaksi lääkeseulonnassa, myös yhdistettynä sädehoitoon. Lisäksi syöpäsolut invasoivat tehokkaammin Myogeelissä kuin perinteisesti käytetyissä eläinperäisissä matrikseissa, Matrigeelissä tai kollageenissa.
Immunoterapialääketestauksessa käytimme kehittämäämme mikrofluidista sirumääritystä. Sirun sisällä suusyöpäsolut kasvavat Myogeelissä erillisissä kammioissa, joihin potilaan valkosolut vaeltavat pienten kanavien kautta. Immunoterapiahoitojen vaikutuksia tutkimme analysoimalla valkosolujen siirtymistä syöpäsoluja kohti sekä niiden aiheuttamaa syöpäsolujen kuolemaa.
Kolmantena mallina käytimme seeprakalan toukkaa, jonka vatsaonteloon istutettiin potilaalta eristettyjä suusyöpäsoluja. Lisäsimme kalojen uintiveteen syöpälääkettä, ja lisäksi kala-astiaa sädetettiin. Mittasimme kalojen syöpäsolujen määrän ihmisspesifillä PCR-alukkeella.
Tässä julkaisussa testasimme kolmen eri suusyöpäpotilaan näytteitä: kahta primaarikasvainta ja kolmea kaulan imusolmukemetastaasia. Verinäytteistä eristimme valkosolut. Potilaille annettuja sytostaatti-, säde- ja täsmälääkehoitoja testasimme Myogeeli-päällysteisillä levyillä ja seeprakalamallilla yhdeksän kertaa. Yhden potilaan immunoterapiavastetta testasimme mikrofluidisella sirumäärityksellä. Kahden potilaan primaarikasvainten ja metastaasien geenimutaatiot määritimme eksosomisekvensoinnilla. Lopuksi vertasimme laboratoriokokeiden
tuloksia potilaiden kliiniseen hoitovasteeseen.
Seeprakalakokeen testitulokset olivat 77-prosenttisesti (7/9) yhtenevät potilaiden kliinisen hoitovasteen kanssa; Myogeeli-päällysteisillä levyillä tulos täsmäsi 55 %:ssa (5/9) kokeista. Mikrofluidinen sirumääritys metastaattisista syöpäsoluista ennusti potilaan negatiivisen hoitovasteen pembrolitsumabille, vaikka syöpäkudoksen PD-L1-ekspressiotaso oli korkea.
Alustava potilastutkimuksemme osoitti, että eri hoitomuotojen tehoa suusyöpänäytteisiin on mahdollista testata noin viikossa sekä in vitro että in vivo. Ilmeni myös, että eri testausmenetelmien tulosten välillä oli eroja. Mahdollisesti tarkin ennuste suusyövän yksilöllisestä vasteesta kemoterapiaan tai kemosädehoitoon saadaan käyttämällä seeprakaloja. Sirumääritysmenetelmä saattaa sopia immunoterapiavasteen ennustamiseen, mutta luotettavampi validaatio edellyttää enemmän tutkimuspotilaita. Kaiken kaikkiaan tarvitsemme lisää suusyöpää sairastavia tutkimuspotilaita, jotta voimme arvioida, soveltuisivatko menetelmämme käytettäväksi kliinisessä potilastyössä.
Evaluation of in vitro and in vivo personalized cancer treatment assays for oral squamous cell carcinoma
Wafa Wahbi 1, 2, Katja Korelin 1, 2, Meri Sieviläinen 1, 2, Peeter Karihtala 3, Tommy Wilkman 4, Jussi Tarkkanen 5, Tuula Salo 1, 2, 5, 6, 7, Ahmed Al-Samadi 1, 2
1 Suu- ja leukasairauksien osasto, lääketieteellinen tiedekunta, Clinicum, Helsingin yliopisto
2 Translational Immunology Program (TRIMM), lääketieteellinen tiedekunta, Helsingin yliopisto
3 Syöpäkeskus, Helsingin yliopiston syöpätautien osasto, Helsingin yliopistollinen sairaala
4 Suu- ja leukakirurgian yksikkö, HUS Helsingin yliopistollinen sairaala
5 Patologian osasto, Helsingin yliopisto ja HUSLAB Diagnostiikkakeskus
6 Translationaalisen lääketieteen tutkimusyksikkö, Oulun yliopisto
7 Medical Research Center Oulu (MRC Oulu), Pohjois-Pohjanmaan sairaanhoitopiiri ja Oulun yliopisto
Transl Oncol 2023.
Julkaistu verkossa 25.4.2023.
doi: 10.1016/j.tranon.2023.101677