КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер 22-75-10154

НазваниеДинамика микросателлитной нестабильности и молекулярно-генетического профиля колоректального рака в ходе иммунотерапии

РуководительИванов Максим Вячеславович, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион Общество с ограниченной ответственностью "Онкодиагностика АТЛАС", г Москва

Период выполнения при поддержке РНФ

07.2022 - 06.2025

Конкурс№71 - Конкурс 2022 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными.

Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины, 05-109 - Клиническая лабораторная диагностика и нанотехнологии в медицине

Ключевые словацтДНК, микросателлитная нестабильность, MSI, NGS, биомаркер, иммунотерапия, колоректальный рак, молекулярное профилирование, STR, персонализированная медицина

Код ГРНТИ76.29.49

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Появление в 2017-2020 годах результатов клинических исследований CheckMate142 и KEYNOTE‐177, подтверждающих эффективность иммунотерапии метастатического колоректального рака с признаками микросателлитной нестабильности, сделало ингибиторы контрольных точек иммунного ответа препаратами выбора для пациентов, позволяя значительно улучшить продолжительность и качество жизни пациентов, у которых обнаруживается соответствующий биомаркер. Спустя 5 лет после первых результатов иммунотерапия была зарегистрирована для лечения MSI колоректального рака и входит во все международные и отечественные рекомендации по ведению пациентов, а определение MSI вошло в рутинную практику молекулярной онкодиагностики. Например, было выявлено, что до 30% пациентов резистентны к иммунотерапии - у них наблюдается быстрое (в течении 2-3 месяцев) прогрессирование после начала лечения - а у 30% пациентов наоборот, наблюдается пролонгированный ответ на терапию, длительностью более 40 месяцев. Также у многих пациентов наблюдается псведопрогрессия - когда несмотря на кратковременное увеличение объема опухоли впоследствии наблюдается улучшение состояния пациента. Механизмы и маркеры, определяющие ответ на иммунотерапию и развитие резистентности среди MSI новообразований не установлены. Единичные публикации, свидетельствующие об ассоциации мутаций BRAF (в первую очередь BRAF p.V600E) со сниженным временем выживаемости без прогрессирования после первичного ответа на терапию содержат недостаточное количество исследованных пациентов для уверенного свидетельства в пользу BRAF как предиктивного маркера развития резистентности. Гипотезой данного проекта является роль клональной гетерогенности и эволюции статуса микросателлитной нестабильности спорадических новообразований, ассоциированных с наличием драйверных мутаций (в первую очередь BRAF p.V600E) и проявляющих признаки MSI, в развитии резистентности к иммунотерапии. Задачей проекта является исследование динамики микросателлитной нестабильности при колоректальном раке в процессе иммунотерапии в зависимости от наличия других драйверных мутаций. Для решения поставленной задачи планируется разработка и валидация технологии неинвазивного детектирования микросателлитной нестабильности с помощью анализа циркулирующей опухолевой ДНК в плазме крови. С помощью разработанной технологи будет исследована микросателлитная нестабильность на момент назначения иммунотерапии - в FFPE образцах первичной опухоли и в циркулирующей опухолевой ДНК, и в ходе мониторинга ответа на этапах принятия решения о продлении терапии - в циркулирующей опухолевой ДНК.

Ожидаемые результаты
В результате выполнения проекта ожидается установить динамику изменения статуса микросателлитной нестабильности при колоректальном раке в процессе иммунотерапии в зависимости от наличия драйверных мутаций в онкогенах и корреляцию наблюдаемых изменений с характером ответа на иммунотерапию (снижение времени выживаемости без прогрессированию после первичного ответа). Полученные результаты позволят оценить роль субклональной эволюции микросателлитного статуса спорадического колоректального рака в механизмах развития резистентности к ингибиторам контрольных точек иммунного ответа. Практическая значимость ожидаемых результатов заключается том что на их основании могут быть предложены предиктивные маркеры развития резистентности к иммунотерапии. Полученные результаты могут использоваться для определения подгруппы больных, для которых иммунотерапия не будет эффективна, несмотря на MSI статус, а также подгруппы больных, у которых можно ожидать пролонгированный ответ на иммунотерапию. Также по итогам выполнения проекта будет разработана технология исследования микросателлитной нестабильности в циркулирующей опухолевой ДНК с помощью таргетного высокопроизводительного секвенирования. Разработка такой технологии является необходимым условием развития неинвазивных методов мониторинга ответа на терапию при онкологических заболеваниях. Внедрение технологии в практику ведения пациентов позволит не только своевременно определять прогноз и принимать решение о назначении более эффективной терапии, но и использовать её для молекулярного тестирования в случае, когда недоступен опухолевый материал пациента. Также неинвазивная технология мониторинга молекулярного профиля может решить актулальную проблему псевдопрогрессии пациентов, которые принимают иммунотерапию - случаи, когда на короткий промежуток наблюдается увеличение опухолевого обмена, вслед за которым наблюдается улучшение состояния пациента. Активно ведутся разработки аналогичной технологии, но к настоящему времени не найдено однозначное решение, удовлетворяющее требованиям точности диагностики и экономической обоснованности для применения в клинической практике. Предполагается что разработанная технология может обладать конкурентными преимуществами на мировом уровне. Запланированный дизайн исследования (репрезентативная выборка образцов первичной опухоли, полученных у пациентов с метастатическим колоректальным раком, до начала иммунотерапии, и циркулирующей опухолевой ДНК, полученной в ходе мониторинга на этапах принятия решения о продлении терапии), а также подходы и технологии (использование высокопроизводительного секвенирования для оценки микросателлитной нестабильности по цоДНК) обеспечивают соответствие ожидаемых результатов мировому уровню. Ожидаемые результаты внесут значимый вклад в понимание механизмов и определение маркеров развития резистентности метастатического колоректального рака с признаками микросателлитной нестабильности к иммунотерапии. Внедрение предиктивных маркеров ответа на иммунотерапию позволит своевременно определять стратегию лечения пациентов в соответствии с принципами персонализированной медицины, что необходимо для повышения качества жизни пациентов и снижения расходов на здравоохранение.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Аннотация результатов, полученных в 2022 году
Задачей проекта является исследование динамики микросателлитной нестабильности (MSI) и спектра соматических мутаций колоректального рака в процессе терапии ИКТИО, а также их относительной представленности в интегральном молекулярном профиле заболевания. На первом этапе выполнен отбор STR, характеризующихся максимальной вариабельностью в образцах MSI при минимальной вариабельности в образцах MSS и низкой частотой полиморфизмов повторов в популяции. Вариабельность в MSI и MSS образцах оценивалась по данным TCGA для колоректального рака, рака эндометрия и желудка. Количество мононуклеотидных STR, для которых выявлено изменение длины при колоректальном раке составило 2418, при раке эндометрия - 2262, при раке желудка - 1536. Количество динуклеотидных STR, для которых выявлено изменение длины, составило 70 - при колоректальном раке, 66 - при раке эндометрия, 23 - при раке желудка. Отобран список 500 мононуклеотидных STR, характеризующихся наибольшей разницей частоты альтерации в MSI и MSS образцах, дана характеристика частот полиморфизмов в популяции. Медиана (Q1 - Q3) частот альтераций длин топ 500 мононуклеотидных STR в MSI образцах составила 0.42 (0.32-0.53) - при колоректальном раке, 0.43 (0.10-0.69) - при раке эндометрия, 0.38 (0.06-0.82) - при раке желудка. Разница частот альтераций длин топ 500 мононуклеотидных STR в MSI и MSS образцах составила 0.22 (0.18-0.29) (Медиана (Q1 - Q3)). Частота альтераций длин топ 500 мононуклеотидных STR в популяции составила 0.008 (0.002 - 0.011). По результатам исследования вариабельности STR в образцах MSI, MSS и популяционных данных, разработана панель праймеров, позволяющих выполнять таргетное обогащение 474 регионов генома, включая регионы STR (включая 30 регионов, отобранных на основании минимальной распространенности полиморфизмов в популяции), а также точки рекурентного мутагенеза в онкогенах и опухолевых супрессорах и технические регионы, используемые разработанным ПО для оценки внутренних метрик качества. Точки рекурентного мутагенеза, покрываемые панелью, включают мутации в следующих генах: AKT1, AKT2, AKT3, ALK, ARAF, BRAF, CYP2D6, DPYD, EGFR, ERBB2, ERBB3, ERBB4, ESR1, FGFR1, FGFR2, FGFR3, FGFR4, G6PD, H3F3A, HIST1H3B, HIST1H3C, HRAS, IDH1, IDH2, KIT, KRAS, MET, NRAS, PDGFRA, PIK3CA, PTEN, RAC1, RAF1, RIT1, ROS1, STK11, TERT, TP53, UGT1A1. Были проведены предварительные технические испытания разработанной панели праймеров, в рамках которых был продемонстрирован высокий уровень повторяемости результата. С помощью разработанной панели выполнено исследование клинического материала 56 пациентов с MSI (включая пациентов с колоректальным раком и раком желудка), а также 41 пациентов с MSS заболеванием (включая рак легкого, рак молочной железы и меланома). Исследованные образцы включили FFPE образцы опухоли, жидкостную биопсию (свободно-циркулирующая ДНК, выделенная из плазмы крови) и образцы лейкоцитов. По результатам оценки качества данных секвенирования, 92%, 96% и 100% (для образцов FFPE, cfDNA и gDNA соответственно) образцов прошли контроль качества. Был проведен биоинформатический анализ полученных данных с помощью разработанного пайплайна с целью детектирования соматических генетических вариантов в целевых последовательностях. По результатам биоинформатического анализа в сумме было выявлено 266 соматических вариантов в 26 генах. Частота выявления мутации BRAF (p.V600E) в общей популяции пациентов составила 25% (в популяции пациентов с MSI+ колоректальным раком - 38%). Также в популяции пациентов с MSI+ колоректальным раком была выявлена следующая частота выявления мутаций в различных генах: онкогенные мутации KRAS - 43%; онкогенные мутации PIK3CA - 41%; мутаци TP53 - 38%. В популяции пациентов с MSI+ колоректальным раком чувствительность детектирования соматических мутаций, обнаруженных в FFPE материале, при тестировании плазмы крови составила 100% для мутаций BRAF и 94% для мутаций KRAS. Для выполнения работ на следующем этапе собран материал FFPE, крови, плазмы крови 21 пациента с колоректальным раком и наличием MSI/dMMR, получающих ИКТИО в 4 медицинских центрах Москвы. Распределение включенных в исследование пациентов по стадиям следующее: 76.2% пациентов имели III, 9.5% - II, 9.5% - IV, 4.8% - I стадию. Терапия, получаемая пациентами, включила монотерапию анти-PD-1 (80.9% пациентов) и комбинированную анти-PD-1 с анти-CTLA-44 (18.1% пациентов). Медиана наблюдения включенных в исследование пациентов на данный момент составляет 2.4 месяца (диапазон 0.5-6.6 месяца). Ссылки на информационные ресурсы в сети Интернет, посвященные проекту / результаты проекта: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10137295/ https://medvestnik.ru/content/news/RNF-vydelil-grant-na-issledovanie-chuvstvitelnosti-opuholei-tolstoi-kishki-k-immunoterapii.html https://www.vademec.ru/news/2022/07/18/onkoatlas-za-6-mln-rubley-razrabotaet-test-dlya-targetnoy-terapii-kolorektalnogo-raka/ https://oncology.ru/news/2022/07/19/

Публикации

1. Кавун А., Веселовский Е., Лебедева А., Белова Е., Кузнецова О., Якушина В., Григорьева Т., Милейко В., Федянин М., Иванов М. Microsatellite Instability: A Review of Molecular Epidemiology and Implications for Immune Checkpoint Inhibitor Therapy Cancers (Basel), Cancers (Basel). 2023 Apr; 15(8): 2288. (год публикации - 2023) https://doi.org/10.3390/cancers15082288

2. - РНФ выделил грант на исследование чувствительности опухолей толстой кишки к иммунотерапии Медвестник, - (год публикации - )

3. - «ОнкоАтлас» за 6 млн рублей разработает тест для таргетной терапии колоректального рака VADAMECUM, - (год публикации - )

4. - “ОнкоАтлас” получил поддержку Российского научного фонда на исследование чувствительности опухолей толстой кишки к иммунотерапии Oncology, - (год публикации - )