Extracto
Antecedentes
ensayos molecularmente-guiada (es decir PMED) buscan ahora para facilitar la toma de decisiones clínicas, haciendo coincidir los objetivos de cáncer con opciones terapéuticas. El progreso se ha visto obstaculizado por la falta de modelos de cáncer que dan cuenta de la heterogeneidad-individuo-individuo a dentro ya través de los tipos de cáncer. Naturalmente se producen casos de cáncer en los animales de compañía son heterogéneos y por lo tanto ofrecen la oportunidad de responder a preguntas sobre estas estrategias PMED y optimizar traducción a pacientes humanos. Para la realización de esta oportunidad, ahora es necesario demostrar la viabilidad de la realización de análisis-molecularmente guiada de los tumores de los perros con cáncer de origen natural en un entorno clínicamente relevante.
Metodología
Una prueba -de-concepto estudio fue realizado por el Consorcio de ensayos de oncología comparativa (COTC) para determinar si la recogida del tumor, perfiles moleculares prospectivo, y la generación de informes PMED el plazo de 1 día, era posible en los perros. Treinta y un perros con cánceres de diferentes histologías se inscribieron. Veinticuatro de 31 muestras (77%) se reunieron con éxito todas las QA /QC criterios predefinidos y se analizaron a través de Affymetrix perfiles de expresión génica. Un flujo de trabajo bioinformática posteriores transforma los datos genómicos en un informe personalizado de drogas. cambio promedio entre biopsia y generación de informes fue de 116 horas (4,8 días). sin agrupación de datos de expresión de tumores caninos agrupados por tipo de cáncer, pero supervisado la agrupación de los tumores de la base del informe de drogas personalizada agrupados por clase de drogas en lugar de tipo de cáncer.
Conclusiones
Recogida y vuelta de alta muestras de tumor canino de calidad, patología centralizado, la generación de analito, matriz de hibridación, y bioinformáticas análisis de búsqueda de la expresión de genes a las opciones terapéuticas es alcanzable en una ventana clínica práctica (& lt; 1 semana). La agrupación de datos de firmas muestran robustos por tipo de cáncer, pero también mostraron heterogeneidad de paciente a paciente en las predicciones de droga. Esto se presta más apoyo a la inclusión de una población heterogénea de perros con cáncer en el modelado de preclínica de la medicina personalizada. Los estudios oncológicos comparativos futuros que optimizan la entrega de las estrategias PMED puede contribuir al desarrollo medicamento contra el cáncer
Visto: Paoloni. M, C Webb, Mazcko C, Cherba D, W Hendricks, Lana S, et al. (2014) Molecular Profiling prospectivo de los cánceres caninos proporciona un modelo comparativo clínicamente relevante para la evaluación de la medicina personalizada ensayos (PMED). PLoS ONE 9 (3): e90028. doi: 10.1371 /journal.pone.0090028
Editor: Steven Rozen George, Duke-NUS, Singapur
Recibido: 15 Abril, 2013; Aceptado 28 de enero de 2014; Publicado: 17 Marzo, 2014
Este es un artículo de acceso abierto, libre de todos los derechos de autor, y puede ser reproducido libremente, distribuir, transmitir, modificar, construir, o de otra forma utilizado por cualquier persona para cualquier propósito legal. El trabajo está disponible bajo la advocación de dominio público Creative Commons CC0
Financiación:. El apoyo de la donación: Institutos Nacionales de Salud UC2 CA148149. Los donantes no tenía papel en el diseño del estudio, la recogida y análisis de datos, decisión a publicar, o la preparación del manuscrito
Conflicto de intereses:.. Los autores han declarado que no existen intereses en competencia
Introducción se necesitan
Nuevos enfoques para mejorar los resultados para los pacientes con cáncer. En la última década, los avances en las plataformas biológicas y herramientas de investigación han permitido la caracterización molecular del cáncer en un entorno clínicamente relevante. De hecho, el campo de la medicina personalizada (PMED) representa la integración de datos genómicos, proteómicos y epigenéticos en la caracterización de cáncer de un paciente [1], [2], [3], [4]. Objetivos de la medicina personalizada son para revelar los conductores únicas enfermedades o susceptibilidades, las toxicidades potenciales, y los perfiles de resistencia y desarrollar intervenciones terapéuticas específicas para cada paciente. A pesar de la promesa en este enfoque, todavía quedan muchas lagunas en la determinación de las mejores prácticas, la viabilidad de perfiles moleculares en tiempo real de las muestras de pacientes para apoyar la toma de decisiones terapéuticas, y el beneficio clínico real de estas técnicas costosas de tiempo y.
características moleculares de los cánceres han sido la base para la selección de los tratamientos específicos de pacientes durante más de una década. enfoques iniciales fueron a base de candidato, tales como el uso de imatinib (Gleevec) para las leucemias mieloides agudas que albergan
BCR-ABL
translocaciones de genes, Her2Neu positivo de tratamiento del cáncer de mama con trastuzumab (Herceptin), y, antes de esto, tamoxifeno en ER /PR positivo pacientes con cáncer de mama [5], [6]. Tales enfoques representan algunas de las formas más tempranas de la terapia molecular dirigida. En su forma actual, PMED ha evolucionado para representar una evaluación basada no candidato a gran escala de un cáncer a través de todo el genoma con una mayor cobertura farmacopea, en lugar de las consultas de analitos candidatos específicos para un contexto sola enfermedad con las drogas [7], [8]. Abarca una serie de análisis de alto rendimiento, tales como la expresión de genes, secuenciación de todo el genoma, toda exoma secuenciación y evaluaciones epigenéticos destinadas al detalle somáticas y mutaciones en los pacientes individuales y sus tumores hereditarios. Sin embargo, la vigilancia de todo el genoma es complejo y no conduce necesariamente a una sola intervención o definido. Se necesitan algoritmos matemáticos sofisticados para integrar estos grandes grupos de datos moleculares y luego combinar o identificar los enfoques terapéuticos adecuados o razonables. Se han notificado ejemplos de no candidatos estudios clínicos Pmed. El ensayo Bisgrove, realizado por Von Hoff et al., Se trató a 66 pacientes con cánceres refractarios y metastásicos con regímenes elegidos a través de perfiles de expresión inmunohistoquímica y el gen del tumor de cada paciente en conjunción con las reglas heurísticas de biomarcadores basados en evidencia la literatura [9]. la supervivencia libre de progresión (PFS) mejoró en comparación con el régimen anterior inmediata en el 27% de los pacientes [9]. Tsimberidou et al. describe los beneficios de la terapia a medida molecularmente sobre los no-molecularmente terapia emparejado con mayores tasas de respuesta global (. 27% v 5%), ya tiempo para el fracaso del tratamiento (mediana de 5,2 v. 2,2 meses), y la mejora de la supervivencia global (mediana 13,4 v. 9 meses) en estudios de Fase I [10]. Otros estudios han demostrado de manera similar la viabilidad y la utilidad potencial de los enfoques PMED en una variedad de entornos clínicos [11], [12]. Los primeros éxitos en los ensayos de prueba de concepto con pacientes humanos hacen hincapié en la necesidad de optimizar varios aspectos de la PMED para la aplicación clínica más amplia. Los ejemplos de las áreas que necesitan optimización incluyen la mejora de las técnicas de recolección y procesamiento de la muestra, la definición de las características moleculares de las muestras de los pacientes, y la aplicación de algoritmos matemáticos para integrar estos grandes grupos de datos moleculares para modelar enfoques terapéuticos relevantes. La cantidad y diversidad de los datos disponibles, junto con las diferencias en los algoritmos de procesamiento puede hacer que sea difícil determinar cómo dar prioridad a los vínculos entre los objetivos moleculares y agentes terapéuticos [13]. De hecho, las comparaciones entre los algoritmos que buscan coinciden con los objetivos terapéuticos son necesarios. modelos preclínicos de cáncer convencionales no se caracterizan por la heterogeneidad-individuo-individuo visto en los cánceres humanos. Como tal hay oportunidad limitada para utilizar estos modelos preclínicos para optimizar y traducir los componentes de PMED eficacia. Por otra parte, es poco probable que tal optimización de PMED se puede lograr en los ensayos en humanos por sí solos.
oncología comparativa es la más utilizada para describir el estudio de la biología del cáncer y la terapia en los animales de compañía que, naturalmente, desarrollan el cáncer [14], [15], [16]. La heterogeneidad y complejidad de cáncer en la población de perros mascota y dentro de las cohortes de los perros con los mismos diagnósticos histológicos es muy adecuado para el modelado Pmed. La disponibilidad pública de un genoma canino anotada progresivamente y el advenimiento de las técnicas genómicas de alto rendimiento para el perro ha permitido la oncología comparativa para describir la biología del cáncer canino y definir posibles dianas terapéuticas en muchos de la misma manera que los cánceres humanos [17]. Además, fuertes predilecciones raza cáncer apoyan los descubrimientos de la línea germinal 'basado en la raza' que pueden simplificar la definición de objetivos específicos de cáncer como "conductores" de un evento de cáncer. Desde el modelado oncología comparada no requiere tratamiento por adelantado con los regímenes de tratamiento de cánceres específicos, nuevos agentes terapéuticos se pueden ofrecer a través de ensayos clínicos en cualquier etapa de presentación del cáncer. tiempos de progresión de la enfermedad comprimidos en perros con cáncer permiten la evaluación de una variedad de intervenciones PMED frente a las variables longitudinales de la progresión del cáncer de maneras que no sea posible en la clínica humana. Finalmente oncología comparativa de ensayos controlados aleatorios pueden llevarse a cabo en el nuevo diagnóstico, tratamiento adyuvante (es decir, la enfermedad residual mínima) y los ajustes metastásicos, la evaluación de la utilidad de la selección de medicamentos PMED y predicción algoritmo a través de una serie de escenarios clínicos.
Para empiezan a darse cuenta de estas oportunidades para modelar estrategias PMED, un estudio de prueba de concepto se llevó a cabo a través del Consorcio de Ensayos de Oncología comparada (COTC) para determinar si la recogida y análisis de muestras tumorales de perros con cáncer, en un marco PMED, se podrán realizar un período de tiempo (& lt; 1 semana) considera factible para su implementación en un ensayo terapéutico futuro. biopsias de tumores a través de múltiples histologías y en cohortes de canino vejiga carcinoma de células transicionales (TCC), linfoma y melanoma se recogieron y medidas de garantía de calidad /control de aplicarse a cada paso en el proceso de generación de datos moleculares para apoyar un PMED deriva informe terapéutico. Los resultados revelaron que la alta calidad, colecciones tumorales potenciales, y los estudios de identificación de blancos /de drogas a gran escala en los cánceres caninos son factibles. Como se ha observado en los ensayos PMED humanos, el gen del tumor firmas de expresión en el grupo perros según el tipo de cáncer, mientras que los informes farmacológicos personalizados eran singularmente definida de pacientes. Los datos de este estudio sirve como fundamento para incluir ahora los perros con cánceres espontáneos en el avance y optimización de PMED para los pacientes humanos.
Resultados
Estudio de inscripción
El diseño del estudio ( Tabla 1: Programa de Estudio) prevista perfil molecular del tumor y la recogida en tiempo real prospectivo en perros con cáncer. Un total de 31 perros fueron incluidos y asignados a uno de cuatro cohortes. El primer grupo estaba abierto a todos los tipos de cáncer (n = 15 inscritos, 10 muestras pasaron QA /QC), mientras que las tres cohortes restantes eran de la raza y /o el tipo específico de cáncer. Las cohortes específicas del tipo de cáncer incluyen terriers escoceses con carcinoma de células transicionales de vejiga (n = 5 inscritos, 4 QA pasado /CC), los golden retriever con linfoma (n = 5 inscrito, 5 QA pasado /CC), y perros de aguas de cocker americano con melanoma. La cohorte de melanoma se abrió a todas las razas, después de tres meses para mejorar devengo (n = 6 inscrito, 5 QA pasado /QC). Edad (rango: 5.1-13.4 años, la mediana de 9,7 años), el sexo (18 hembras esterilizadas, 1 hembra intactas, 9 machos castrados, 3 machos intactos) y raza (5 de raza mixta y 26 de raza pura) se registraron las variables para todos los perros inscritos (Tabla 2: Estudio de cohortes). El juicio se inició el 11 de mayo de 2011 y se cerró el 19 de octubre 2011, una vez la consecución de sus objetivos de ejercicio. No hubo eventos adversos significativos (de acuerdo con la convención VCOG-CTCAE) [18].
Las medidas de control Evaluación de la Calidad /Quality tuvieron éxito en la definición de las muestras tumorales de alta calidad para el análisis de la expresión
aseguramiento y control de calidad Histopatología (QA /QC) la evaluación de todas las biopsias fueron realizados por un patólogo (EJE). Veinticuatro de los 31 casos registrados (77%) pasaron de QA /QC con una superficie media de la superficie del tumor de 75-100%, tumor núcleos de 75-100%, y necrosis & lt; o igual a 10%. (Tabla 2: Estudio de cohortes) Motivos de control de calidad histopatología /fracasos de control de calidad incluye muestras con muy poca tumor viable, de alto grado de necrosis, el tamaño pequeño de la muestra, o el diagnóstico no-cáncer (Tabla 3: Razones muestras fallaron QA /QC)
El aislamiento de ARN y la evaluación de QA /QC se realizó en todos los casos registrados (n = 31) en una clínica Laboratory Improvement Amendments (CLIA) instalación acreditada (laboratorio de Referencia clínica, Lenexa, KS) para asegurar la calidad de las pruebas de laboratorio . normas de control de calidad /control de calidad definidos aquí se han utilizado previamente para la realización del procesamiento humano de tejidos y ensayos clínicos (http://wwwn.cdc.gov/clia) [19]. Las medidas de calidad para el aislamiento de ARN fueron cantidad (rendimiento total & gt; 20 ng) y la integridad (A
260 /A
280≥1.8, RIN≥8.0) medida por Nanodrop y Agilent Bioanalyzer respectivamente. Treinta de los 31 casos (96,78%) pasaron ARN de QA /QC. Una muestra (0507) no pudo QA /QC debido a la mala calidad del ARN (RIN baja puntuación = 2,60), probablemente debido a su componente abundante tejido conectivo (Figura 1 y Tabla 3: Razones muestras fallaron QA /QC). Finalmente, el ADNc se amplifica a continuación para todas las muestras restantes. Control de calidad de ADNc amplificado incluye la cantidad de aislamiento (ug total de ≥5 de rendimiento) y la integridad (260 /280≥1.8); las 30 muestras pasaron la evaluación de ADNc
fijados con formalina, se cortaron muestras de biopsias de tumores incluidas en parafina, embebidos en parafina, y H & amp;. E tiñeron para la evaluación microscópica de luz. Un patólogo veterinario certificado por el consejo individual (EJE) evaluó% de área de superficie tumoral, núcleos tumorales% y el% de necrosis tumoral para determinar su calidad antes de su perfil molecular. Imágenes del representante de H & amp; E imágenes se muestra a continuación: A. Ejemplos de 0209, un Golden Retriever con linfoma, pasaron de QA /QC. (Tumor 75-100%, necrosis & lt; 10%), mientras que B. muestra de 0503, un beagle con linfoma, fallaron QA /QC (Tumor 75-100%, necrosis & gt; 20%). Las biopsias que no lograron pasar de QA /QC en cualquier categoría fueron excluidos del análisis posterior. Además el aislamiento de ARN se realizó para todos los casos inscritos (n = 31) en un laboratorio certificado CLIA. Se extrajo ARN de muestras de biopsia tumoral. Las medidas de calidad incluyen la cantidad (rendimiento total & gt; 20 ng) y la integridad (A
260 /A
280 & gt; 1,8, RIN & gt; 8,0) medida por Nanodrop y Agilent Bioanalyzer. Electroferogramas de los casos C. D. 0210 y 0507 se muestran. Muestra de 0210, con el melanoma oral, pasa ARN QA /QC mientras que la muestra 0507, un tumor de células cebadas, no QA /QC (mala calidad del ARN debido a un componente de tejido conectivo grande).
Cada caso fue sometido la histopatológico anteriormente descrito y evaluaciones /ADNc de ARN. Las muestras (n = 24/31) que pasaron todas las etapas de QA /QC se analizaron para la expresión de genes en una plataforma Affymetrix (genoma canino v 2.0). Las razones más comunes para fallos de QA /QC eran pequeñas muestras o especímenes con una cantidad inadecuada de tumor viable presente (Tabla 3: Razones muestras no QA /QC). Estos resultados son consistentes con los de los tejidos recogidos para ensayos PMED humanos.
Bioinformática análisis de datos genómicos utilizó para generar informes individuales de los pacientes personalizada medicamento dentro de un marco de tiempo clínicamente relevante
los datos de expresión génica de cada tumor se comparó con la de un gen de referencia fijado para definir un perfil de expresión génica relativa. El conjunto de referencia que consta de cuarenta tejidos caninos normales se utilizó para estimar la variación en la expresión génica a través de la fisiología normal [20]. Cada gen probeset estaba representada por una puntuación z que representa su expresión tumoral en términos del número de desviaciones estándar de la media de expresión de ese conjunto de sondas en los datos de referencia. Los genes con una puntuación z positiva en el tumor eran de ese modo sobre-expresado mientras que aquellos con una puntuación z negativo fueron insuficientemente expresado. a continuación, los datos de expresión fue analizada por seis metodologías de predicción (expresión fármaco diana, Drogas Respuesta Firmas, Drogas sensibilidad firmas, Red de destino de actividad, de biomarcadores-Rules-Based-sensible, biomarcadores basado en normas y minúsculas) para identificar potenciales agentes terapéuticos para su examen ( la Figura 2) de acuerdo con un flujo de trabajo dilucidado previamente [19]. sensibilidad a los fármacos fue clasificado por los valores z-score y se transformaron p (-log (
p
)) e informó de forma individual para cada algoritmo específico, entonces sumada (suma de (-log (
p
) a través de algoritmos) para proporcionar una predicción general de la selección de medicamentos. un cuadro sinóptico y el método de drogas comparación define los mejores agentes seleccionados (tabla S1). El resumen da más peso a los medicamentos sugeridos por más de un algoritmo. informes PMED no se pretende que sean utilizado terapéuticamente en este estudio piloto, a pesar de su generación oportuna demostró la viabilidad de utilizar la bioinformática al perro como modelo para futuros ensayos clínicos PMED.
los datos de expresión génica de cada tumor se comparó con un grupo de muestras de referencia (normal canina compendio de tejidos, GSE20113 de gene Expression Omnibus) para obtener un perfil de expresión génica relativa. Cada probeset gen estuvo representada por una puntuación z que representa su expresión en el tumor en términos del número de desviaciones estándar de la media de expresión en el conjunto de referencia . En la iteración de las herramientas PMED utilizados en este estudio, los datos fueron analizados por seis distintas metodologías de predicción (Expresión fármaco diana, Drogas Respuesta Firmas, Drogas sensibilidad firmas, Red de destino de actividad, de biomarcadores-Rules-Based-sensible, biomarcador basado en los Reglas -insensible) para identificar (o excluir en el caso de biomarcador reglas resistentes) agentes potenciales para su consideración. Todas las predicciones se basan en la conversión de los datos genómicos caninos en homólogos humanos (para ambas muestras tumorales del paciente y el conjunto de referencia de tejidos normales) antes de la aplicación de los algoritmos específicos que se basan exclusivamente en el conocimiento humano y /o pantallas de drogas empíricos utilizando humana líneas celulares (ver Métodos). Mientras que el tumor de cada paciente PMED generación y distribución de informes fue el último paso en este proceso, este estudio específico no tenía intención terapéutica y la prescripción de medicamentos no se realizó.
La línea de tiempo factible clínica mínima (tiempo desde determinación de la muestra y el envío del informe COTC sitio para PMED completado devueltos al médico asistente) se definió antes de iniciar el estudio como 168 horario comercial (& lt; o igual a 7 días) (Figura 3). El tiempo de respuesta para todos los casos fue más rápido de lo previsto. Estaba a menos de 5 días hábiles (n = 24, 116,5 horas hábiles (4,85 días) y 168.46 total de horas totales (7,01 días)). (Tabla 4: Encienda clínicos en todo momento). tiempo de respuesta clínica para el caso de 0508 (TCC) era un valor atípico (final en 212 horas de oficina). La expresión de datos fue generada en 91 horas hábiles (3,79 días), pero hubo un retraso en el envío del informe PMED a los investigadores. Su inclusión en el análisis no tuvo impacto en las conclusiones del estudio. En general, el cambio de tendencia de la muestra analiza encajar una ventana clínica relevante para los futuros ensayos de oncología comparativa para modelar avances PMED humanos.
La gráfica define la línea de tiempo prospectivo de los pasos clave en el proceso de recogida de muestras, envío, histopatología y la calidad del ARN evaluaciones de garantía y de control, de perfiles de expresión y generación de informes PMED. Las muestras fueron biopsiados en su sitio COTC clínica, enviado a la histopatología y CLIA laboratorios para la muestra paralela y ARN QA /QC, el análisis de la expresión génica Affymetrix realizado, y los datos genómicos derivados enviados al Andel Instituto Van Investigación para la evaluación de la bioinformática y la generación de informes PMED. tiempo de respuesta viable mínima para el análisis de la muestra fue descrito como prospectiva de 7 días laborales (168 horas), sin embargo se terminaron todos los casos en los 4,85 días (116.46 horas). El proceso se ha realizado correctamente en la definición de los tejidos de alta calidad para el análisis molecular y se utilizará en futuros estudios comparativos caninos PMED.
muestras de tumores caninos agrupados por tipo de cáncer, pero los informes de la droga eran paciente específico
para caracterizar la utilidad de los datos de expresión de tumores caninos resultantes para una futura consideración terapéutica, se realizó el análisis de agrupamiento. El escalamiento multidimensional (MDS) se generaron utilizando coordenadas de genes tumor individual (ARNm) de expresión y la predicción de drogas puntuaciones. En consonancia con los esfuerzos de otros que utilizan el MDS y el análisis de componentes principales (PCA) de los tumores humanos, la expresión de genes en los tumores de perros agrupados por tipo de cáncer (Figura 4). Como era de esperar, amplias categorías histológicas compartieron firmas genómicas, con carcinomas (CCT de vejiga, carcinoma nasal, carcinoma hepatocelular (HCC)), mesenquimal (sarcomas de tejidos blandos, hemangiosarcoma, el sarcoma histiocítico, melanoma), y de células redondas (linfoma) muestras tumorales de agrupamiento en subgrupos. La muestra HCC solo era un caso atípico debido a los genes específicos del hígado siendo altamente expresado con alta varianza en relación con otras muestras. Raza se analizó como una variable independiente en la expresión de genes tumor pero no influyó en el agrupamiento (Figura S1). Ambas muestras de perros de raza pura raza y mixtos fueron agrupados según la descripción histológica.
El escalamiento multidimensional (MDS) las coordenadas se han generado utilizando el gen del tumor (ARNm) de expresión de las puntuaciones z individuales para definir las relaciones dentro del conjunto de datos. la expresión de genes de tumores agrupados por tipo de tumor. Además, las categorías histológicas comparten características genómicas, con carcinomas (CCT de vejiga, carcinoma nasal, el carcinoma hepatocelular (HCC)), mesenquimal (sarcomas de tejidos blandos, hemangiosarcoma, el sarcoma histiocítico, melanoma), y de células redondas (linfoma), los tumores agrupación juntos en subgrupos.
La segunda fase del análisis MDS utiliza la puntuación total de la droga anidada PMED, la suma de las puntuaciones individuales de método, para agrupar las muestras individuales de sensibilidad a los medicamentos (Figura 5). La piscina fármaco disponible para este análisis incluyó 184 agentes aprobados por la FDA. Hubo una asociación débil de las llamadas drogas con el tipo de tumor, sino también clara heterogeneidad en la predicción de drogas, incluso dentro de un tipo de cáncer definido. predicciones preliminares de fármacos basados en las características individuales del tumor apoyan el uso de la prescripción de fármacos PMED en futuros estudios comparativos de oncología.
A. El análisis MDS muestra las puntuaciones anidados drogas Resumen PMED agrupan las muestras individuales de sensibilidad a los medicamentos. Hubo una asociación débil de las llamadas drogas con el tipo de cáncer, pero la heterogeneidad clara en la predicción de drogas, incluso dentro de un mismo tipo de cáncer (histología). B. Un mapa de calor de la sensibilidad agente dirigido y convencional a través de cada muestra de paciente. predicciones de medicamentos individualizados basados en las características del tumor apoyan el uso de la prescripción de fármacos PMED en futuros estudios comparativos de oncología.
Discusión
En este estudio, nuestro objetivo fue determinar la viabilidad de tiempo real el análisis del transcriptoma de los tumores caninos como parte de una estrategia PMED para permitir la selección de fármacos potencialmente activos para la terapia personalizada a los pacientes. La línea de tiempo de la biopsia del tumor para la generación de informes PMED era & lt; 5 días hábiles, lo que confirma la viabilidad de recogida prospectiva del tumor, las características moleculares, y la generación de un informe accionable PMED en perros con cáncer. Las muestras tumorales recogidas fueron de alta calidad medido por tanto histopatológico y normas moleculares de la integridad de ácidos nucleicos y rendimiento.
análisis
MDS reveló que la expresión de genes tumor canino fue fuertemente ligado al tipo de cáncer. Aunque el número de subgrupos histológicos analizó era pequeña, los datos eran consistentes. Además, el análisis de los informes clustergram farmacológicos personalizados a través de las muestras demostró heterogeneidad en las predicciones, incluso dentro de un mismo tipo de cáncer. Esto apoya la inclusión de los perros con cánceres que ocurren naturalmente en PMED estudios preclínicos, donde existe variabilidad de paciente a paciente dentro de un tipo de cáncer determinado (histología). De hecho, la revisión de las predicciones de medicamentos derivados de los estudios de expresión caninos incluye varios agentes terapéuticos que se predice razonablemente tener eficacia en un cáncer (es decir, mitoxantrona en el linfoma), así como los agentes que no se usan comúnmente en la que el cáncer pero utilizados en otros tipos de cáncer ( es decir, el inhibidor sunitinib Knase en el cáncer de vejiga), y también los medicamentos que no se usan comúnmente en pacientes con cáncer (es decir, teofilina). Esta selección de agentes derivados PMED, apoya la premisa de un exceso de montar de este enfoque, ya que los fármacos utilizados convencionalmente se incluyen como opciones (prueba de concepto), sino que se extiende por los agentes que no pueden ser considerados sin este enfoque.
colecciones de crías y específicas del tipo para perros perdigueros de oro con linfoma, terriers escoceses con TCC, y un /cohorte de raza abierta histología abierta también permite hacer comparaciones entre el tipo de tumor y la raza. Cáncer agrupaciones de tipo definido triunfaron sobre las asociaciones de razas. Sin embargo, es posible que, si secuenciado, estado mutacional tumor podría ser más específicamente descriptivo de raza. También hay que resaltar, la acumulación fue más lento para algunas cohortes de tipo específico de la raza y el cáncer (en particular, cocker americano con melanoma), y, por lo tanto, los esfuerzos posteriores basados raza requieren gran escala adicional de acumulación incentivado para ser sostenible.
Compañero animales con cáncer han sido utilizados cada vez más para dar una idea de la biología del tumor y en estudios clínicos de desarrollo de fármacos [15], [21], [22]. Como se señaló anteriormente, esto es particularmente pertinente para PMED donde los modelos tradicionales de roedores de xenoinjerto no representan colectivamente la heterogeneidad sabe que existen en una población de pacientes humanos con un diagnóstico histológico determinado de cáncer [14], [23]. modelos comparativos pueden abordar desafíos en el campo PMED al proporcionar ambos tipos de heterogeneidad y, como tal, la oportunidad de preguntar si las intervenciones guiadas PMED se asocian con mejores resultados en comparación con los métodos convencionales. Por otra parte, ya que los algoritmos PMED definen a menudo "primero", "segundo", agentes de nivel "terceros", ensayos de oncología comparativa podría poner a prueba el valor clínico de la primera frente a la segunda y tercera agentes. Tales agentes pueden ser ofrecidos como terapia de primera línea para los perros con cáncer solo o en combinación con otra terapia del cáncer. ensayos de oncología comparativa también podrían permitir la comparación de algoritmos PMED (que son propensos a ser sensibles al contexto) a través de ensayos de cabeza a cabeza para definir los enfoques más exitosos o escenarios para la prescripción algoritmo [28]. Con reglas de cruce para la enfermedad progresiva, nuevos diseños de los ensayos también podrán permitir la evaluación de la presunción de "negativo" (es decir, no prevé que ser efectiva) agentes comparación con los agentes presuntos positivos ") (es decir, prevé que ser efectiva). Además, los componentes del enfoque PMED pueden ser probados individualmente y optimizados a través de modelos comparativos. Puntos de optimización pueden incluir la definición de las mejores fuentes de entrada de datos moleculares, la determinación de las técnicas óptimas de recolección de biopsia, la evaluación de algoritmos informado, y la exploración de selección de la terapia combinatoria [26].
Los estudios comparativos de oncología PMED están sin embargo limitados por retos en la traducción de firmas genómicas través de las especies. Por ejemplo, aunque hay datos que demuestran similitudes en la expresión génica entre los caninos y los tipos de cáncer humano, el uso de firmas de expresión humanos de consulta no está bien establecida, los datos canino expresión [24], [25], [27]. Además, en el caso de los datos de expresión génica, la escasez de conjuntos de referencia normales en especies comparativos puede presentar un reto. En este informe se utilizó el uso de un conjunto de datos de expresión de tejido normal canina. Las opciones alternativas para tales conjuntos de referencia pueden incluir datos de expresión de otros tipos de tumores. Desde el punto de vista de que estos análisis están dirigidos a la identificación de los fenómenos clave de desregulación, esperamos que la desregulación significativa será identificado incluso cuando se utilizan conjuntos de referencia altamente variables de tumores. Todos los métodos comienzan con las puntuaciones z básicos y de los genes que están desregulados estas puntuaciones será muy significativa, independientemente de la referencia. En apoyo de esto, la revisión de los datos de selección de fármacos (Tabla S1) proporciona apoyo a la validez de este enfoque de especies cruzadas. Por ejemplo, los resultados de selección de fármacos en el linfoma canino en comparación con otros tipos incluyen desproporcionadamente fármacos citotóxicos que se utilizan convencionalmente para tratar el linfoma canino y humano. Del mismo modo, el carcinoma de células transicionales de vejiga incluye de manera desproporcionada a varios inhibidores de la vía de la COX-2. Es interesante que estos fármacos han demostrado ser activa y están en proceso de evaluación en caninos y de la vejiga humana cánceres.
Se necesitan modelos complejos para evaluar eficazmente los diseños de estudio PMED y esta prueba de concepto de prueba valida el perro con el cáncer como modelo para la evaluación clínica de los nuevos enfoques PMED. Ahora es razonable que los perros con cáncer pueden comenzar a llenar el vacío en la optimización de la entrega de estos enfoques para la traducción a pacientes humanos. Nuestro estudio utilizó los aspectos operativos, analíticos y clínicos de un enfoque comparativo para identificar agentes potencialmente activos en los cánceres derivados de forma espontánea. Este estudio sienta las bases para las pruebas que se harán más integrador e integral en la naturaleza, aunque la generación y análisis de las múltiples dimensiones de la información genómica en conjunto con los resultados clínicos prospectivos. oncología modelos comparativos tienen el potencial de acelerar esta evaluación y conducir los avances en la medicina personalizada.
Métodos
Ensayos oncología comparada Consorcio
Los objetivos y la infraestructura de la COTC han sido previamente se describe [14], [21], [29]. se informaron todos los datos de los ensayos COTC electrónicamente y contemporáneamente revisados a través de la base de datos clínicos sobre el cáncer central (C3D), una base de datos de acceso controlado desarrollado a través del Centro del Instituto Nacional del Cáncer para la Investigación del Cáncer (CCR) y el cáncer de Bioinformática de cuadrícula (CaBIG) y modificado para su uso en caninos clínica ensayos [30].
diseño del estudio y programar
perros con diagnóstico histológico de cáncer, el estado funcional favorable propiedad de cliente (grado 0 ó 1 modificado del Eastern Cooperative Oncology Group (ECOG) estado funcional) y el consentimiento informado propietario fueron elegibles para la inscripción. subconjuntos específicos, incluyendo terriers escoceses con carcinoma de células transicionales de la vejiga, los golden retriever con linfoma multicéntrico y todas las razas con melanoma oral fueron elegibles para la inscripción. Los criterios de elegibilidad requieren un tumor susceptible de una biopsia periférica (excepto los casos de carcinoma de células transicionales de la vejiga). Sólo los perros con enfermedad ingenuo fueron elegibles para la inscripción. El examen físico y de laboratorio [hemograma completo (CBC), perfil bioquímico en suero, análisis de orina (UA)] se realizaron evaluaciones para evaluar la elegibilidad antes de la inscripción. Los criterios de exclusión eliminan los perros con comorbilidades importantes (tales como renal, hepática y la insuficiencia cardíaca o coagulopatía), la historia de la quimioterapia (incluyendo los corticosteroides en casos de linfoma y los AINE en TCC), radioterapia o inmunoterapia. Drs.