Nowoczesna terapia personalizowana w raku płuca

Dynamicznie rozwija się genetyka i rośnie poziom wiedzy o biologii nowotworów - odkrywane są specyficzne zaburzenia genetyczne będące przyczyną poszczególnych nowotworów. Badania nastawione są na poszukiwanie leków celujących w zmianę genetyczną.

Terapia nimi prowadzona, zwana spersonalizowaną, przyczyniła się do ogromnego postępu w leczeniu nowotworów złośliwych. Jednak zastosowanie leku celowanego wymaga określenia, czy u danego pacjenta występuje zaburzenie, na które lek działa. Niezbędne jest wykorzystanie wysoce specjalistycznych testów molekularnych.

Nowoczesna terapia personalizowana w raku płuca

Badanie molekularne wykrywające zmiany genetyczne to podstawa doboru optymalnego leczenia. Waga współpracy wielu specjalistów, w tym ścisłej pomiędzy patologiem i biologiem molekularnym.

Raka płuca należy obecnie nie tylko rozpoznać na jak najwcześniejszym etapie jego rozwoju i określić jego zaawansowanie, czemu służą coraz nowocześniejsze metody diagnostyki obrazowej. Należy jeszcze dokładnie określić typ histologiczny nowotworu i wykonać testy molekularne w kierunku obecności konkretnych zmian genetycznych. Ma to coraz większe praktyczne znaczenie, bowiem dostępne stają się leki, których działanie zależy od obecności lub braku danej zmiany genetycznej.

Zidentyfikowano szereg zaburzeń genetycznych, które są przyczyną rozwoju raka płuca. Obecnie dysponujemy ukierunkowanymi lekami (selektywne inhibitory kinazy tyrozynowej) dedykowanymi chorym, u których stwierdza się obecność mutacji w genie EGFR lub rearanżacji genu ALK (tzw. fuzyjny gen EML4-ALK).

Chorzy, u których niedrobnokomórkowy rak płuca (NDRP) rozwija się w następstwie wymienionych zaburzeń są częściej młodsi i niepalący. Leczenie personalizowane w oparciu o ich profil genetyczny jest skuteczniejsze,
lepiej tolerowane, a ze względu na wysoki odsetek odpowiedzi bardziej ekonomiczne od standardowej chemioterapii.

Zastosowanie terapii personalizowanej w NDRP wymaga określenia obecności zaburzenia genetycznego, a to wiąże się z koniecznością opracowania i wdrożenia systemowych rozwiązań, które poprawią dostęp do diagnostyki genetycznej.

Leczenie raka płuca jest wielospecjalistyczne. Niezbędna jest współpraca chirurga / pulmonologa, patologa, biologa molekularnego, onkologa; w tym rola patologa i biologa molekularnego jest coraz większa. Istotna jest też poprawa świadomości decydentów, urzędników, ale i lekarzy wielu specjalności na temat korzyści wynikających ze stosowania terapii personalizowanej. Stworzenie efektywnych mechanizmów finansowania i promowania diagnostyki molekularnej w onkologii jest niezbędnym krokiem koniecznym do poprawy wyników leczenia chorych onkologicznych.

Rak płuca to najczęściej występujący nowotwór na świecie, także w Polsce

Wskaźniki zachorowalności rosną, szczególnie u kobiet. To zabójca numer 1 wśród nowotworów złośliwych, ponieważ u większości chorych wykrywa się go w stadium zaawansowanym, gdy nie można go usunąć chirurgicznie. Wycięcie guza jest najskuteczniejszą metodą terapii, dlatego krytyczne jest wczesne rozpoznawanie raka płuca. Niestety brak jest charakterystycznych objawów choroby w jej wczesnym stadium – ujawnia się najczęściej po wielu latach od powstania nowotworu w organizmie.

Gdy objawy się pojawią, to w większości przypadków rak płuca jest zaawansowany i nieuleczalny, bo zajął sąsiednie narządy lub inne części ciała i nie może już zostać usunięty chirurgicznie. Najważniejsza jest oczywiście profilaktyka - wśród czynników ryzyka znajduje się przede wszystkim palenie papierosów; wśród przyczyn są także palenie bierne (przebywanie w zadymionym pomieszczeniu, styczność z substancjami rakotwórczymi (azbest i radon) oraz czynniki genetyczne.

Rak płuca jest trudny w leczeniu. Jest nowotworem źle rokującym. W Polsce najczęściej rozpoznawane są zaawansowane nowotwory płuca - pięcioletnie przeżycia uzyskuje się jedynie u 10-15% chorych.

Celem leczenia zaawansowanego raka płuca jest przede wszystkim przedłużenie życia chorych i poprawa jego jakości (zmniejszenie dolegliwości związanych z chorobą, jak również minimalizacja działań niepożądanych zastosowanego leczenia). Jedną z najbardziej innowacyjnych metod jest terapia celowana - skuteczna tylko
u tych pacjentów, u których zostanie wykazana obecność zaburzenia genetycznego, w które dany lek jest wymierzony. Sprawdzenie występowania zaburzenia wymaga wykonania u chorych testów molekularnych.

- W diagnostyce nieoperacyjnego raka płuca konieczna jest współpraca wielu specjalistów, która opiera się na prawidłowym przeprowadzeniu rozpoznania i określania zaawansowania. Sprawnie działający zespół powinien obejmować: chirurga klatki piersiowej, pulmonologa, patologa, biologa molekularnego, onkologa. Chirurg lub pulmonolog pobiera odpowiedni materiał, zabezpiecza go i wie, komu ma go przekazać; patolog rozpoznaje nowotwór i określa jego cechy oraz przygotowuje reprezentatywną tkankę, którą dostarcza biologowi molekularnemu, by ten wykonał oznaczenia genetyczne; klinicysta otrzymuje informację o wystąpieniu konkretnych zaburzeń i dobiera odpowiednie leczenie - prof. Tadeusz Orłowski - Prezes Polskiej Grupy Raka Płuca, kierownik kliniki chirurgii (Instytut Gruźlicy i Chorób Płuca), konsultant krajowy w dziedzinie chirurgii klatki piersiowej.

Podstawową metodą diagnostyki nowotworów jest badanie patomorfologiczne

Zadaniem patomorfologa jest rozpoznanie nowotworu i możliwie szczegółowe określenie jego typu i podtypu histologicznego. Kolejnym krokiem jest ocena profilu genetycznego pobranej tkanki nowotworowej, co w praktyce oznacza stwierdzenie lub wykluczenie obecności danego zaburzenia genetycznego, dla którego opracowano dedykowane leczenie. Służą temu metody oceniające bezpośrednio materiał genetyczny: metoda fluorescencyjnej hybrydyzacji In situ (FISH); metoda łańcuchowej reakcji polimerazy (PCR); metoda immunohistochemiczna (IHC), na podstawie której stwierdza się obecność / brak nieprawidłowego białka powstającego w efekcie danego zaburzenia genetycznego (pośrednia ocena występowania zaburzenia).

Zobacz również:

Nie istnieje jedna wspólna metoda diagnostyczna odpowiednia dla wszystkich typów zaburzeń genetycznych, dlatego proces ten jest wyjątkowo złożony i zależny od lokalnie dostępnych możliwości technicznych i organizacyjnych.

- W związku z rozwojem wiedzy i wprowadzaniem leków stosowanych w terapii celowanej, diagnostyka patomorfologiczna raka płuca uległa istotnej zmianie. Przez wiele lat wymogiem było rozpoznanie raka i różnicowanie pomiędzy rakiem drobnokomórkowym a pozostałymi typami histologicznymi (niedrobnokomórkowe). Obecnie wymagane jest dokładne określenie typu histologicznego i wykazanie lub wykluczenie ważnych - z punktu widzenia praktycznego - zaburzeń genetycznych. Jest to konieczne dla wyboru odpowiedniego leczenia - mówi prof. Włodzimierz Olszewski, konsultant w zakresie patologii nowotworów w CO-I.

Zadaniem patomorfologa jest - w wypadku raka płuca - zabezpieczenie i wybór reprezentatywnego materiału do badań molekularnych. W efekcie tych badań wiadomo, czy występuje mutacja genu EGFR, która kwalifikuje chorego do zastosowania jednego z leków celowanych. W nowotworach tych stwierdza się również mutacje genu K-RAS, których obecność jest przeciwwskazaniem do takiego leczenia (w praktyce klinicznej badanie tych mutacji w raku płuca nie jest celowe, ponieważ mutacje EGFR i K-RAS wykluczają się wzajemnie).

W fazie wprowadzania do praktyki klinicznej jest ocena obecności genu fuzyjnego EML4-ALK. Gen ten stwierdza się w guzach, które są EGFR-ujemne oraz K-RAS-ujemne, dlatego oznaczenie ewentualnej obecności tego genu wykonuje się w przypadkach, gdy nie stwierdzono mutacji genu EGFR. Konkludując, rekomendowany algorytm postępowania diagnostycznego powinien polegać najpierw na ocenie obecności mutacji EGFR i u chorych,
u których jej nie stwierdzimy, wykonania badania w kierunku rearanżacji ALK.

Materiałem tkankowym odpowiednim do oceny tej mutacji może być wycinek tkankowy zawierający odpowiedni procent utkania nowotworowego (ponad 30%) lub materiał cytologiczny, szczególnie aspirat cienkoigłowy. Ważnym jest pokreślenie, że szczegółowa ocena typu histologicznego, jak też wymienione testy z zakresu biologii molekularnej wykonywane są na materiale pobranym do rutynowej diagnostyki patomorfologicznej.

Z uwagi jednak na ograniczoną ilość tego materiału, w przypadkach zaawansowanych raków płuca (drobne wycinki z oskrzela lub materiał cytologiczny) konieczne jest stosowanie ścisłego algorytmu diagnostycznego. Badania takie powinny być wykonywane w referencyjnych pracowniach patomorfologicznych współpracujących ściśle z laboratoriami diagnostyki molekularnej.

Przyczyną procesu nowotworowego są zaburzenia w funkcjonowaniu aparatu genetycznego komórki

Uszkodzenie DNA w komórce może zmienić budowę jakiegoś ważnego genu i spowodować produkowanie nieprawidłowego/szkodliwego białka. Taki błąd może uruchomić rozrost nowotworowy. Przyczyną powstania różnych nowotworów jest uszkodzenie różnych genów w różnych typach komórek. W większości guzów litych kolejne uszkodzenia nakładają się, a w komórce guza znajdujemy liczne zaburzenia genetyczne.

W rozmaitych odmianach raka płuca uszkodzeniu ulegają geny: EGFR, K-RAS, BRAF, ALK i wiele innych,
a zmiany dotyczą zwykle kilku genów równocześnie. Takie zaburzenia wykrywane są na różnych poziomach struktury materiału genetycznego: w morfologii chromosomów (zaburzenia kariotypowe), liczbie kopii genów (utraty lub powielenia genu) czy struktury genu (rearanżacje, fuzje genowe), a także w zaburzeniach dotyczących pojedynczych nukleotydów DNA (mutacje).

- Obecnie możliwa jest detekcja ogromnej ilości różnego typu zdefiniowanych zaburzeń genetycznych. W laboratoriach diagnostyki cytogenetycznej i molekularnej wykonywane są badania, pozwalające wykryć i ocenić aberracje specyficzne dla komórek tkanki nowotworowej. Materiałem badania są komórki guza pobrane w trakcie operacji (tak jest zwykle w raku płuca): w przypadku białaczek komórki nowotworowe znajdują się w zmienionym nowotworowo szpiku lub krwi, w przypadku chłoniaków zajęte nowotworowo są węzły chłonne.

Genetyk może ocenić zmiany liczby i struktury chromosomów czy status określonych genów lub wybranych regionów DNA. Interpretacja tych danych, dokonywana na podstawie współczesnej wiedzy i obowiązujących zasad diagnostycznych, wskazuje możliwe skutki kliniczne aberracji i ma kluczowe znaczenie w diagnostyce wielu typów nowotworów. Wyniki badania genetycznego w znacznej mierze wpływają dziś na decyzje kliniczne -mówi prof. Barbara Pieńkowska-Grela, Specjalista Laboratoryjnej Genetyki Medycznej (Pracownia Genetyki Nowotworów, Zakład Patologii w Centrum Onkologii).

W laboratoriach stosuje się zróżnicowane metody barwienia chromosomów, które pozwalają zobaczyć odstępstwa od ich prawidłowej morfologii. Zaburzenia genów (ilościowe i jakościowe) wykrywane są w badaniach techniką FISH. Technika ta wykorzystuje „sondy DNA” - tzn. zdefiniowane (znane) odcinki DNA - wyznakowane specjalnym barwnikiem.

Sonda specyficznie wiąże się z komplementarną sekwencją DNA komórki nowotworowej pacjenta np. genem ALK, a związany z nią barwnik pozwala na zobaczenie badanego obszaru DNA w mikroskopie fluorescencyjnym. Rearanżacja ALK, która zachodzi w chromosomie 2, powoduje powstanie fuzji EML4-ALK i zmienia właściwości produktu białkowego genu ALK. Zastosowanie kilku sond DNA równocześnie uwidacznia położenie i wzajemne relacje badanych genów. Metodę FISH można stosować w badaniu materiału archiwalnego guza (skrawki parafinowe). Materiał do analizy zmian genetycznych oceniany jest wstępnie przez patologa, który wybiera obszar zmieniony nowotworowo.

Zaburzenia badanych genów w komórce nowotworowej mają w określonej sytuacji klinicznej znaczenie diagnostyczne. Bardziej szczegółowe badanie molekularne pozwala na określenie zmian wewnątrz badanych genów tj. mutacji, prowadzących do określonych zaburzeń w funkcjonowaniu pozornie prawidłowego genu.

Przyszłością leczenia nowotworów jest TERAPIA CELOWANA MOLEKULARNIE, czyli stosowanie leku skierowanego bezpośrednio przeciw komórce nowotworowej z określoną zmianą genetyczną. Takie leki są wysoce skuteczne, pod warunkiem jednak, że w komórce nowotworu leczonego pacjenta znajduje się CEL MOLEKULARNY.

Tym celem jest konkretnie zmieniony gen/białko powstałe na matrycy nieprawidłowego genu. Najlepszy nawet lek nie będzie skuteczny, jeśli nie znajdziemy dla niego celu molekularnego. Z tego względu niezbędnym warunkiem powodzenia terapii celowanej jest wnikliwa ocena genetyczna komórek nowotworu i określenie przewidywanej podatności pacjenta na leczenie.

Stwierdzenie obecności zaburzeń pozwala na ocenę rokowania danego chorego, jak również na wybór odpowiedniego dla niego spersonalizowanego leczenia.

Nieobecność zaburzenia daje nam informację, u których chorych dany lek nie zadziała, co pozwala zastosować inną metodę postępowania (często bardziej skutecznego i mniej kosztownego).

- W zaawansowanym niedrobnokomórkowym raku płuca (NDRP), który nie może być poddany leczeniu chirurgicznemu lub radykalnej radioterapii, obecnie najważniejszymi zaburzeniami genetycznymi są mutacje genów EGFR i K-RAS oraz rearanżacja genu ALK. Leki celowane mogą być stosowane w przypadku zaburzeń EGFR i ALK. Brak mutacji genu EGFR może oznaczać, że dalsze badania wykażą zaburzenie w postaci fuzji genu EML4 z genem ALK - mówi prof. Maciej Krzakowski, konsultant krajowy w dziedzinie onkologii klinicznej, Klinika Nowotworów Płuca i Klatki Piersiowej, Centrum Onkologii.

- Nieprawidłowości genu EGFR oznaczają silną ekspresję białka receptora naskórkowego czynnika wzrostu (HER-1/EGFR). Dostępne są dwa leki, które działają bezpośrednio na to białko (kinazę), blokując rozrost komórek nowotworowych (zatrzymując ich podział), dzięki czemu spowalniają rozwój choroby, wydłużają życie osób chorych na raka płuca. Około 10% chorych rasy kaukaskiej z rozpoznaniem NDRP ma specyficzną mutacją genu dla receptora EGFR - korzystnie na leki celowane reaguje 70-80% spośród nich.

- Nieprawidłowości w genie ALK polegają na fuzji genów ALK i EML4. W normalnej sytuacji gen ALK nie powoduje zaburzeń, ale po połączeniu z genem EML4 następuje nieograniczona produkcja białka ALK, które prowadzi do rozwoju raka. By zablokować rozwój raka, trzeba zahamować produkcję tego białka.

Na jesieni 2012 r. w Europie zarejestrowano w trybie przyspieszonym nowy lek dla chorych na raka płuca
z rearanżacją w genie ALK. Zmiana ta obserwowana jest u około 4-5% chorych na gruczolakoraki (jeden z typów NDRP), którzy różnią się od ogólnej populacji chorych na raka płuca – są młodsi, częściej są to osoby niepalące i niestety ich rokowania są gorsze, ponieważ chemioterapia jest w tym przypadku nieskuteczna. W Polsce może to być rocznie ok. 100 pacjentów, u których już istnieje możliwość zastosowania personalizowanej terapii.

Terapia personalizowana w onkologii, w odróżnieniu od standardowej chemioterapii, ma na celu zapewnienie maksymalnego efektu leczniczego przy jak najmniejszych skutkach ubocznych. Jest to możliwe tylko wtedy, jeżeli lek działa bezpośrednio na rozpoznaną przyczynę procesu chorobowego (biomarker genetyczny) przy ograniczonym wpływie na zdrowe tkanki. Dopasowanie terapii do konkretnego chorego (zgodnej z genetyczną przyczyną jego choroby i w oparciu o specjalistyczne badania z dziedziny biologii molekularnej) oznacza, że
u chorych z danym zaburzeniem możemy oczekiwać wysokiej skuteczności leczenia, a z drugiej strony leku nie otrzymują chorzy, u których wiemy, że nie zadziała, a zatem oznacza także racjonalizację kosztów.

NDRP - niedrobnokomórkowy rak płuca - dowolny nowotwór płuca wywodzący się z komórek nabłonka,
z wyjątkiem drobnokomórkowego raka płuca; może być nim m.in. gruczolakorak, rak płaskonabłonkowy,
rak wielkokomórkowy.

TKI - inhibitor kinazy tyrozynowej (tyrosine-kinase inhibitor) - lek, który zakłóca przekaźnictwo komórkowe,
wzrost komórek; może zapobiegać rozrostowi guza [inhibit - hamować; kinaza - białko]

EGFR - receptor naskórkowego czynnika wzrostu (epidermal growth factor receptor)

ALK - kinaza chłoniaka anaplastycznego (anaplastic lymphoma kinase)

Anaplastyczny - określenie dla komórek nowotworowych, które szybko się dzielą i tylko
w niewielkim stopniu przypominają komórki prawidłowe lub w ogóle nie przypominają komórek prawidłowych.

Chłoniak - nowotwór wywodzący się z komórek układu odpornościowego.

Chłoniak anaplastyczny - agresywny (szybko-rosnący) guz o charakterze chłoniaka nieziarniczego, zazwyczaj zbudowany z komórek linii limfocytów T; komórki nowotworowe mogą występować
w węzłach chłonnych, skórze, kościach, tkankach miękkich, płucach lub wątrobie.

EML4 - główny partner fuzyjny genu ALK w NDRP (echinoderm microtubule associated protein like 4)