Precyzyjne leczenie

Biomarker SLFN11 pomoże przewidzieć skuteczność terapii nowotworowych

Nowa odsłona leczenia

Wyobraź sobie, że lekarze są w stanie dostosować terapię nowotworową do typu guza – wiedzą, które leki zadziałają najlepiej, a których należy unikać. Brzmi jak medycyna przyszłości? Dzięki badaniom nad biomarkerem o nazwie SLFN11, personalizacja leczenia staje się coraz bardziej realna.

 

Zespół naukowców pod kierunkiem dr. Macieja Kaczorowskiego z Katedry Patologii Klinicznej i Doświadczalnej Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu opublikował wyniki swoich badań na łamach czasopisma "The American Journal of Surgical Pathology". W artykule pt. „Immunohistochemical Evaluation of Schlafen 11 (SLFN11) Expression in Cancer in the Search of Biomarker-Informed Treatment Targets” opisano analizę ponad 6600 próbek 127 różnych typów nowotworów. Wyniki wskazują, że poziom ekspresji białka SLFN11 w komórkach nowotworowych może pomóc w identyfikacji nowotworów, które potencjalnie najlepiej odpowiedzą na terapie ukierunkowane na mechanizmy zależne od SLFN11.

Czym jest biomarker SLFN11?

SLFN11 (Schlafen 11) to białko, które pełni kluczową rolę w odpowiedzi komórek na stres replikacyjny. Gdy DNA komórki ulega uszkodzeniom – co jest celem wielu leków onkologicznych – obecność SLFN11 może zablokować proces replikacji DNA. Prowadzi to ostatecznie do śmierci komórek nowotworowych.

To właśnie ta funkcja sprawia, że SLFN11 jest postrzegany jako biomarker o dużym znaczeniu klinicznym. Jego obecność w nowotworze może wskazywać, że komórki nowotworowe będą bardziej podatne na działanie terapii opartych na uszkadzaniu DNA.

- Nowotwory, w których stwierdza się ekspresję SLFN11, są bardziej wrażliwe na leki uszkadzające DNA i blokujące naprawę DNA, na przykład inhibitory PARP. Przed nami rysuje się perspektywa, w której pacjent z nowotworem cechującym się ekspresją SLFN11 będzie otrzymywał spersonalizowane leczenie wykorzystujące tę szczególną wrażliwość jego choroby na niektóre leki- wyjaśnia dr Maciej Kaczorowski, autor badania.

dr Maciej Kaczorowski z Katedry Patologii Klinicznej i Doświadczalnej Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu, autor badania. Zdj. Tomasz Walów

dr Maciej Kaczorowski z Katedry Patologii Klinicznej i Doświadczalnej Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu, autor badania. Zdj. Tomasz Walów

Dlatego właśnie białko SLFN11 może stać się istotnym narzędziem w personalizacji leczenia nowotworów. Zamiast stosować jeden schemat terapii dla wszystkich pacjentów, lekarze mogliby na podstawie analizy ekspresji SLFN11 precyzyjniej dobierać leki dla każdego chorego. Dla pacjentów oznacza to większą szansę na wyleczenie oraz uniknięcie zbędnej toksyczności leków, których działanie może nie być tak skuteczne, jak się obecnie zakłada.

SLFN11 pod lupą

Jedną z metod wykrywania SLFN11 w tkankach nowotworowych jest immunohistochemia (IHC), czyli metoda umożliwiająca wykrycie białka bezpośrednio w komórkach nowotworowych. W praktyce oznacza to wykorzystanie przeciwciał, które wiążą się z białkiem SLFN11 w badanej próbce chorej tkanki. Następnie stosuje się barwniki, które ujawniają obecność biomarkera w postaci wybarwionych obszarów widocznych pod mikroskopem. Dzięki temu patolog może nie tylko wykryć obecność białka, ale także określić, które komórki w guzie je produkują.

- Obecnie zdecydowanie najlepszą metodą oceny ekspresji SLFN11 wydaje się być immunohistochemia. Pozwala ona na analizę obecności tego biomarkera w korelacji z morfologią tkanki, co daje pewność, że to faktycznie komórki nowotworowe cechują się ekspresją SLFN11 tłumaczy dr Kaczorowski.

Alternatywą dla immunohistochemii jest badanie poziomu mRNA kodującego SLFN11, które opiera się na technikach takich jak RT-PCR. Choć metoda ta jest bardzo czuła i pozwala na wykrycie obecności mRNA, ma jednak istotną wadę – nie rozróżnia, czy mRNA pochodzi z komórek nowotworowych, czy z komórek otaczających guz.

– Wynik może być zafałszowany, fałszywie dodatni, przez powszechną obecność SLFN11 w komórkach mikrośrodowiska nowotworu, takich jak fibroblasty podścieliska czy limfocyty – wyjaśnia dr Kaczorowski.

To sprawia, że IHC jest bardziej precyzyjną i praktyczną metodą, zwłaszcza jeśli ma być wykorzystywana w diagnostyce klinicznej. Dodatkową zaletą immunohistochemii jest fakt, że pozwala ocenić białko, a nie tylko jego mRNA, co daje informację o aktywności biologicznej SLFN11 w komórkach. W przypadku oceny mRNA, nawet jeśli jego poziom jest wysoki, nie zawsze oznacza to, że białko jest obecne w wystarczającej ilości, aby wywierać biologiczne efekty. Dzięki temu immunohistochemia jest uznawana za “złoty standard” w ocenie biomarkerów białkowych w onkologii.

Precyzjne leczenie- podcast

Kliknij, by odsłuchać!

Kiedy obecność SLFN11 ma znaczenie?

W badaniu przedstawionym w artykule zespół przeanalizował 6658 próbek nowotworów reprezentujących 127 różnych typów nowotworów. Próbki podzielone zostały na grupy w zależności od poziomu ekspresji SLFN11: nowotwory o wysokiej ekspresji, które mogą lepiej reagować na leki uszkadzające DNA, oraz nowotwory o niskiej ekspresji, które są mniej wrażliwe na te terapie.

Nowotwory z wysoką ekspresją SLFN11

W tej grupie znalazły się nowotwory, w których próbki wykazywały obecność SLFN11. W niektórych przypadkach biomarker był obecny niemal we wszystkich komórkach nowotworowych. To właśnie te guzy mogą być dobrymi kandydatami do leczenia lekami uszkadzającymi DNA.

Nowotwory mezenchymalne i neuroektodermalne:

  • desmoplastyczny guz okrągłokomórkowy (DSRCT),
  • mięsak Ewinga,
  • niezróżnicowany mięsak,
  • mięsak maziówkowy
  • złośliwy nowotwór osłonek nerwowych (MPNST) ,
  • odosobniony guz włóknisty (solitary fibrous tumor, SFT),
  • tłuszczakomięsak niezróżnicowany (dedifferentiated liposarcoma, DDLPS).

Nowotwory nabłonkowe:

  • międzybłoniak opłucnej,
  • jasnokomórkowy rak nerki,
  • rak drobnokomórkowy płuca,
  • płaskonabłonkowy rak migdałka,
  • płaskonabłonkowy rak krtani,
  • rak surowiczy jajnika.

Wysoka ekspresja SLFN11 w nowotworach z tej grupy oznacza, że komórki nowotworowe mogą być bardziej podatne na działanie inhibitorów PARP, leków alkilujących czy innych terapii opartych na uszkadzaniu DNA. W niektórych przypadkach, jak w mięsakach Ewinga czy guzach DSRCT, niemal wszystkie próbki wykazywały obecność SLFN11, co sugeruje, że mogą to być jedne z najlepszych kandydatów do terapii ukierunkowanej tym biomarkerem.

Nowotwory z niską ekspresją SLFN11

W tej grupie znalazły się nowotwory, w których ekspresja SLFN11 była wykrywana znacznie rzadziej – często w mniej niż 10% próbek. Tego rodzaju guzy mogą być bardziej oporne na terapie uszkadzające DNA, ponieważ ich komórki nowotworowe są w stanie naprawiać powstałe uszkodzenia bez konieczności uruchamiania mechanizmu samounicestwienia.

Nowotwory nabłonkowe:

  • rak wątrobowokomórkowy (HCC),
  • rak prostaty,
  • rak jelita grubego,
  • rak piersi.
  • rak chromofobowy nerki,
  • guz neuroendokrynny trzustki, jelit i żołądka,
  • rak rdzeniasty tarczycy.

Brak/niska ekspresja SLFN11 w tych nowotworach oznacza, że leki uszkadzające DNA mogą być mniej skuteczne.

Strategie aktywacji SLFN11 w opornych nowotworach

Dla pacjentów, których guzy nie wykazują ekspresji SLFN11, badacze poszukują alternatywnych strategii terapeutycznych.

- Modulacja procesów epigenetycznych pozwala zwiększyć poziom SLFN11 w komórkach nowotworowych. Takie strategie są obecnie testowane z dobrym skutkiem w badaniach przedklinicznych– wyjaśnia dr Kaczorowski.

Epigenetyczne podejście polega na modyfikacji „chemicznego środowiska” genomu nowotworu, które decyduje o tym, które geny są aktywne, a które wyciszone. W tym celu wykorzystuje się inhibitory deacetylaz histonów (HDACi) oraz inhibitory metylotransferaz DNA (np. decytabina), które mogą przywrócić ekspresję SLFN11. Deacetylacja i metylacja to procesy, które „wyciszają” geny, a leki epigenetyczne mają na celu cofnięcie tego wyciszenia. Choć badania na liniach komórkowych i modelach zwierzęcych przynoszą obiecujące rezultaty, wyzwania związane z toksycznością takich leków nadal stanowią istotną barierę. Działają one bowiem nie tylko na komórki nowotworowe, ale także na zdrowe komórki organizmu, co może prowadzić do działań niepożądanych, takich jak obniżenie liczby krwinek czy uszkodzenie wątroby.

Innym testowanym obecnie rozwiązaniem jest obejście problemu braku SLFN11 poprzez atakowanie innych szlaków molekularnych, które regulują odpowiedź komórek na uszkodzenie DNA.

- Zastosowanie inhibitorów białek WEE1, CHK1 i ATR zwiększa podatność na leki uszkadzające DNA nawet w komórkach, w których brak SLFN11 – wyjaśnia dr Kaczorowski.

Inhibitory celują w białka, które regulują cykl komórkowy i naprawę DNA. Blokowanie tych białek sprawia, że komórki nowotworowe tracą zdolność do prawidłowej naprawy DNA, co sprawia, że stają się bardziej podatne na działanie leków uszkadzających materiał genetyczny. To podejście ma na celu „wymuszenie” śmierci komórek nowotworowych, nawet jeśli nie produkują one SLFN11.

Choć te strategie są nadal w fazie przedklinicznej, ich potencjał jest znaczny.

- O ile ukierunkowane leczenie nowotworów z ekspresją SLFN11 wydaje się być na wyciągnięcie ręki, to na strategie aktywacji SLFN11 w komórkach nowotworowych przyjdzie nam jeszcze poczekać – przyznaje dr Kaczorowski.

Badania nad lekami aktywującymi SLFN11 trwają, a rozwój skutecznych metod mógłby poszerzyć możliwości leczenia dla pacjentów z guzami opornymi na standardowe terapie oparte na uszkadzaniu DNA. Jeśli te metody zostaną dopracowane, lekarze będą mieli szerszy wachlarz opcji terapeutycznych, a pacjenci – większe szanse na skuteczne leczenie.

Standaryzacja testów na obecność SLFN11

Choć immunohistochemia jest najskuteczniejszą metodą oceny SLFN11, konieczna jest standaryzacja metody, aby można było stosować ją w codziennej praktyce klinicznej.

- Niewątpliwie standaryzacja metody oznaczania SLFN11 w tkance nowotworu jest niezbędna, jeśli badanie to ma stać się elementem rutynowej diagnostyki i planowania leczenia onkologicznego – mówi dr Kaczorowski.

Jak tłumaczy badacz, optymalny klon przeciwciała wykrywającego SLFN11, protokół reakcji immunohistochemicznej oraz platforma sprzętowa muszą zostać ujednolicone. Podobne standardy obowiązują już dla testów oceniających ekspresję HER2 w raku piersi czy PD-L1 w immunoterapii nowotworowej.

Badania zespołu dr. Macieja Kaczorowskiego pokazują, że SLFN11 może stać się istotnym biomarkerem w leczeniu nowotworów. Choć ukierunkowane leczenie nowotworów z ekspresją SLFN11 wydaje się coraz bliższe w codzienności klinicznej, potrzeba jeszcze badań, aby ocenić skuteczność strategii aktywacji SLFN11 w opornych nowotworach.

Jak podsumowuje dr Kaczorowski: - Nasze wyniki stanowią swego rodzaju drogowskaz dla kolejnych badań klinicznych, pokazując, jakie nowotwory są obiecującymi kandydatami do planowania terapii w oparciu o ekspresję SLFN11.

Jeśli te wysiłki przyniosą efekty, SLFN11 będzie jednym z ważnych elementów układanki, jakim jest spersonalizowana onkologia. Dla pacjentów oznacza to coś więcej niż tylko kolejny biomarker – to szansa na leczenie, które nie opiera się na mało skutecznych w niektórych przypadkach lekach. W praktyce może to przełożyć się na krótsze hospitalizacje i, co najważniejsze, nadzieję na dłuższe i lepsze życie. Dla wielu pacjentów diagnoza nowotworu to nie tylko pytanie „czy są leki?”, ale „czy te leki zadziałają na mój guz?”. Odpowiedź na to pytanie może znaleźć biomarker SLFN11.

D. Sikora

FAQ: Ekspresja SLFN11 w nowotworach

Co to jest SLFN11 i dlaczego jest ważne w leczeniu raka?

Schlafen 11 (SLFN11) to białko, które odgrywa kluczową rolę w odpowiedzi organizmu na uszkodzenia DNA, zwłaszcza te spowodowane niektórymi terapiami przeciwnowotworowymi. Działa jako regulator odpowiedzi komórkowej na stres replikacyjny. Jego obecność w komórkach nowotworowych może zwiększać ich wrażliwość na czynniki uszkadzające DNA, w tym leki chemioterapeutyczne i inhibitory PARP. To sprawia, że ekspresja SLFN11 jest potencjalnie cennym biomarkerem do przewidywania, jak dobrze pacjent może zareagować na te terapie.

Co się stanie, jeśli guz nie wykazuje ekspresji SLFN11?

Guzy pozbawione SLFN11 mogą być oporne na chemioterapie uszkadzające DNA i inhibitory PARP. Jeśli okaże się, że guz jest ujemny pod względem SLFN11, konieczne może być zastosowanie alternatywnych metod leczenia.

Jakie są kolejne kroki w badaniach i klinicznym zastosowaniu SLFN11?

Potrzebne są dalsze badania w celu:

  • Standaryzacji metodologii testowania SLFN11 w celu zapewnienia dokładnych i wiarygodnych wyników.
  • Określenia znaczenia klinicznego różnych poziomów ekspresji SLFN11.
  • Przeprowadzenia badań klinicznych w celu potwierdzenia wartości predykcyjnej ekspresji SLFN11 dla określonych terapii.
  • Zbadania i udoskonalenia strategii mających na celu przezwyciężenie niedoboru SLFN11 i poprawę wyników leczenia.

Jak mierzy się ekspresję SLFN11 w guzach?

Najskuteczniejszym sposobem pomiaru ekspresji SLFN11 w komórkach nowotworowych jest barwienie immunohistochemiczne (IHC) próbek guza. Metoda ta wykorzystuje przeciwciała do wykrywania obecności i lokalizacji białka SLFN11 w komórkach. Chociaż możliwe jest molekularne badanie genetyczne mRNA SLFN11, może ono nie być tak dokładne, ponieważ może wykryć ekspresję SLFN11 w otaczających komórkach nienowotworowych, co prowadzi do wyników fałszywie dodatnich.

Czy istnieją sposoby na przezwyciężenie niedoboru SLFN11 i poprawę odpowiedzi na leczenie?

Trwają badania nad sposobami przezwyciężenia niedoboru SLFN11 i uwrażliwienia opornych guzów na leczenie. Niektóre potencjalne strategie obejmują:

  • Zwiększenie ekspresji SLFN11 za pomocą leków, takich jak inhibitory deacetylazy histonowej lub inhibitory EZH2.
  • Wykorzystanie technik edycji genów, takich jak CRISPR/dCas9, do aktywacji SLFN11.
  • Łączenie czynników uszkadzających DNA z inhibitorami określonych regulatorów cyklu komórkowego w celu obejścia potrzeby SLFN11.

Materiał powstał na podstawie artykułu:

Immunohistochemical Evaluation of Schlafen 11 (SLFN11) Expression in Cancer in the Search of Biomarker-Informed Treatment Targets

Maciej Kaczorowski, Kris Ylaya, Małgorzata Chłopek, Daiki Taniyama, Yves Pommier, Jerzy Lasota, Markku Miettinen

The American Journal of Surgical Pathology

doi: 10.1097/PAS.0000000000002299

Web. A. Hasiak