Glejak od kilku lat pozostaje jednym z głównych obszarów zainteresowań naukowych dr. hab. Grzegorza Chodaczka. Prace nad terapią komórkową doprowadziły badacza do wniosku, że warunkiem skutecznego leczenia jest precyzyjne rozpoznanie nowotworu. Dlatego w kolejnym projekcie, realizowanym we współpracy z 4. Wojskowym Szpitalem Klinicznym we Wrocławiu, koncentrować się będzie na diagnostyce guzów mózgu.
Dr hab. Grzegorz Chodaczek, lider Grupy Badawczej Immunoterapii, nie traktuje kolejnych projektów badawczych jak zamkniętych rozdziałów – każdy z nich otwiera następne pytania. Limfocyty T gamma-delta doprowadziły go do badań nad glejakiem, a projekt dotyczący potencjalnej terapii komórkowej stał się punktem wyjścia do kolejnego etapu: prac nad zintegrowaną diagnostyką glejaków rozlanych.
– Wcześniej zajmowałem się limfocytami T gamma-delta w modelu mysim, kontynuując w Polsce badania rozpoczęte w Stanach Zjednoczonych. W pewnym momencie poczułem jednak, że jako farmaceuta chcę rozwijać naukę, która będzie miała realne przełożenie na pomoc pacjentom i skuteczniejsze terapie. Limfocyty T gamma-delta wydawały się obiecującym narzędziem, dlatego zacząłem szukać nowotworów, w których można byłoby wykorzystać ich potencjał. Moją uwagę zwrócił glejak – jeden z najbardziej agresywnych nowotworów, którego możliwości leczenia pozostają bardzo ograniczone. Natrafiłem na publikacje wskazujące na przeciwnowotworową aktywność tych limfocytów wobec glejaka i tak to się zaczęło – mówi dr hab. Grzegorz Chodaczek.
Diagnostyka glejaków rozlanych w projekcie PROGLIO
PROGLIO to najnowszy projekt z udziałem zespołu dr. hab. Grzegorza Chodaczka pn. „Innowacyjna, zintegrowana ocena molekularna i obrazowa w diagnostyce glejaków rozlanych: weryfikacja prospektywna i retrospektywna w oparciu o histopatologiczny standard odniesienia”. Realizowany będzie w konsorcjum, którego liderem jest 4. Wojskowy Szpital Kliniczny z Polikliniką SP ZOZ we Wrocławiu. Łukasiewicz – PORT pełni rolę konsorcjanta. Na prace realizowane po stronie instytutu Agencja Badań Medycznych przeznaczyła około 4 mln zł.
Dr hab. Chodaczek tym razem badać będzie trzy typy guzów mózgu: glejaka, gwiaździaka i skąpodrzewiaka. Dziś standardowa diagnostyka rozpoczyna się zwykle od obrazowania metodą rezonansu magnetycznego. Jeśli badanie ujawni podejrzaną zmianę, kolejnym etapem jest wykonanie biopsji zmienionej okolicy mózgu i ocena histopatologiczna. To procedura wymagająca, czasochłonna i oparta na analizie wielu typów danych: obrazu radiologicznego, wyglądu komórek pod mikroskopem, barwień immunohistochemicznych i coraz częściej badań genetycznych.
– Ten projekt jest stricte diagnostyczny. Nie rozwijamy tutaj terapii. Chodzi o wypracowanie metod lepszej detekcji i rozpoznania nowotworów mózgu – podkreśla dr hab. Chodaczek.
Płynna biopsja w diagnostyce guzów mózgu
Badacze chcą połączyć informacje pochodzące z rezonansu magnetycznego, diagnostyki histopatologicznej i analiz molekularnych tkanki guza. Dodatkowym elementem będzie badanie krwi pacjentów w poszukiwaniu markerów nowotworowych.
– To jest koncepcja płynnej biopsji. Nie pobieramy kolejnego fragmentu mózgu, tylko szukamy materiału genetycznego nowotworu we krwi. W przypadku guzów mózgu to szczególnie trudne, bo problemem jest często bariera krew–mózg, ale metody detekcji są coraz czulsze. Chcemy sprawdzić, czy dzięki nim uda się znaleźć sygnały, których wcześniej nie byliśmy w stanie uchwycić – tłumaczy naukowiec.
W projekcie zostanie wykorzystany również materiał pooperacyjny przekazywany do badań w ramach współpracy ze szpitalem. Zespół Łukasiewicz – PORT będzie próbował wyprowadzać z niego hodowle komórek nowotworowych. Dzięki temu badacze będą mogli sprawdzać w warunkach laboratoryjnych, jakie cząsteczki produkują komórki guza oraz czy tych samych sygnałów można szukać we krwi pacjentów. Analiza materiału pooperacyjnego pozwoli także lepiej zrozumieć, w jaki sposób komórki nowotworowe oddziałują z otaczającym je środowiskiem i dlaczego układ odpornościowy – mimo obecności w guzie komórek zdolnych do zwalczania nowotworu – często nie potrafi skutecznie wyeliminować glejaka.
To szczególnie ważne, bo nowotwór nie jest jednorodną masą komórek. Tworzą go nie tylko komórki nowotworowe, lecz także tzw. mikrośrodowisko guza – komórki układu odpornościowego, komórki naczyń krwionośnych, fibroblasty, macierz zewnątrzkomórkowa oraz liczne cząsteczki sygnałowe, które mogą zarówno wspierać rozwój choroby, jak i hamować skuteczność leczenia.
– Glejaki mają mikrośrodowisko, które de facto wycisza układ odpornościowy. W guzie mogą być komórki o działaniu cytotoksycznym wobec nowotworu, ale jednocześnie pojawia się wiele mechanizmów inicjowanych przez elementy mikrośrodowiska, które tę odpowiedź hamują – mówi dr hab. Chodaczek.
Za rekrutację pacjentów i część kliniczną projektu odpowiadać będzie 4. Wojskowy Szpital Kliniczny we Wrocławiu. Projekt ma charakter nieinterwencyjny, co oznacza, że pacjenci nie będą poddawani dodatkowym procedurom związanym z leczeniem. Będą przechodzić standardową ścieżkę diagnostyczną, obejmującą m.in. badanie radiologiczne i histopatologiczne. Jedynym dodatkowym elementem, realizowanym na potrzeby projektu, będzie pobranie próbki krwi.
Sztuczna inteligencja i medycyna precyzyjna
Dane zebrane w projekcie mają zostać następnie połączone i analizowane z wykorzystaniem narzędzi bioinformatycznych i metod sztucznej inteligencji. Celem jest stworzenie podejścia, które pozwoli lepiej integrować różne źródła informacji diagnostycznej: obraz radiologiczny, obraz histopatologiczny i dane molekularne.
– Płynna biopsja jest tylko jednym z elementów. Równie ważne jest to, czy algorytmy będą w stanie połączyć różne techniki diagnostyczne w jeden model i pomóc odpowiedzieć, z jakim typem nowotworu mamy do czynienia, jaki jest jego stopień zaawansowania albo czy zmiana widoczna w badaniu obrazowym rzeczywiście jest nowotworem – wyjaśnia dr hab. Chodaczek.
Po stronie Łukasiewicz – PORT oprócz zespołu dr. hab. Grzegorza Chodaczka w projekt zaangażowane będzie również Laboratorium Diagnostyki Genetycznej i Mikrobiologicznej kierowane przez dr. Pawła Segę. Prowadzone badania wpisują się w założenia Centrum P4Health, rozwijającego medycynę precyzyjną i personalizowaną.
Immunoterapia glejaka i limfocyty T gamma-delta
W poprzednim projekcie zespół dr. hab. Chodaczka szukał optymalnych dawców limfocytów T gamma-delta do potencjalnego wykorzystania w terapii glejaka. To szczególny typ komórek układu odpornościowego. W przeciwieństwie do dominujących limfocytów T alfa-beta, których działanie najczęściej kojarzy się z rozpoznawaniem fragmentów wirusów czy bakterii, limfocyty T gamma-delta mogą reagować na sygnały świadczące o tym, że z komórką dzieje się coś nieprawidłowego.
– Można je traktować jak sensory stanu metabolicznego komórek. Limfocyty T gamma-delta rozpoznają sytuacje, w których komórka zaczyna działać inaczej: jest w stresie, zmienia swój metabolizm albo przechodzi proces nowotworowy. To właśnie dlatego są tak interesujące z punktu widzenia immunologii nowotworów – wyjaśnia naukowiec.
Badacze sprawdzali, dlaczego komórki pochodzące od jednych dawców skuteczniej niszczą komórki nowotworowe niż komórki innych osób. Projekt pozwolił wskazać zestaw białek i genów, które mogą decydować o tym, czy dana hodowla limfocytów działa lepiej lub słabiej w warunkach laboratoryjnych.
Formalnie projekt został zakończony, ale naukowcy kontynuują prace: – Wygenerowaliśmy terabajty danych i cały czas je analizujemy. To jest proces, który nie zamyka się w rok. Możemy znaleźć białko lub gen, które wpływają na reaktywność limfocytów, ale potem trzeba zaplanować kolejne eksperymenty i potwierdzić, czy rzeczywiście są one istotne. Tak rodzą się następne pytania badawcze – mówi dr hab. Chodaczek.
Nawet najlepiej przygotowane komórki odpornościowe mogą nie zadziałać, jeśli nowotwór pacjenta nie ma cech, które pozwalają im go rozpoznać. Dlatego, jak podkreśla naukowiec, równie ważne jak rozwijanie potencjalnej terapii jest poznanie biologii samych nowotworów: tego, czym się różnią, co produkują i w jaki sposób uciekają spod kontroli układu odpornościowego.
Badania nad limfocytami pokazały, że skuteczność potencjalnej terapii zależy nie tylko od właściwości komórek odpornościowych, lecz także od indywidualnych cech samego nowotworu. Projekt PROGLIO ma odpowiedzieć na pytanie, czy charakterystyczne sygnały pozostawiane przez glejaki można wykryć we krwi i połączyć z wynikami badań obrazowych oraz analizą tkanki guza. Takie podejście może w przyszłości umożliwić dokładniejszą ocenę nowotworu jeszcze przed rozpoczęciem leczenia i ułatwić dobór najbardziej odpowiedniej terapii.
– Gdybyśmy byli w stanie znaleźć we krwi sygnaturę nowotworową, to już byłoby dużo. Jeśli do tego udałoby się stworzyć algorytm łączący dane radiologiczne, histopatologiczne i molekularne, moglibyśmy zrobić ważny krok w stronę dokładniejszej diagnostyki guzów mózgu, a w przyszłości także lepszego doboru leczenia – podsumowuje naukowiec.
