Nakon što su u suradnji s kolegama iz Dartmouth Healtha (SAD) znanstvenici Međunarodnog centra za primjenjena biološka istraživanja i Specijalne bolnice Sv. Katarina napravili golem iskorak u molekularnom profiliranju tumora uvođenjem sekvenciranja cijelog tumorskog egzoma (WES) i transkriptoma (RNA-Seq), kao i sekvenciranja cijeloga genoma za identifikaciju germinativnih mutacija povezanih s nasljednim tumorskim sindromima, koristeći koncept umjetne inteligencije, upravo su objavili znanstveni rad pod naslovom “Advances in Precision Oncology: From Molecular Profiling to Regulatory-Approved Targeted Therapies” u znanstvenom časopisu Cancers. Rad predstavlja značajan doprinos globalnoj znanstvenoj zajednici u području precizne onkologije, a autorski tim predvode prof. dr. Dragan Primorac, predsjednik Upravnog vijeća Specijalne bolnice Sv. Katarina i profesor na  nizu hrvatskih i američkih sveučilišta uključujući Penn State i Sveučilište u Pittsburghu te prof. dr. Parth Shah s američkog Ivy League sveučilišta Dartmouth. Uz njih, autori su hrvatski znanstvenici i liječnici: dr. Petar Brlek, doc. dr. Vedrana Škaro, dr. Nenad Hrvatin, dr. Luka Bulić, dr. Ana Petrović, doc. dr.  Petar Projić te prof. dr.  Martina Smolić.

Precizna onkologija i umjetna inteligencija – budućnost liječenja raka

Ovaj opsežan rad pruža sustavan pregled najnovijih znanstvenih i kliničkih dostignuća u području precizne onkologije – suvremenog pristupa liječenju raka koji koristi molekularno profiliranje tumora za precizno određivanje terapije svakog onkološkog pacijenta. Autori rada detaljno analiziraju ulogu tehnologija sekvenciranja cijelog genoma (WGS), sekvenciranja cijelog tumorskog egzoma (WES) i transkriptoma (RNA-Seq) u razumijevanju složenih genetskih mehanizama koji upravljaju razvojem i napredovanjem malignih bolesti.

Uz moderne metode sekvenciranja, u radu se ističe i značaj umjetne inteligencije (AI) i bioinformatike, koje omogućuju interpretaciju ogromnih količina podataka te predviđanje odgovora na terapiju i otkrivanje novih terapijskih meta. AI sustavi, naglašavaju autori, već danas značajno pomažu u dijagnostici tumora nepoznatog primarnog sijela (CUP), omogućujući otkrivanje primarnog sijela raka i personalizaciju liječenja. 

Pritom ista interdisciplinarna grupa znanstvenika iz Specijalna bolnica Sv. Katarina i Sveučilišta Dartmouth nedavno je razvila i objavila prediktivni model strojnog učenja koji temeljem analize više od 20 000 metastatskih tumora i oko 600 gena omogućuje detekciju primarnog sijela malignih tumora nepoznatog primarnog sijela. Takav pristup značajno proširuje mogućnosti kliničke dijagnostike i liječenja kod oboljelih od raka nepoznatog primarnog sijela koji predstavlja velik terapijski izazov.

Od molekularnog profiliranja tumora do precizne terapije

U svom radu autori detaljno opisuju dijagnostički model koji sami primjenjuju u svakodnevnom kliničkom radu u Specijalnoj bolnici Sv. Katarina. Riječ je o sveobuhvatnom i integriranom pristupu koji obuhvaća sekvenciranje cijelog genoma (WGS) za identifikaciju germinativnih mutacija povezanih s nasljednim tumorskim sindromima, sekvenciranje cijelog egzoma (WES) radi detekcije somatskih mutacija u tumorskom tkivu te farmakogenetičko testiranje, kojim se doza i izbor lijekova precizno prilagođavaju genetskim osobitostima svakog pacijenta.

Međunarodni centar za primijenjena biološka istraživanja koji blisko surađuje sa Specijalnom bolnicom Sv. Katarina među rijetkim je institucijama u Europi koja nudi analizu cijelog ljudskog genoma s cjelovitom kliničkom interpretacijom te provođenje svih navedenih genetičkih pretraga na jednom mjestu, čime se pacijentima omogućuje integrirana dijagnostika, brža obrada uzoraka i personalizirano planiranje terapije. Dodatno, za pacijente kod kojih se bolest otkriva u kasnoj fazi s metastatskim sjelima, kao i za one kod kojih je otežano doći do primarnog tumora zbog specifične lokalizacije, navedene institucije su uvele mogućnost NGS analize iz tekuće biopsije (engl. liquid biopsy) ključnih onkogena i tumor supresorskih gena. Ova minimalno invazivna metoda omogućuje analizu cirkulirajuće tumorske DNA iz krvi, čime se proširuju mogućnosti ranog otkrivanja i praćenja napredovanja bolesti.

Rad nadalje integrira najnovije znanstvene spoznaje s regulatorno odobrenim terapijama američke FDA i europske EMA-e, pokazujući kako se genetički nalazi  izravno povezuju s klinički dokazanim terapijskim rješenjima. Autori sustavno prikazuju ključne signalne putove uključene u nastanak tumora – MAPK/ERK, PI3K/AKT/mTOR, WNT/β-catenin i JAK/STAT – te objašnjavaju mehanizme djelovanja ciljano usmjerenih lijekova na pojedine molekularne točke tih putova.

U radu su iscrpno prikazane ciljane i imunoterapijske opcije za više od petnaest različitih skupina malignih bolesti, uključujući karcinome dojke, pluća, debelog crijeva, prostate, gušterače, bubrega, jetre, želuca, štitnjače, jajnika, jajovoda, mokraćnog mjehura i mnoge druge. Posebna vrijednost ovog rada jest što na jednom mjestu obuhvaća podatke o svim do danas odobrenim ciljanim terapijama od strane Američke agencije (FDA), kao i Europske agencije za lijekove (EMA), čime predstavlja jedinstven referentni pregled u području precizne onkologije.

Autori također ističu važnost koncepta tumor-agnostičkih terapija, koje više ne ovise o anatomskom mjestu nastanka tumora, već o njegovom molekularnom profilu. Time lijekovi poput pembrolizumaba za tumore s mikrosatelitnom nestabilnošću ili terapije usmjerene na fuzije gena NTRK i RET te mutacije gena BRAFpronalaze primjenu bez obzira na tip tkiva iz kojeg je rak potekao.

Nova era precizne onkologije 

Autori preglednog članka posebice naglašavaju da je razvoj precizne onkologije rezultat snažne sinergije između znanosti, medicine i tehnologije, gdje se kombinacijom genetičkog profiliranja, bioinformatičkih analiza, umjetne inteligencije i kliničkih dokaza donose terapijske odluke temeljene na biološkom ponašanju tumora, a ne samo njegovom anatomskom mjestu. Ovakav pristup omogućuje da se za svakog pacijenta odabere terapija koja najbolje odgovara njegovom jedinstvenom genetičkom, tj. molekularnom profilu, čime se povećava učinkovitost liječenja, smanjuju nuspojave i znatno poboljšava kvaliteta života oboljelih.

„U genomu svakog tumora zapisan je ključ njegova liječenja. Budućnost i napredak u liječenju raka mogući su isključivo kroz multidisciplinarni pristup – spajanjem znanja iz onkologije, genetike, patologije, umjetne inteligencije i bioinformatike. Upravo je ta sinergija znanosti i medicine temelj nove ere precizne onkologije.” – rekao je dr. Petar Brlek, Predsjednik Sekcije mladih Hrvatskog društva za humanu genetiku te prvi specijalizant medicinske genetike u Republici Hrvatskoj.

„Ovaj rad nedvojbeno potvrđuje da se granice suvremene onkologije ubrzano pomiču zahvaljujući integraciji znanstvenih otkrića i tehnoloških inovacija. Temeljitim razumijevanjem molekularnih karakteristika svakog tumora otvara se mogućnost primjene terapijskih pristupa koji su precizno prilagođeni individualnim biološkim osobitostima pacijenta, čime se značajno povećava učinkovitost liječenja, smanjuje rizik od nuspojava i poboljšava ukupni ishod terapije. Budućnost precizne onkologije uključuje sveobuhvatnu integraciju naprednih dijagnostičkih i analitičkih tehnologija, uključujući multi-omiku (genomiku, transkriptomiku, proteomiku, epigenomiku), prostornu transkriptomiku, tekuću biopsiju, odnedavna zbog novih znanstvenih spoznaja i analizu mikrobioma te primjenu umjetne inteligencije (AI). Ove metode omogućuju detaljnu karakterizaciju tumora, dinamičko praćenje njegove evolucije i predikciju terapijskog odgovora, čime se otvara put prema istinski personaliziranom pristupu u liječenju malignih bolesti.” — izjavio je prof. dr. Dragan Primorac, specijalist pedijatrije, subspecijalist medicinske genetike, predsjednik Hrvatskog društva za humanu genetiku i Hrvatskog društva za preciznu (personaliziranu) medicinu.

“Naš rad jasno ilustrira suvremene mogućnosti precizne onkologije, osobito u području molekularnog profiliranja tumora i primjene ciljane terapije. Najnovije smjernice američke organizacije National Comprehensive Cancer Network (NCCN), koja okuplja vodeće onkološke centre u Sjedinjenim Američkim Državama, te preporuke U.S. Food and Drug Administration (FDA), o uvođenje obveznog farmakogenomskog testiranja za gene od kliničkog značaja, poput DPYD, kod bolesnika s kolorektalnim karcinomom omogućuju nam sljedeći ključni iskorak na kojem moj tim i kolege iz Hrvatske već dulje vrijeme intenzivno rade. Odnedavna smo pokazali da do farmakogenomskog profila možemo doći i direktnom analizom tumorskog tkiva. Konačan cilj nam je optimizirati terapijske ishode i istovremeno smanjiti rizik od ozbiljnih nuspojava povezanih s primjenom citotoksičnih lijekova, poput primjerice 5-fluorouracila. Ova strategija predstavlja važan korak prema sigurnijem i učinkovitijem liječenju, temeljenom na molekularnim karakteristikama svakog pojedinog pacijenta.” — izjavio je prof. dr. Parth Shah direktor Genome Informatics - Dartmouth Hitchcock Medical Center, SAD.

Povezane vijesti

• IMA ILI NEMA MJESTA U STACIONARU? Onkološki bolesnik Franko Licul bori se s jakim bolovima, ali za njega nema kreveta
• Otkrivena metoda liječenja svih vrsta raka? "NITKO NIJE VJEROVAO DA JE OVO MOGUĆE"
• Lažna uzbuna na splitskoj onkologiji