Av Olli Kallioniemi, Institute for Molecular Medicine University of Helsinki, Finland (FIMM)
Resymé skrevet av Stephanie Geisler
Professor Olli Kallioniemi, M.D., Ph.D. er professor og direktør av Institute for Molecular Medicine Finland. Han ble M.D. i 1984, Ph.D. i 1988 ved Universitetet Tampere in Finland. Han var postdoc ved UC San Francisco i 1990-1992 og var medlem av the National Human Genome Research Institute, ved NIH i USA (1995-2002). Han grunnla og utviklet Medical Biotechnology group i Turku, sammen med VTT Technical Research Centre og Universitet i Turku i 2002-2008. Olli Kallioniemi har skrevet over 300 publikasjoner, han er editor i flere internasjonale journaler og en etterspurt foreleser på internasjonale møter. Han har veiledet over 20 doktorgrads stipendiater.
Professor Kallioniemi og hans gruppe har utviklet ”individualized systems medicine strategy” som et modell for å tilpasse og optimere medikamentell behandling for individuelle pasienter med akutt myelogen leukemi (AML).
Systemet tar sikte på å samle inn biologiske prøver ved primærdiagnose, under pågående behandling og når terapisvikt opptrer. Prøvene skal undersøkes og tilbakemeldinger fra forsøkene skal brukes til å tilpasse behandlingen til pasienten.
For grunnleggende informasjon om utvikling av et internasjonalt biomedisinsk nettverk til utvikling av målrettet behandling viste Kallioniemi til en publikasjon fra US National Research Council 1.
Kjemoresistent AML er en dødelig sykdom og 5-års overlevelse ligger på 30 % til 40 % 2,3. Standardbehandlingen består av kjemoterapi. Celleklonene som forårsaker terapiresistens finnes ofte før behandlingen begynner. Samtidig kan følsomheten av kreftcellene endre seg under pågående behandling som følge av økende genetiske forandringer. Dette kan føre til at sykdommen slutter å respondere på behandlingen men også til at medisiner som i tidlig forløp av sykdommen ikke hadde effekt kan bli aktive. Derfor er det svært viktig å samle inn prøver gjennom hele sykdomsforløpet.
I studien som Kallioniemi presenterte ble prøver fra pasienter med AML samlet gjennom sykdommens forløp. I gjennomsnittet ble det samlet inn 46 prøver fra hver pasient. Ved hjelp av ex vivo tester ble pasienters kreftceller undersøkt for deres følsomhet ovenfor 462 forskjellige medisiner, hvorav 150 representerte etablerte kreftmedisiner, mens 320 var nye medikamenter (ex vivo drug sensitivity and resistance testing, DSRT).
Resultatene gir en pasient spesifikk ”waterfall
plot” som gjenspeiler følsomheten av pasientens kreftceller for de forskjellige medikamentene. I testsystemet er også det mulig å måle toksisitet og effekt samtidig, slik at det er mulig å bestemme et optimal terapeutisk vindu for medikamentene som testes.
Pasientprøvene ble i tillegg undersøkt med molekylærbiologiske metoder for å kartlegge genetiske forandringer. Blant analysene som utføres er exsomesekvensering, genekspresjons analyser, proteomics og fusion gen analyser, men per i dag kan ikke alle data integreres eller tas hensyn til. Kallioniemi påpekte dog at dette er et mål for fremtiden.
Kallioniemi presenterte flere eksempler på hvordan deres system har blitt brukt. Blant annet har hans gruppe publisert data hvor pasienter med AML fikk medikamentell behandling tilpasset ved hjelp av DSRT og oppnådde klinisk effekt på sykdommen 4.
Han konkluderte med å si at fordelen ved å bruke ISM vil være:
Å kunne foreta nøye molekylærbiologiske analyser av kreftsykdommer som utvikler resistens under pågående kreftbehandling. Målet er å finne potensiell virksom behandling til hver individuelle pasient, også for pasienter med solide tumorlidelser ”in real time”.
Eksisterende kreftbehandling kan ved å bruke ISM undersøkes og vise seg å være effektiv også utenfor etablerte indikasjoner.
Nye medikamenter kan testes og utvikles mer systematisk til bruk innenfor tumor subgrupper hvor medikamentene har best effekt.
Synergi og antagonisme av enkeltsubstanser kan påvises og tas hensyn til når man utvikler kombinasjonsbehandlinger.
Referanser:
- National Research Council. The national academies committee on a framework for development a new taxonomy of disease; National Research Council (US). Towards precision medicine: Building a knowledge network for biomedical research and a new taxonomy of disease. Washington (DC): National Academies Press (US) 2011
- Rowe JM, Kim HT, Tallman MS. Reply to introduction therapy and outcome in acute myeloid leukemia. Cancer 2011; 117: 2237
- Rowe JM, Tallman MS. How I treat acute myeloid leukemia. Blood 2010; 116: 3147-56
- Pemovska T, Kontro M, Yadav B, et al. Individualized systems medicine strategy to tailor treatments for patients with chemorefractory acute myeloid leukemia. Cancer Discovery 2013; 2: 1416-29