Multipleksowe testy nowotworowe: Zaawansowane badania z wykrywaniem biomarkerów nowotworowych

Czym są biomarkery nowotworowe?

Marker nowotworowy lub biomarker to jednostka molekularna, której względna ilość lub lokalizacja różni się między osobnikami z nowotworem i bez nowotworu. Zrozumienie, czym są biomarkery nowotworowe i ich wykrywanie jest ważne nie tylko ze względu na zastosowanie terapeutyczne, ale także dlatego, że można je wykorzystać do rozszyfrowania szlaków sygnałowych leżących u podstaw zarówno normalnych, jak i chorych procesów komórkowych. Wielokrotne wykrywanie krążących markerów nowotworowych może przyspieszyć badania normalnej homeostazy i procesów nowotworowych.

How Multiplex Assays Advance Cancer Research

Wykrywanie izolowanych biomarkerów białkowych jest często niewystarczające do odróżnienia nowotworu od nienowotworowego. Wielokrotne wykrywanie zarówno wewnątrzkomórkowych, jak i krążących markerów nowotworowych za pomocą testów multipleksowych może przyspieszyć badania normalnej homeostazy i procesów nowotworowych, o ile testy wykazują dokładność i spójność między partiami.

Wykorzystując opartą na kulkach platformę Luminex^® xMAP^®, portfolio MILLIPLEX^® cancer zapewnia szeroką ofertę multipleksowych testów markerów nowotworowych, kompatybilnych z surowicą, osoczem, tkankami, hodowanymi komórkami i innymi próbkami biologicznymi. Te zweryfikowane analitycznie zestawy i testy umożliwiają pomiar określonych białek w obszarach badań nad rakiem.

Szeroka oferta multipleksowych paneli nowotworowych obejmuje zestawy do pomiaru biomarkerów nowotworowych, białek punktów kontrolnych, a także cytokin, chemokin i czynników wzrostu. Niektóre popularne biomarkery nowotworowe z tych paneli są wymienione w Tabeli 1.

Zastosowania multipleksowania biomarkerów nowotworowych

Istnieje wiele zastosowań multipleksowania biomarkerów nowotworowych. Poniżej opisano, w jaki sposób testy multipleksowe MILLIPLEX^® są wykorzystywane w badaniach immunoonkologicznych, badaniach nad rakiem płuc i nie tylko.

Badania immunoonkologiczne

W badaniach immunoonkologicznych udowodniono, że inhibitory immunologicznych punktów kontrolnych są skuteczną metodą poprawy odpowiedzi immunologicznej przeciwnowotworowej. Wiele białek immunologicznych punktów kontrolnych ulega ekspresji w postaci rozpuszczalnej w krążeniu oraz w guzie i mikrośrodowisku guza.

Testy multipleksowe mogą być stosowane do ilościowego profilowania białek immunologicznych punktów kontrolnych współhamujących i współstymulujących. Na przykład, można je wykorzystać do zbadania zastosowania rozpuszczalnych białek immunologicznych punktów kontrolnych jako domniemanych biomarkerów nowotworowych. Test multipleksowy MILLIPLEX^® Human Immuno-Oncology Checkpoint Protein Panel 1 został wykorzystany do pomiaru poziomu białek punktów kontrolnych w próbkach surowicy od pacjentów z rakiem piersi, pacjentów z rakiem jelita grubego i odpowiednim zestawie normalnych próbek surowicy.

Analiza sygnatur rozpuszczalnych białek punktów kontrolnych wygenerowanych z tego multipleksowego podejścia ujawniła 2 domniemane krążące biomarkery raka: TIM-3 i LAG-3. Zaobserwowano znacząco podwyższony poziom rozpuszczalnego białka TIM-3 w próbkach surowicy raka piersi i raka jelita grubego w porównaniu do zdrowej surowicy kontrolnej (p<0,001). LAG-3 był również podwyższony w ludzkich surowicach raka piersi w porównaniu z poziomami ekspresji w surowicach zdrowych kontroli (dane nie pokazane).

Ponadto, panel ten został wykorzystany do analizy profili ekspresji białek punktów kontrolnych układu odpornościowego w lizatach guza i sąsiadujących prawidłowych tkanek od 3 pacjentów z przerzutowym rakiem piersi i 2 pacjentów z rakiem jelita grubego (dane nie pokazane). W tych dopasowanych lizatach wykryto zróżnicowaną ekspresję wielu białek punktów kontrolnych, w tym BTLA, CD27, TIM-3, HVEM, CD40, GITR, LAG-3, CTLA-4, CD80/B7-1, PD-L1 lub ICOS, co wskazuje na rolę i złożoność białek punktów kontrolnych w mikrośrodowisku guza.

Wyniki te pokazują, że testy multipleksowe są użytecznymi narzędziami badawczymi do jednoczesnego oznaczania ilościowego białek punktów kontrolnych układu odpornościowego, a także ich potencjalnego zastosowania w odkrywaniu biomarkerów nowotworowych i badaniach translacyjnych w immunoterapii nowotworów.

Zobacz, jak testy MILLIPLEX^® zostały również wykorzystane do korelacji biomarkerów w próbkach krwi obwodowej niwolumabu z lub bez tadalafilu w resekcyjnym badania nad rakiem płaskonabłonkowym głowy i szyi (SCCHN).

Badania nad rakiem płuc

Jednym z obszarów badawczych, który odniósł korzyści z zastosowania leków immunoonkologicznych jest rak płuc. Multipleksowanie pozwala badaczom na jednoczesną ocenę wielu biomarkerów związanych z rakiem płuc w celu znalezienia korelacji i głębszego zrozumienia procesów nowotworowych. Na przykład, multipleksowe panele nowotworowe zostały wykorzystane do:

• skorelowania biomarkerów angiogenezy z wczesną progresją przerzutów w NSCLC
• Zrozumienie szlaku PD-1/PD-L1 w NSCLC poprzez multipleksowanie immunologicznych punktów kontrolnych w próbkach od pacjentów, którzy otrzymali immunoterapię

Dowiedz się więcej o tym, jak naukowcy z Rush University Medical Center opracowują nowe testy dla NSCLC poprzez swoje badania z testami MILLIPLEX^® w tego artykułu redakcyjnego.

Breast Cancer Research

Regulatory immunologiczne, w tym białka immunologicznych punktów kontrolnych i cytokiny/chemokiny, odgrywają coraz większą rolę zarówno jako biomarkery choroby/leczenia, jak i czynniki celowane w terapiach przeciwnowotworowych. Aby przyczynić się do zrozumienia roli tych regulatorów immunologicznych w raku, opracowano trzy panele multipleksowych testów immunologicznych opartych na Luminex^®, 48-pleksowy panel ludzkich cytokin/chemokin, 17-pleksowy panel ludzkich białek immunologicznych punktów kontrolnych i 31-pleksowy panel ludzkich białek immunologicznych punktów kontrolnych. Testy multipleksowe przyczyniają się do zrozumienia roli tych regulatorów immunologicznych w raku piersi poprzez jednoczesne ilościowe oznaczanie poziomów ekspresji kluczowych białek regulatorów immunologicznych w biopłynach lub homogenatach komórek/tkanek.

MILLIPLEX^® Human Immuno-Oncology Checkpoint Protein Panel 1 i Panel 2 immunoonkologicznych testów multipleksowych oraz MILLIPLEX^® Human Cytokine/Chemokine/Growth Factor Panel A do profilowania 95 regulatorów immunologicznych w 3 typach próbek raka piersi: próbkach surowicy raka w porównaniu ze zdrową kontrolą, lizatach z biopsji guza raka piersi w porównaniu z sąsiednimi prawidłowymi tkankami oraz pożywkach kondycjonowanych z ustalonych linii komórek rakowych. Analiza sygnatur krążących białek odpornościowych wygenerowanych z tego podejścia multipleksowego ujawniła podwyższone poziomy IL-6, IL-27, M-CSF, MDC, MIG, sCD27, sTIM-3, sCD40, Galectin-3, Galectin-1, FGL-1, BAFF oraz niskie poziomy EGF i sCD40L w próbkach surowicy raka piersi w porównaniu do zdrowej surowicy kontrolnej (wybrane anality pokazane na Rysunku 1).

Profilowanie ekspresji guza i sąsiednich normalnych tkanek od 3 pacjentek z przerzutowym rakiem piersi ujawniło zróżnicowaną ekspresję wielu markerów białkowych, w tym IL-6, IL-8, MIG, IL-1RA, IL-18, IP-10, MCP-1, MIP-1βVEGF-A, BTLA, HVEM, CTLA-4, CD40, TLR-2, Siglec-9, CD25, Granzym B, APRIL, BAFF, Nektyna-2, Nektyna-4, E-kadheryna i IDO-1 w dopasowanych lizatach. Podobną analizę przeprowadzono również przy użyciu pożywki kondycjonowanej hodowanych komórek guza piersi. Podsumowując, wyniki sugerują, że profilowanie oparte na Luminex^® pozwoliło na czułą i wszechstronną multipleksową analizę stymulujących i hamujących mediatorów immunologicznych w krążeniu, tkankach i liniach komórkowych, co może pomóc w odkryciu biomarkerów i celów terapeutycznych dla interwencji w raka piersi.

Badania nad rakiem jelita grubego

W ostatnich latach celowanie w białka punktów kontrolnych układu odpornościowego jest innowacją w leczeniu raka i zdarzeń niepożądanych związanych z układem odpornościowym. Wiele cząsteczek punktów kontrolnych zostało zidentyfikowanych na komórkach odpornościowych i/lub komórkach nowotworowych jako receptory aktywujące lub hamujące. Wiele białek immunologicznych punktów kontrolnych ulega również ekspresji w postaci rozpuszczalnej w obiegu, łatwo dostępnej jako potencjalni kandydaci na biomarkery.

Testy multipleksowe zapewniają ilościowe profilowanie współhamujących i współstymulujących białek immunologicznych punktów kontrolnych związanych z rakiem okrężnicy. Na przykład, test multipleksowy MILLIPLEX^® Human Immuno-Oncology Checkpoint Protein Panel 1 został wykorzystany do zbadania potencjalnej roli krążących w surowicy białek immunologicznych punktów kontrolnych jako domniemanych biomarkerów u pacjentów z rakiem jelita grubego (CRC) i sepsą. Poziomy ekspresji wielu białek punktów kontrolnych mierzono w próbkach surowicy od pacjentów z CRC (n=20), pacjentów z sepsą (n=20) i odpowiednim zestawie normalnych próbek surowicy (n=20).

Analiza sygnatur rozpuszczalnych białek punktów kontrolnych wygenerowanych z tego podejścia multipleksowego ujawniła zróżnicowaną ekspresję 9 rozpuszczalnych form białek, sBTLA, sCD27, sTIM-3, sHVEM, sCD40, sPD-1, sPD-L1, sCD86 i sTLR-2, w próbkach surowicy CRC lub sepsy, w porównaniu do zdrowej surowicy kontrolnej (wybrane anality pokazane w < b>Rys. 2).b>Rysunek 2).

Wykazało to, że multipleksowe testy immunologiczne na raka są przydatne do jednoczesnego oznaczania ilościowego krążących białek immunologicznych punktów kontrolnych związanych z CRC i sepsą.

Popularne zestawy do badań nad rakiem

Zapoznaj się z naszymi popularnymi zestawami do badań nad rakiem MILLIPLEX^®.

Markery białek punktów kontrolnych

Krążące markery nowotworowe

Angiogeneza

Przerzuty

Autoprzeciwciała nowotworowe

Wyłącznie do użytku badawczego. Nie do użytku w procedurach diagnostycznych.

Powiązane webinaria

• Webinarium: Immune Responses Associated with Losartan-TKI Combination Immunotherapy in Dogs with Metastatic Osteosarcoma