Abstract
Bakgrunn
molekylært styrte studier (dvs. PMed) nå forsøke å hjelpe klinisk beslutningstaking ved å matche kreft mål med terapeutiske muligheter. Progress har vært hemmet av mangel på kreftmodeller som står for individuell til individuell heterogenitet innenfor og på tvers av krefttyper. Naturlig forekommende kreftformer hos kjæledyr er heterogene, og dermed gi en mulighet til å svare på spørsmål om disse PMed strategier og optimalisere oversettelse til menneskelige pasienter. For å realisere denne muligheten, er det nå nødvendig å demonstrere gjennomførbarheten av å gjennomføre molekylært styrt analyse av svulster fra hunder med naturlig forekommende kreft i en klinisk relevant setting.
Metodikk
Et bevis -av-konseptstudie ble utført av Comparative Oncology Trials Consortium (COTC) for å avgjøre om svulsten samling, potensielle molekylære profilering, og PMed rapport generasjon innen en uke var mulig hos hunder. Trettien hunder med kreft i varierende histologier ble registrert. Tjuefire av 31 prøver (77%) har taklet alle forhåndsdefinerte QA /QC kriterier og ble analysert via Affymetrix genuttrykk profilering. En påfølgende bioinformatikk arbeidsflyt forvandlet genomiske data i en personlig narkotika rapport. Gjennomsnittlig behandlingstid fra biopsi for å rapportere generasjon var 116 timer (4,8 dager). Unsupervised clustering av hjørnetann svulst ekspresjonsdata gruppert etter krefttype, men overvåket gruppering av svulster basert på personlig stoffet rapporten gruppert etter narkotika klasse i stedet for krefttype.
Konklusjoner
Samling og snuoperasjon av høy kvalitet canine tumorprøver, sentralisert patologi, analytt generasjon, array hybridisering, og bioinformatiske analyser matchende genuttrykk til behandlingsalternativene er oppnåelig i en praktisk klinisk vindu ( 1 uke). Clustering data viser robuste signaturer av krefttype, men viste også pasient til pasient heterogenitet i narkotika spådommer. Dette gir ytterligere støtte til inkludering av en heterogen populasjon av hunder med kreft inn i prekliniske modellering av personlig medisin. Fremtidige komparative onkologi studier optimalisere levering av PMed strategier kan hjelpe kreftlegemiddelutvikling
Citation:. Paoloni M, Webb C, Mazcko C, Cherba D, Hendricks W, Lana S, et al. (2014) prospektive Molecular Profilering av Canine Kreft Gir en klinisk relevant Comparative modell for evaluering av personlig medisin (PMed) Trials. PLoS ONE 9 (3): e90028. doi: 10,1371 /journal.pone.0090028
Redaktør: Steven George Rozen, Duke-NUS, Singapore
mottatt: 15 april 2013; Godkjent: 28 januar 2014; Publisert: 17 mars 2014
Dette er en åpen-tilgang artikkelen, fri for all opphavsrett, og kan bli fritt reproduseres, distribueres, overføres, endres, bygd på, eller brukes av alle for ethvert lovlig formål. Arbeidet er gjort tilgjengelig under Creative Commons CC0 public domain engasjement
Finansiering:. Grant støtte: National Institutes of Health UC2 CA148149. Finansiører hadde ingen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet
Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
Innledning
Nye tilnærminger er nødvendig for å forbedre resultatene for kreftpasienter. I det siste tiåret, har fremskritt innen biologiske plattformer og undersøkende verktøy tillot molekylær karakterisering av kreft i en klinisk relevant setting. Faktisk, innen personlig medisin (PMed) representerer integrering av genomisk, proteomic og epigenetiske data i den karakteriseringen av en pasients kreft [1], [2], [3], [4]. Mål av personlig medisin er å avsløre unike sykdoms drivere eller mottakelighet, potensielle toksisitet, og resistensprofiler og utvikle pasientspesifikke terapeutiske intervensjoner. Til tross for løftet i denne tilnærmingen, mange hull forbli i fastsettelse av beste praksis, muligheten for sanntids molekylær profilering av pasientprøver til støtte for terapeutiske beslutninger, og selve klinisk nytte av disse tidkrevende og kostbare teknikker.
Molekylære egenskaper kreft har vært grunnlag for å velge spesifikke behandlinger av pasienter i over et tiår. Innledende tilnærminger var kandidat basert, for eksempel bruk av imatinib (Glivec) for akutte myeloide leukemier husing
BCR-ABL
genet trans, HER2Neu positiv brystkreft behandling med trastuzumab (Herceptin), og før dette, tamoxifen i ER /PR positive brystkreftpasienter [5], [6]. Slike tilnærminger representerer noen av de tidligste formene for molekylært styrt terapi. I sin nåværende form, har PMed utviklet seg til å representere en storstilt non-kandidat basert vurdering av en gitt kreft over hele genomet med større pharmacopeia dekning, snarere enn spørsmål av spesifikke kandidat analytter for en enkelt sykdoms narkotika sammenheng [7], [8]. Den omfatter en rekke high throughput analyser som genuttrykk, hel-genomsekvensering, hel exome-sekvensering og epigenetiske vurderinger sikte på detaljer somatisk og arvet mutasjoner i enkeltpasienter og deres svulster. Imidlertid er genome-wide overvåking kompleks og fører ikke nødvendigvis til en enkelt eller definert intervensjon. Avanserte matematiske algoritmer for å integrere disse store dammer av molekylære data og deretter matche eller identifisere hensiktsmessige eller rimelige terapeutiske tilnærminger. Det er rapportert om eksempler på ikke-kandidat PMed kliniske studier. Den BISGROVE rettssaken, utført av Von Hoff et al., Behandlet 66 pasienter med ildfaste og metastatisk kreft med regimer valgt gjennom immunhistokjemiske og genuttrykk profilering av hver enkelt pasients svulst i forbindelse med heuristiske biomarkør regler basert på litteratur bevis [9]. Progresjonsfri overlevelse (PFS) forbedret i forhold til den umiddelbare forrige regime i 27% av pasientene [9]. Tsimberidou et al. beskrev fordelene av molekylært skreddersydd terapi over ikke-molekylært matchet behandling med høyere total responsrater (27% v. 5%), lengre tid til behandlingssvikt (median 5,2 v. 2.2 måneder), og forbedret total overlevelse (median 13,4 v. 9 måneder) i fase i-studier [10]. Andre studier har på lignende måte demonstrert muligheten og potensielle anvendelighet av PMed nærmer seg i en rekke kliniske innstillinger [11], [12]. De tidlige suksesser i proof-of-concept studier med humane pasienter understreke behovet for å optimalisere ulike aspekter av PMed for bredere klinisk anvendelse. Eksempler på områder som trenger optimalisering inkluderer forbedring av prøvetaking og behandlingsteknikker, definisjonen av molekylære funksjoner i pasientprøver, og anvendelse av matematiske algoritmer for å integrere disse store bassenger av molekylære data for å modellere relevante terapeutiske tilnærminger. Mengden og mangfold av tilgjengelige data kombinert med forskjeller i prosesseringsalgoritmer kan gjøre det vanskelig å finne ut hvordan du prioritere sammenhengen mellom molekylære mål og terapeutiske midler [13]. Faktisk sammenligninger mellom algoritmer som prøver å matche mål med therapeutics er nødvendig. Konvensjonelle prekliniske modeller for kreft er ikke kjennetegnet ved de enkelte-til-individ heterogenitet sett i humane kreftformer. Som sådan er det begrenset mulighet til å bruke disse prekliniske modeller for å effektivt optimere og oversette komponenter av PMed. Videre er det lite sannsynlig at en slik optimalisering av PMed kan oppnås på menneskelige forsøk alene.
Comparative onkologi er oftest brukt for å beskrive studiet av kreft biologi og terapi i pet dyr som naturlig utvikler kreft [14], [15], [16]. Heterogenitet og kompleksitet av kreft i hunden befolkningen og innen kohorter av hunder med samme histologiske diagnoser er godt egnet for modellering PMed. Den offentlige tilgjengeligheten av en stadig kommentert hund genom og bruk av høy gjennomstrømning genomiske teknikker for hunden har aktivert komparativ onkologi å beskrive hjørnetann kreft biologi og definere potensielle terapeutiske mål i mange av de samme måter som kreft hos mennesker [17]. I tillegg sterke kreft rase strømningene støtte «rasebasert» bakterie linjer funn som kan effektivisere definisjonen av spesifikke kreft mål som «drivere» av en kreftsykdom hendelse. Siden sammenlignings onkologi modellering krever ikke opp-front behandling med spesifikke kreft behandlingsregimer, kan nye terapeutiske midlene bli tilbudt gjennom kliniske forsøk på ethvert stadium i kreft presentasjon. Komprimert sykdomsprogresjon ganger i kjæledyr hunder med kreft tillate for evaluering av en rekke PMed inngrep mot langsgående endepunktene av kreft progresjon på måter som ikke er mulig i den menneskelige klinikken. Til slutt sammenlignende onkologi randomisert kontrollforsøk kan gjennomføres i den nylig diagnostisert, adjuvans (dvs. minimal restsykdom) og metastatisk innstillinger, evaluere nytten av PMed narkotika utvalg og algoritme prediksjon tvers av en rekke kliniske scenarier.
Å begynne å realisere disse mulighetene til å modellere PMed strategier, ble en proof of concept studie utført gjennom Comparative Oncology Trials Consortium (COTC) for å finne ut om innsamling og analyse av tumorprøver fra hunder med kreft, innenfor en PMed rammeverk, kan være ferdig i en tidsperiode (mindre enn 1 uke) antas å være mulig for implementering i et fremtidig terapeutisk prøve. Tumor biopsier på tvers av flere histologier og i kohorter av canine blæren overgangsordning celle carcinoma (TCC), lymfom og føflekkreft ble samlet og kvalitetssikring /kontrolltiltak brukes på hvert trinn i prosessen med å generere molekylære data for å støtte en PMed avledet terapeutisk rapporten. Resultatene viste at høy kvalitet, potensielle kreft samlinger, og store mål /narkotika identifikasjons studier i hjørnetann kreft er gjennomførbart. Som observert i menneskelige PMed forsøk, svulst genekspresjonssignaturer hos hunder klynge av krefttype, mens de personlige narkotika rapportene var entydig pasient definert. Data fra denne studien fungerer som begrunnelse for å kunne inkludere hunder med spontane kreft i utvikling og optimalisering av PMed for menneskelige pasienter.
Resultater
Study Påmelding
Den studiedesign ( Tabell 1: Studier Schedule) sørget for potensielle svulst innsamling og sanntids molekylær profilering hos hunder med kreft. Hele 31 hunder var påmeldt og tilordnet en av fire kohorter. Det første kullet var åpen for alle krefttyper (n = 15 påmeldt, 10 prøver bestått QA /QC), mens de resterende tre kohorter var rasen og /eller krefttype bestemt. Krefttypespesifikke kohorter inkludert skotske terriere med blære overgangsordning celle carcinoma (n = 5 som deltok, 4 passert QA /QC), golden retrievere med lymfom (n = 5 innrullert, 5 passert QA /QC), og amerikansk cocker spaniel med melanom. Den melanom kohorten ble åpnet for alle raser etter tre måneder for å forbedre periodisering (n = 6 innrullert, 5 passert QA /QC). Alder (område: 5.1-13.4 år, median 9,7 år), kjønn (18 kastrert tisper, en intakt kvinnelige, 9 kastrerte hanner, 3 intakte hanner) og rasen (5 mixed-breed og 26 rasekatt) ble registrert variabler for alle hunder registrert (Tabell 2: studiekohorter). Rettssaken åpnet 11. mai 2011 og stengt på 19 oktober 2011 på å nå sine periodiserings mål. Det var ingen vesentlige bivirkninger rapportert (i henhold til VCOG-CTCAE konvensjonen) [18].
Quality Assessment /kvalitetskontroll tiltak lyktes i å definere kvalitetstumorprøver for uttrykk analyse
Histopatologi kvalitetssikring og kontroll (QA /QC) vurdering av alle biopsier ble utført av en patolog (EJE). Tjuefire av 31 tilfeller innmeldt (77%) passerte QA /QC med en gjennomsnittlig tumoroverflateareal på 75-100%, tumor kjerner av 75-100%, og nekrose eller lik 10%. (Tabell 2: studiekohorter) Grunner for histopatologi QA /QC svikt inkludert prøver med for lite levedyktig svulst, høy grad av nekrose, liten utvalgsstørrelse, eller ikke-kreftdiagnose (Tabell 3: grunner prøver mislyktes QA /QC)
RNA isolering og QA /QC vurderingen ble utført for alle registrerte tilfeller (n = 31) i en klinisk Laboratory forbedring Endringer (CLIA) akkreditert anlegget (Clinical Reference Laboratory, Lenexa, KS) for å sikre kvalitet laboratorietesting . QA /QC standarder definert her tidligere er blitt brukt for gjennomføringen av menneskelig vev behandling og kliniske studier (https://wwwn.cdc.gov/clia) [19]. Kvalitetsindikatorer for RNA isolering ble mengde (totalt utbytte 20 ng) og integritet (A
260 /A
280≥1.8, RIN≥8.0) målt ved Nanodrop og Agilent Bioanalyzer respektivt. Tretti av de 31 tilfellene (96,78%) gått RNA QA /QC. En prøve (0507) mislyktes QA /QC skyldes dårlig RNA kvalitet (lav RIN poengsum = 2,60), sannsynligvis på grunn av sitt rike bindevev komponent (figur 1 og tabell 3: grunner prøver mislyktes QA /QC). Endelig cDNA ble så forsterket for alle gjenværende prøvene. Kvalitetskontroll for forsterket cDNA inkludert isolasjon mengde (total avkastning ≥5 ug) og integritet (260 /280≥1.8); alle 30 prøvene bestått cDNA vurdering
Formalin fiksert, ble parafininnstøpte tumorbiopsiprøver seksjonert, parafin innebygd, og H . E farget for lys mikroskopisk vurdering. En enkelt bord-sertifisert veterinær patologen (EJE) vurderes% tumor areal,% tumor kjerner og% tumor nekrose å fastslå kvaliteten før molekylær profilering. Bilder av representative H E bildene vises: A. Eksempel 0209, en golden retriever med lymfom, gikk QA /QC. (Tumor 75-100%, nekrose 10%), mens B. prøven 0503, en beagle med lymfom, harde QA /QC (Tumor 75-100%, nekrose 20%). Biopsi som ikke klarte å passere QA /QC i noen kategori ble ekskludert fra påfølgende analyse. I tillegg RNA isolering ble utført for alle registrerte tilfeller (n = 31) på en CLIA sertifisert laboratorium. RNA ble ekstrahert fra Tumor A-biopsiprøver. Kvalitetsindikatorer inkludert mengde (total avkastning 20 ng) og integritet (A
260 /A
280 1.8, RIN 8,0) målt med Nanodrop og Agilent Bioanalyzer. Electropherograms fra tilfeller C. 0210 og D. 0507 er avbildet. Prøve 0210, en muntlig melanom, passerte RNA QA /QC mens prøven 0507, en mast celle svulst, mislykkede QA /QC (dårlig kvalitet RNA grunn av et stort bindevev komponent).
Hver sak gikk den ovenfor beskrevne histopatologisk og RNA /cDNA-evalueringer. Prøver (n = 24/31) som passerte alle stadier av QA /QC ble analysert for genuttrykk på Affymetrix plattform (Canine Genome v 2.0). Vanlige årsaker til QA /QC svikt var små prøver eller prøver med en utilstrekkelig mengde levedyktig svulst stede (Tabell 3: grunner prøver mislyktes QA /QC). Disse resultatene er i samsvar med de av vev samlet for menneske PMed studier.
Bioinformatikk analyser benyttes genomikk data for å generere individuelle pasient personlig medisin rapporter i en klinisk relevant tidsramme
genuttrykk data fra hver svulst ble sammenlignet med en referanse-genet satt til å definere en relativ genekspresjon profil. Referanse sett bestående av førti normale canine vev ble brukt for å estimere variansen i genuttrykk over normal fysiologi [20]. Hvert gen probeset var representert ved en z-poeng som viser sin tumoral ekspresjon i forhold til antall standard-avvik fra gjennomsnittet uttrykk for at sonde angitt i referansedata. Gener med en positiv Z-score i tumoren ble derved overuttrykt, mens de som har en negativ z-stillingen ble under-uttrykt. Expression data ble deretter analysert ved seks prediktive metoder (Drug Target uttrykk, Drug Response signaturer, Drug Sensitivity Signaturer, Network Target Aktivitets, Biomarker-Based-Rules-Sensitive, Biomarker-Based-regler-insensitive) for å identifisere potensielle terapeutiske midler til behandling ( Figur 2) i henhold til en tidligere belyst arbeidsflyt [19]. Drug følsomhet ble rangert av Z-score og p-verdiene ble forvandlet (-log (
p
)) og rapportert individuelt for hver enkelt algoritme deretter summeres (summen av (-log (
p
) over algoritmer) for å gi en samlet prediksjon av narkotika utvalg. et sammendrag bord og narkotika metode sammenligning definert de beste valgt agenter (tabell S1). sammendraget gir mer vekt til narkotika foreslått av mer enn en algoritme. PMed rapportene var ikke ment å være brukes terapeutisk i denne pilotstudien, selv om deres tidsriktig generasjon demonstrert bioinformatikk muligheten for å bruke hund som en modell for framtidig PMed kliniske forsøk.
genekspresjon data fra hver tumor ble sammenlignet med en referanseprøve sett (canine normal vev kompendium, GSE20113 fra Gene Expression omnibus) for å oppnå en relativ genekspresjon profil. Hvert gen probeset var representert ved en z-poeng som viser dens ekspresjon i tumoren i form av antallet av standard-avvik fra den midlere ekspresjon i referansesettet . I iterasjon av PMed verktøyene som brukes i denne studien ble data analysert ved seks forskjellige prediktive metoder (Drug Target Expression, Drug Response signaturer, Drug Sensitivity Signaturer, Network Target Aktivitets, Biomarker-Based-Rules-Sensitive, Biomarker-Based-regler ufølsomme) for å identifisere (eller ekskludere i tilfelle av biomarkør resistente regler) potensielle agenter for vurdering. Alle spådommer var basert på konvertering av hjørnetann genomiske data inn i menneske homologer (for begge pasienttumorprøver og referanse sett normalt vev) før anvendelsen av spesifikke algoritmer som er avhengige utelukkende på menneskelig kunnskap og /eller empiriske narkotika-skjermer ved hjelp av menneskelig -cellelinjer (se Metoder). Mens enkelte pasient svulst PMed rapportgenerering og distribusjon var det siste trinnet i denne prosessen, gjorde denne spesifikke studien ikke har terapeutisk hensikt og narkotika resept ble ikke utført.
Den minste mulig klinisk tidslinje (tid fra prøven konstatering og forsendelse fra COTC nettstedet til ferdig PMed rapport tilbake til behandlende lege) ble definert før studie innvielse som 168 arbeidstid ( eller lik 7 dager) (figur 3). Behandlingstid for alle tilfeller var raskere enn anslått. Det var mindre enn 5 virkedager (n = 24, 116,5 arbeidstid (4.85 dager) og 168.46 totalt antall timer (7,01 dager)). (Tabell 4: Klinisk Turn Around Time). Klinisk behandlingstid for fall 0508 (TCC) var en avvikende (gjennomført i 212 arbeidstid). Uttrykket data ble generert på 91 arbeidstid (3,79 dager), men det var en forsinkelse i å sende PMed rapporten til etterforskerne. Inkludering i analysen ikke påvirke studie konklusjoner. Samlet behandlingstid for prøveanalyser passe en relevant klinisk vindu for fremtidige komparative onkologi studier for å modellere menneskelige PMed fremskritt.
Den grafiske definerer den potensielle tidslinje over viktige skritt i prosessen med prøvetaking, forsendelse, histopatologi og RNA kvalitet kvalitetssikring og kontroll vurderinger, uttrykk profilering og PMed rapportgenerering. Prøvene ble biopsied på sitt kliniske COTC nettstedet sendes til histopatologiske og CLIA laboratorier for parallell prøve og RNA QA /QC, Affymetrix genekspresjonsanalyser utført, og de avledede genomiske data sendt til Van Andel Research Institute for bioinformatikk evaluering og PMed rapport generasjon. Minimum mulig behandlingstid for analyse av prøver ble beskrevet prospektivt som 7 virkedager (168 timer), men alle saker ble avsluttet i 4.85 dager (116.46 timer). Prosessen var vellykket i å definere høy kvalitet vev for molekylær analyse og vil bli brukt i fremtidige canine PMed komparative studier.
Canine tumorprøver gruppert etter type kreft, men stoffet rapportene var pasient spesifikk
for å karakterisere nytten av de resulterende canine svulst uttrykk data for fremtidig terapeutisk behandling, ble clustering analyse utført. Flerdimensjonal skalering (MDS) koordinater ble generert ved hjelp av individuelle tumor gen (mRNA) uttrykk og narkotika prediksjon score. I samsvar med andres innsats ved hjelp av MDS og prinsipal komponent analyse (PCA) av humane tumorer, genuttrykk i hunde svulster gruppert etter krefttype (figur 4). Som forventet, brede histologiske kategorier delt genomiske signaturer, med karsinom (blære TCC, nesekreft, leverkreft (HCC)), mesenchymale (bløtvev sarkomer, hemangiosarcoma, histiocytisk sarkom, melanom), og rund celle (lymfom) tumorprøver clustering i undergrupper. Singelen HCC prøven var en avvikende på grunn av lever spesifikke gener blir sterkt uttrykt med høy varians i forhold til andre prøver. Rasen ble analysert som en uavhengig variabel i tumor genekspresjon men påvirket ikke clustering (figur S1). Begge renrasede og blandet rase hunden prøver ble gruppert etter histologisk beskrivelse.
Flerdimensjonal skalering (MDS) koordinater ble generert ved hjelp av individuelle tumor gen (mRNA) uttrykk z-score for å definere relasjoner innen datasettet. Tumor genuttrykk gruppert etter tumortype. I tillegg histologiske kategorier dele genomiske signaturer, med karsinom (blære TCC, nesekreft, leverkreft (HCC)), mesenchymale (bløtvev sarkomer, hemangiosarcoma, histiocytisk sarkom, melanom), og rund celle (lymfom) svulster clustering sammen i undergrupper.
Den andre fasen av MDS analysen brukt totalt nestet PMed narkotika score, en summering av individuelle metode score, til å klynge individuelle prøver av resistens (figur 5). Stoffet basseng tilgjengelig for denne analysen inkluderte 184 FDA godkjente agenter. Det var en svak assosiasjon av legemiddelsamtaler med tumor type, men også klart heterogenitet i narkotika prediksjon selv innenfor en definert krefttype. Foreløpige narkotika forutsigelser basert på individuelle tumor egenskaper støtter bruk av PMed narkotika resept i fremtidige komparative onkologi studier.
A. MDS analysen viser nestede PMed sammendrag narkotika score cluster individuelle prøver av resistens. Det var en svak assosiasjon av legemiddelsamtaler med krefttype, men klart heterogenitet i narkotika prediksjon selv innenfor en enkelt krefttype (histologi). B. En varme kart av målrettet og konvensjonelt middel følsomhet over hver pasientprøve. Individualisert legemiddel forutsigelser basert på tumor egenskaper støtter bruk av PMed narkotika resept i fremtidige komparative onkologi studier.
Diskusjoner
I denne studien, vårt mål var å bestemme muligheten for sanntid transkriptomet analyse av hjørnetann svulster som en del av en PMed strategi for å tillate valg av potensielt aktive stoffer for personlig pasientbehandling. Tidslinjen fra svulsten biopsi til PMed rapportgenerering var 5 virkedager, noe som bekrefter det praktiske av potensielle svulst samling, molekylær profilering, og generering av en handlings PMed rapport hos hunder med kreft. Tumorprøver samlet inn var av høy kvalitet målt både histopatologiske og molekylær standarder for nukleinsyre integritet og yield.
MDS analysen viste at canine svulst genekspresjon ble sterkt knyttet til krefttype. Selv om antallet histologiske undergrupper analysert var liten, dataene var konsekvent. I tillegg clustergram analyse av personlige narkotika rapporter på tvers av prøvene viste heterogenitet i spådommer selv innenfor en enkelt krefttype. Dette gir støtte til inkludering av hunder med naturlig forekommende kreftformer i PMed prekliniske studier, der pasient til pasient variasjon innenfor en gitt krefttype (histologi) eksisterer. Faktisk vurdering av medikament prediksjonene avledet fra hunde ekspresjonsstudier omfatter flere terapeutiske midler som er rimelig anslått til å ha effekt i et gitt kreft (for eksempel mitoksantron i lymfom), så vel som midler som ikke vanligvis anvendes i den kreft, men brukt i andre krefttyper ( dvs. knase inhibitor sunitinib i blærekreft), og også legemidler som ikke vanligvis brukes i kreftpasienter (dvs. teofyllin). Dette utvalget av PMed avledet agenter, støtter over-riding forutsetningen for denne tilnærmingen, siden konvensjonelt brukte legemidler inngår som opsjoner (proof of concept), men er forlenget med midler som ikke kan anses uten denne tilnærmingen.
rase og typespesifikke samlinger for Golden Retriever med lymfom, skotske terriere med TCC, og en åpen histologi /åpen rasen kohort også tillatt for sammenligninger på tvers av tumortype og rase. Krefttype definert klynger falske raseforeninger. Men det er mulig at hvis sekvensert, kan svulsten mutasjonsstatus være mer spesifikt beskrivende for rasen. Også verdt å merke, periodisering var tregere for noen raser og krefttypespesifikke kohorter (spesielt amerikansk cocker spaniel med melanom), og derfor påfølgende rasebaserte arbeidet krever ekstra store incentivised opptjening skal være bærekraftig.
Companion dyr med kreft har blitt stadig mer brukt til å gi innsikt i tumorbiologi og i kliniske studier av narkotika utvikling [15], [21], [22]. Som nevnt ovenfor, er dette særlig viktig til PMed hvor tradisjonelle gnager xenograft-modeller ikke kollektivt representerer heterogenitet kjent for å eksistere i en populasjon av humane pasienter med en gitt histologisk diagnose av kreft [14], [23]. Sammenlignings modeller kan adressere utfordringene i PMed feltet ved å gi begge typer heterogenitet og som sådan anledning til å spørre om PMed guidede intervensjoner er assosiert med bedre resultater sammenlignet med konvensjonelle metoder. Videre, siden PMed algoritmer ofte definerer «første», «andre», «tredje» tier agenter, sammenlignende onkologi studiene kunne teste den kliniske verdien av den første versus den andre og tredje agenter. Slike midler kan tilbys som framterapi for hunder med cancer alene eller i kombinasjon med andre kreftterapi. Sammenlignings onkologi studiene kunne også tillate sammenligning av PMed algoritmer (som trolig vil være kontekstavhengig) gjennom head-to-head forsøk for å definere de mest vellykkede tilnærminger eller scenarier for algoritmen resept [28]. Med delefilter regler for progressiv sykdom, kan nye prøve design også tillate evalueringen av antatte «negative» (dvs. ikke spådd å være effektive) midler i forhold til antatte «positive) midler (dvs. spådd å være effektive). Videre kan komponentene i PMed tilnærmingen være individuelt testet og optimaliseres gjennom sammenligningsmodeller. Interessante optimalisering kan omfatte å definere de beste kildene til molekylære data input, bestemme optimale biopsi samling teknikker, vurdere informert algoritme generasjon, og utforske kombinatoriske terapi utvalg [26].
PMed komparative onkologi studier er imidlertid begrenset av utfordringer i oversettelsen av genomiske signaturer på tvers av arter. For eksempel, selv om det er data som viser likheter i genekspresjon mellom hund og humane krefttyper, bruk av humane ekspresjonssystemer signaturer for å spørre canine uttrykk data ikke er godt etablert [24], [25], [27]. Videre, i tilfelle av genuttrykk data, kan mangelen på normale referansesett i sammenlignende art utgjør en utfordring. I denne rapporten ble benyttet ved bruk av en hjørnetann normalt vev uttrykk datasett. Alternative muligheter for slike referansesett kan inneholde uttrykk data fra andre krefttyper. Fra perspektivet at disse analysene er rettet mot identifisering av viktige deregulerings fenomener, forventer vi at betydelig deregulering vil bli identifisert, selv når svært variable referanse sett av svulster blir brukt. Alle metoder begynne med basis z-score og for gener som deregulerte disse score vil være av stor betydning uavhengig av referansen. gjennomgang av stoffet valgdata (Tabell S1) Til støtte for dette, gir støtte for gyldigheten av denne cross-arter tilnærming. For eksempel, de medikamentseleksjons resultatene i canine lymfom sammenlignet med andre typer uforholdsmessig inkluderer cytotoksiske medikamenter som konvensjonelt anvendes til behandling av hunde- og menneske lymfom. Tilsvarende overgangsordning celle carcinoma av blæren uforholdsmessig inkluderte flere hemmere av COX-2 veien. Interessant disse midlene har vist seg å være aktive og er under evaluering i hjørnetann og menneskelig blærekreft.
komplekse modeller for å effektivt evaluere PMed studiedesign og dette proof of concept studie validerer hunden med kreft som modell for klinisk evaluering av nye PMed tilnærminger. Det er nå rimelig at hunder med cancer kan begynne å fylle gapet i å optimalisere levering av disse tilnærminger for oversettelse til humane pasienter. Vår studie brukes operative, analytiske og kliniske aspekter ved en komparativ tilnærming til å identifisere potensielt aktive stoffer i spontant avledet kreft. Denne studien legger grunnlaget for studier som vil bli mer integrert og helhetlig i naturen om generasjon og analyse av flere dimensjoner av genomiske data i forbindelse med potensielle kliniske resultater. Sammenlignings onkologi modeller har potensial til å fremskynde denne evalueringen og føre fremskritt i personlig medisin.
Metoder
Comparative Oncology Trials Consortium
De mål og infrastruktur i COTC har vært tidligere beskrevet [14], [21], [29]. Alle COTC studiedata ble rapportert elektronisk og møtereferat anmeldt gjennom Kreft Central Clinical Database (C3D), en kontrollert tilgang database utviklet gjennom NCI Center for Cancer Research (CCR) og Kreft Bioinformatikk Grid (CaBIG) og modifisert for bruk i canine klinisk studier [30].
Studiedesign og planlegge
Client-eide kjæledyr hunder med histologisk bekreftet kreft, gunstig performance status (grad 0 eller 1 modifisert Eastern Cooperative Oncology Group (ECOG) funksjonsstatus) og informerte eieren samtykke var kvalifisert for påmelding. Spesifikke undergrupper inkludert skotske terriere med overgangsordning celle carcinoma av blæren, golden retrievere med multi-sentriske lymfom og alle raser med oral melanom var kvalifisert for påmelding. Kriteriene kreves en svulst mottagelig for en perifer biopsi (unntatt tilfeller med overgangsordning celle carcinoma av blæren). Kun hunder med naive sykdom var kvalifisert for påmelding. Fysisk undersøkelse og laboratorie [telling av blodceller (CBC), serum biokjemiske profil, urinalysis (UA)] evalueringer ble utført for å evaluere valgbarhet før innmelding. Eksklusjonskriterier fjernet hunder med betydelige komorbiditet (som nyre-, lever, og hjertesvikt eller koagulopati), historien om kjemoterapi (inkludert kortikosteroider i lymfom saker og NSAIDs i TCC), strålebehandling eller immunterapi.
