Регистрация / Вход
Прислать материал

Идентификация и разработка маркеров для прогнозирования клинически агрессивных форм рака предстательной железы

Докладчик: Матишов Дмитрий Генадьевич

Должность: директор, Директор

Цель проекта:
Цель проекта - разработка и введение в реальную клиническую практику новых критериев диагностики и мониторинга неопластических процессов простаты на основе выявления информативных предикторов и маркеров рака предстательной железы (РПЖ), а именно анализа молекулярных механизмов регуляции протеолитических систем организма при развитии рака предстательной железы на основе определения активности протеиназ и ингибиторов ключевых протеолитических систем крови в зависимости от стадии рака простаты, степени дифференцировки, в динамике развития рецидива после хирургического и лучевого и гормонального лечения. Объектом тсследования является анализ молекулярных механизмов инициации и развития рака предстательной железы. Предмет исследования является идентификация и внедрение в реальную клиническую практику новых маркеров инициации и прогрессии рака предстательной железы, разработка принципиально новых биомаркеров диагностики и прогноза развития рецидива РПЖ после оперативного лечения и гормонолучевой терапии. Выбранная тема исследования соответствует стратегической цели технологической платформы «Медицина будущего» и научной платформы медицинской науки "Онкология» - поиск онкомаркеров для ранней, предиктивной диагностики, скрининга и диспансеризации, верификации диагноза, разработка методик персонализированного лечения на основе молекулярно-генетического профилирования опухоли, диагностика и мониторинг рака предстательной железы, разработка и создание панелей тестов для диагностики, типирования и прогноза онкологических заболеваний человека. Разработка принципиально новых и совершенствование существующих методов профилактики, диагностики, лечения и реабилитации социально значимых заболеваний человека, основанных на использовании новейших медицинских технологий, является одним из приоритетных направлений научных разработок в области биомедицины Реализация этого подхода предусматривает: • Уточнение молекулярных механизмов рака предстательной железы и идентификация его биомаркеров • Разделение общепринятых нозологических форм рака предстательной железы на молекулярные подгруппы для дифференциального подхода к прогнозу, мониторингу и лечению. • Развитие «Цифровой» молекулярно-генетической диагностики рака простаты, основанной на поиске биомаркеров по принципу их присутствия (1) или отсутствия(0) в образцах больных или контрольных субъектов. Научным результатом реализации проекта станет уточнение роли протеаз ренин-ангиотензиновой и калликреин кининовой систем организма в канцерогенезе в целом и при онкогенной трансформации простаты, в частности. Будет научно обоснована перспективность использования маркеров диагностики и прогноза развития рецидива рака предстательной железы после разных вариантов лечения. Стратегической целью ПНИЭР является создание сегмента медицины будущего – персонифицированной, трансляционной медицины, призванной сократить и, в идеале, ликвидировать существующий разрыв между научными изобретениями и повседневной медицинской практикой. Внедрение в реальную клиническую практику новых, эффективных маркеров диагностики и прогноза развития рецидива рака простаты позволит снизить экономические потери от злокачественных новообразований, которые составляют свыше 100 млрд.рублей в год. Вышеизложенное обосновывает высокую научную, экономическую и социальную актуальность решения обозначенных проблем.

Основные планируемые результаты проекта:
В результате выполнения проекта:
• будут теоретически разработаны новые подходы к исследованию механизма инициации и прогрессии рака предстательной железы, проанализированы новизна и перспективность развития этих инновационных технологий в диагностики и мониторинге рака предстательной железы;
• будут идентифицированы прогностические маркеры эффективности лечения рака предстательной железы, что позволит на ранних этапах гормонолучевой терапии и после простатэктомии выделить группу пациентов с высоким риском развития рецидива заболевания.
• будет разработана научная основа для создания аналитических систем для высокопроизводительного выявления биомаркеров РПЖ;
• будут идентифицированы новые перспективные мишени для таргетной терапии опухолей простаты;
• будут идентифицированы маркеры для прогнозирования клинически агрессивных форм рака предстательной железы.
Технологическая направленность Проекта связана с разработкой и введением в реальную клиническую практику новых маркеров дифференциальной диагностики и мониторинга эффективности лечения рака предстательной железы. Решение проблемы ранней диагностики РПЖ и мониторинга эффективности терапии связано, по нашему мнению с изучением протеолиза, как особой формы биологического контроля при развитии рака предстательной железы.
В развитых странах среди онкологических заболеваний у мужчин рак предстательной железы (РПЖ) является наиболее распространенным новообразованием и занимает второе место среди причин смерти от рака. В связи с этим, диагностика и мониторинг лечения рака предстательной железы являются одним из приоритетных направлений современной урологии и онкологии. В настоящее время «золотым стандартом» скрининга, ранней диагностики, степени распространенности, мониторинга лечения рака предстательной железы является определение простатоспецифического антигена (ПСА) – представителя мультигенного семейства тканевых калликреинов [Manji M., 2002; Parekh D.J et al., 2007; Verma M. et al., 2011; Otero J. R. et al., 2014]. Однако ПСА является органоспецифичным к предстательной железе, а не канцероспецифичным маркером. Общепризнанно, что канцерспецифичность ПСА крайне низка и составляет всего 20% [Лоран О.Б., 1999; Fradet Y., 2009].
Вместе с тем, несмотря на интенсивные поиски, открытые и используемые в настоящее время онкомаркеры не обладают необходимой для клинической практики чувствительностью и специфичностью, что сохраняет необходимость использования патоморфологических методов, в динамике, однако неприемлемых для широких скрининговых исследований. До настоящего времени биопсия предстательной железы - единственный надёжный инструмент для обнаружения существующего рака простаты. Несмотря на то, что биопсия остается «золотым стандартом» диагностики рака предстательной железы, для принятия решения о необходимости биопсии, требуется выявление высокоспецифичных предикторов и маркеров рака простаты.
Что касается мониторинга лечения, то единственным известным в настоящее время предиктором рецидива РПЖ является повышение уровня ПСА в крови больных после радикальной и гормонолучевой терапии, причем задолго до его клинических проявлений. Этот феномен получил название биохимический рецидив. В течение 10 лет у 1/3 больных РПЖ независимо от лечения развивается биохимический рецидив, у части
из них отмечается прогрессирование заболевания сразу в форме гормон-резистентного РПЖ. Повышение профиля ПСА после радикальной простатэктомии (РПЭ) в виде двух последовательных измерения измерений ПСА, равных 0,2 нг/мл или выше, является общепризнанным критерием наступления рецидива болезни (Polascik T.J. et al., 1999; Moul J.W., 2000). Вместе с тем, критерии оценки рецидива заболевания
отличаются у пациентов после РПЭ и гормонолучевой терапии (ГЛТ). Однако, не установлены молекулярные механизмы, лежащие в основе биохимического рецидива, а современные методы диагностики, как правило, не позволяют визуализировать источник маркера. Международными урологическими сообществами критерии точной дискриминации биохимического рецидива после лечения
по настоящее время не определены. Можно однозначно утверждать, что уровень ПСА и динамика его изменений на сегодня являются основными предикторами прогнозирования благоприятных или неблагоприятных событий после разных стратегий лечения рака предстательной железы. Однако, с учётом очевидных недостатков маркера, главным образом выражающиеся в малой его специфичности
представляется актуальным поиск новых, более специфических предикторов диагностики и мониторирования заболевания. .
Для рака предстательной железы параллельно исследуются несколько групп маркеров: диагностические (помогающие поставить диагноз), прогностические (позволяющие установить степень злокачественности опухоли и вероятность метастазирования и сделать предположение о вероятном сценарии развития заболевания и вероятности рецедива), маркеры наследственной предрасположенности
(у носителей этих генов вероятность развития болезни выше, чем в среднем по популяции).
Отбор и формирование групп биохимических детерминант переходных состояний при доброкачественных и злокачественных новообразованиях в простате обеспечит выявление метаболических «мишеней» и создание патогенетически обоснованной схемы прогноза и поэтапной комплексной терапии. Это позволит улучшить раннюю диагностику злокачественных опухолей простаты, более точно оценивать распространенность процесса, и проводить персонифицированный мониторинг течения заболевания и эффективности лечения. Достижением исследования станет выявление факторов риска смертности от рака простаты после его биохимического рецидива для определения новых терапевтических мишеней.
Современные представления о роли протеиназ и их ингибиторов в генезе и инвазивности опухолей при раке простаты можно обобщить следующим образом:
1. протеиназы участвуют в процессах опухолевой инвазии и метастазирования на всех этапах неопластической трансформации, приводя к генерализации процесса;
2. активируя другие протеазы, а также ростовые ангиогенные и антиангиогенные факторы, протеазы способны как стимулировать, так и ингибировать пролиферацию малигнизированных клеток, клеточную инвазию, метастазирование, ангиогенез и протеолитическую деградацию компонентов экстацеллюлярного матрикса в зоне локализации опухоли;
3. регуляторное влияние на непластические процессы протеазы реализуют через активацию трансмембранных сигнальных белков, таких как рецепторы, активируемые протеазами (protease-activated receptors, PARs) (Macfarlane S.R. at al., 2001; Bhoola K.D. at al., 2007). В последние годы особое внимание исследователей привлечено к калликреин-кининовой системе и ренин-ангиотензиновой системам и их роли в развитии неопластической трансформации [Claudio M. et al., 2008; Sharma J. N., AL-Sherif G. J. , 2011].
Особая роль в неоангиогенезе принадлежит кининам, которые как медиаторы воспаления, вызывающие вазодилатацию и увеличение сосудистой проницаемости вносят вклад в инвазию, матастазирование. [Wright J.K. et al/ 2008; Bader M. 2009]. Ангиотензин II как биологически активный пептид ренин-ангиотензиновой системы участвует в контроле артериального давления, ремоделировании тканей и ангиогенезе, а, также, в сосудистых и воспалительных патологиях. Необходимо отметить, что основные функции ангиотензина II (воспаление, ангиогенез и миграция) также связаны с прогрессированием рака [Deshayes F., Nahmias C., 2005; George A.J.,et al., 2010]. Впервые показано, что ангиотензин II оказывает влияние непосредственное воздействие на раковые клетки, способствуя росту опухоли, за счет влияния на адгезию, миграцию и подвижность клеток, ускоряя прогрессирование метастазирования [Rodrigues-Ferreira S., et al. 2012]. Таким образом, определение ключевых показателей ренин-ангиотензиновой, калликреин-кининовой систем крови, протеиназ лейкоцитов с целью поиска маркеров ранней диагностики и мониторинга процессов неопластической трансформации в простате представляется своевременным, оправданным и перспективным.
Ранее нами было установлено, что нарушение протеиназно-ингибиторного баланса калликреин-кининовой и ренин-ангиотензиновой систем играет значительную роль в процессах онкогенной трансформации при раке предстательной железы [Коган М.И. и др. 2011; Коган М.И и др.2012; Kogan M., et al. 2012.].Нами было показано, что увеличение активности ангиотензинпревращающего фермента и калликреина в крови и секрете простаты приводит к накоплению пептидных регуляторов клеточной пролиферациии ангиогенеза – ангиотензина II и брадикинина при РПЖ [Kogan M., et al. 2012.]. В связи с чем ангиотензиновые и брадикининовые рецепторы могут быть рассмотрены в будущем как компоненты таргетной терапии РПЖ [Чибичян М.Б., и др. 2013].
Поэтому для мониторинга эффективности гормоно-лучевой терапии и простатэктомии при РПЖ мы планируем использовать определение ключевых показателей этих систем в сыворотке крови больных на разных этапах лечения.
Для достижения поставленной в проекте цели должны быть решены следующие задачи:
1. Провести проспективные сравнительные исследования ранее идентифицированных нами маркеров рака предстательной железы, и обосновать их эффективность в сравнении с используемыми в настоящее время (на пример с ПСА).
Для этого – проанализировать профиль протеомных компонентов крови и секрета предстательной железы пациентов с аденокарциномой предстательной железы разных стадий (локальный (Т1-Т2) и местно-распростаненный (Т3-Т4) рак предстательной железы) и доброкачественной гиперплазии простаты на основе определения активности калликреина, прекалликреина, сериновых протеиназ и эластазоподобной активности, активности лейкоцитарной эластазы и ангиотензинпревращающего фермента, активности αl-протеиназного ингибитора и α2-макроглобулина.
2. Уточнить показания для биопсии предстательной железы на основе идентифицированных маркеров в секрете простаты при раке предстательной железы.
3. Идентифицировать прогностические маркеры развития рецидива заболевания после простатэктомии. Изучить показатели калликреин-кининовой, ренин-ангиотензиновой и эластолитической систем крови пациентов после хирургического лечения рака простаты – радикальной простатэктомии через 1, 6, 12, 18 месяцев после лечения.
4. Идентифицировать прогностические маркеры развития рецидива заболевания при гормонолучевой терапии, изучив показатели калликреин-кининовой, ренин-ангиотензиновой и эластолитической систем крови пациентов после гормонолучевой терапии через 1, 6, 12, 18 месяцев лечения.
5. Провести проспективные сравнительные исследования идентифицированных прогностических маркеров для оценки качества мониторинга рецидива РПЖ и других вариантов прогрессии заболевания при разных вариантах лечения с целью повышения его эффективности.
6. Построить прототип тест-системы диагностики и прогноза развития рака предстательной железы.
Полученные результаты могут быть применены для разработки диагностических тест-систем для решения задач клинической онкологии, что должно способствовать оптимизации ранней диагностики рака простаты, совершенствованию способов прогнозирования течения и мониторинга рака предстательной железы, что, в конечном итоге, приведет к снижению уровня смертности при данном заболевании;

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Результаты реализации предлагаемого проекта найдут применение в области здравоохранения и медицины, в виде клиническо-лабораторной диагностики, послужат научной основой создания новых технологий диагностики онкологических заболеваний.
Созданная система диагностики рака предстательной железы и прогноза течения заболевания при разных вариантах лечения на основе определения маркеров в крови должна найти практическое применение в онкоурологии.
Основными потребителями тест-системы диагностики и оценки эффективности лечения злокачественных опухолей простаты на основе регистрации протеомных маркеров рака предстательной железы могут быть клинико-диагностические лаборатории онкологических клиник и онкодиспансеров РФ, а также поликлинического звена здравоохранения.
Ежегодно необходимо проводить не менее ста тысяч анализов. По разным оценкам объем рынка наборов для оценки прогноза в РФ составляет десятки миллионов рублей. При клинической валидации предлагаемого прогностического маркера тест- системы будут востребованы в онкологических клиниках, диспансерах, в которых получают лечение больные раком простаты. Выход на зарубежные сегменты рынка может быть связан с ориентацией на страны с высоким уровнем заболеваемости РПЖ.
Планируемая стратегия дальнейшего выведения на рынок новых маркеров инициации и развития рака предстательной железы состоит в продаже неисключительной лицензии.
Основные проблемы в коммерциализации:
1) необходимость проведения двухлетнего цикла работ для определения чувствительности и специфичности панели тестов, разработанных на основе результатов ПНИ на разных стадиях заболевания и количества ложноположительных и ложноотрицательных результатов;
2) необходимость проведения клинических испытаний, затраты на которые могут составить несколько миллионов рублей. Необходимые партнеры по реализации теста - достаточно крупные инвесторы, который смогут взять на себя расходы и риски проведения клинических испытаний.

Текущие результаты проекта:
1 этап выполнения проекта
Аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы,затрагивающей научно-техническую проблему,
исследуемую в рамках НИР,в том числе обзор научныхинформационныхисточников: статьи введущих зарубежных и(или) российских научных
журналах, монографии и(или) патенты)
Выбор и обоснование направления исследований
Начало формирования коллекции (банк) биологических образцов.