„Medycyna personalizowana i diagnostyka molekularna – filary nowoczesnej onkologii”

https://www.onkol.kielce.pl/pl/centrum/zaklad-diagnostyki-molekularnej

Mariusz Blimel: Kiedy Zakład Diagnostyki Molekularnej rozpoczął działalność? 

Dr n. med. Artur Kowalik, twórca i kierownik Zakładu Diagnostyki Molekularnej w Świętokrzyskim Centrum Onkologii w Kielcach:

Ruszyliśmy w 2009 roku, a obecnie w naszym Zakładzie pracuje zespół 13 osób.

M.B.:  Jakie atuty posiada Zakład Diagnostyki Molekularnej Świętokrzyskiego Centrum Onkologii w Kielcach?

A.K.: Mając przychylność dyrektora  Śląskiego Centrum Onkologii dr n. med. Stanisław Góździa, inwestujemy w nowe technologie, co z kolei pozwala nam na dynamiczny rozwój zarówno badań naukowych, jak i diagnozowanie pacjentów. Naszym ogromnym atutem jest zespołu – bez niego nie byłyby możliwe dotychczasowe osiągnięcia. Dlatego z dużym wyprzedzeniem, przed uruchomieniem nowych technologii, tworzyliśmy kadrę specjalistów. Dzięki temu dziś mamy możliwości wykonywania dużej liczby badań. 

W 2011 roku jako pierwsi w Polsce wyposażyliśmy nasz Zakład w aparaturę do diagnostyki molekularnej niezbędnej w terapii spersonalizowanej, a prowadzone badania włączamy do praktyki klinicznej. Obecnie jesteśmy liderem w prowadzeniu terapii spersonalizowanej. Stosujemy diagnostykę molekularną i terapię dedykowaną ściśle określonemu pacjentowi – leczymy raka płuca i jelita grubego oraz opornego na leczenie raka piersi, czerniaka, a także nowotwory hematologiczne. 

Schemat postępowania, jaki stosujemy w naszym Zakładzie został zaprezentowany na międzynarodowej konferencji pt. „Medycyna personalizowana i diagnostyka molekularna – filary nowoczesnej onkologii”. Podczas konferencji zaprezentowano także brytyjskie rozwiązaniach systemowe obejmujące medycynę personalizowaną.

M.B.: Na czym polega medycyna spersonalizowana?  

A.K.: Medycyna personalizowana jest ogromną nadzieją onkologii. Kiedyś naszym zadaniem było wyselekcjonowanie grupy pacjentów, u których można zastosować jeden lek. Dziś na podstawie badania genetycznego wyznaczamy jednego pacjenta do grupy leków. Wykonujemy diagnostykę, żeby wyłuskać grupę chorych, która odniesie korzyść, bo celowane leki są drogie i mogą przynieść szkodę pacjentom, którzy nie mają danego defektu genetycznego. Dlatego dobieramy je pod genom pacjenta, bo tylko odpowiednio dopasowane mogą zadziałać.

M.B.: Do kogo jest kierowane tego typu leczenie?

A.K.: Leczenie jest dedykowane ściśle określonemu pacjentowi, jak garnitur szyty na miarę.

M.B.: Jak ocenia Pan poziom wyposażenia i możliwości Zakładu Diagnostyki Molekularnej na tle ośrodków europejskich?

A.K.: Budując Zakładu Diagnostyki Molekularnej Śląskiego Centrum Onkologii otrzymaliśmy dwa projekty z Regionalnego Programu Operacyjnego – każdy z nich o wartości ok. 4 mln zł. To umożliwiło nam zakup sprzętu do badań naukowych na najwyższym światowym poziomie. Dlatego możliwości diagnostyczne naszego Zakładu są identyczne jak np. Wydziału Onkologii Instytutu Medycyny Molekularnej Uniwersytetu w Oxfordzie.

Jesteśmy liderem w Polsce w zakresie badania wielu genów do celów terapeutycznych. Już od 2011 roku stosujemy technologię masowego równoległego sekwencjonowania genów (NGS), również jako pierwsi, bo od 2014 roku, wykonujemy, w wybranej grupie pacjentek z dużą liczbą nowotworów piersi i raka jajnika w rodzinie,  poszerzony test całych sekwencji kodujących BRCA1 i BRCA2. Wykonując ten test jesteśmy w stanie znaleźć komponent dziedziczny w tych rodzinach i poszukiwać tej mutacji u innych członków, żeby od razu wpleść ich w program profilaktyczny zanim zachorują. Jesteśmy w stanie badać już nie tylko 1-2 geny, ale nawet 50. Tyle, że na razie tylko do celów naukowych. Jeśli chodzi o badania genetyczne jesteśmy gotowi na oznaczanie wszelkiego typu mutacji genetycznych, które się pojawią w przyszłości.

M.B. Jaka będzie z tego korzyść dla pacjenta?

A.K.: Będzie ogromna, bo będzie można zaplanować leczenie etap po etapie, włączając odpowiednie leki.

M.B.: Jakie jeszcze zagadnienia obejmuje działalność badawcza Zakładu?  

A.K.: Działalność badawcza naszego Zakładu obejmuje również poszukiwanie nowych genów dla diagnostyki i terapii nowotworów, wykorzystanie w diagnostyce krążących komórek nowotworowych (CTC), pozakomórkowych kwasów nukleinowych (cfNA) oraz exosomów jako źródła materiału diagnostycznego (tzw. biopsja płynów). W Polsce era terapii personalizowanych dopiero się zaczyna.

Występujemy o granty zarówno polskie, jak i zagraniczne. Prowadzimy badania naukowe w ramach panelu europejskiego High Resolution, dotyczące raka jelita grubego i raka piersi. Liderem w tym projekcie jest Instytut z Mediolanu oraz zaangażowane są ośrodki z Belgii i Niemiec. Ze strony polskiej liderem jest PZH. Badanie polega na zebraniu wszelkich danych od pacjenta wraz z materiałem biologicznym, a próbki krwi zostaną wykorzystane, między innymi, do badań krwi biopsji płynów. W sumie zostanie zgromadzonych kilka tysięcy przypadków z kilku krajów europejskich w obserwacjach wieloletnich. Jest to jeden z projektów, w którym uczestniczymy i jest on w procesie realizacji.

M.B.: Jakie główne obszary w działalności Zakładu może Pan wyróżnić?    

A.K.: Pierwszym obszarem są badania naukowe translacyjne, a drugim badania diagnostyczne dla pacjentów.

M.B.: Z jakimi ośrodkami współpracujecie?  

A.K.: Skupiliśmy się na współpracy z dr Lasotą z Narodowego Instytutu Raka w USA – wspólnie publikujemy prace dotyczące kancerogenezy molekularnej nowotworów litych, czyli raka jelita grubego i czerniaka. Kolejną ważną współpracę realizujemy z Centrum Onkologii w Warszawie oraz z Warszawskim Uniwersytetem Medycznym – prof. Magdaleną Kowalewską – są to badania dotyczące etiopatogenezy różnego rodzaju raków sromu. Jest to szczególnie ważna działalność z tego względu, iż dotychczas niewielka liczba prac jest dostępna na ten temat.

Przy współpracy z Centrum Onkologii w Warszawie prowadziliśmy pierwsze w Polsce badanie kopertowe, z funduszy norweskich, obejmujące populację 15 tys. Polaków – w ramach projektu PONS. Naszą rolą było przygotowanie infrastruktury biobanku, opracowanie merytoryczne i logistyczne przygotowywania i magazynowania próbek biologicznych, opracowanie i wdrożenie systemu informatycznego zarządzania danymi i materiałem biologicznym w biobanku oraz współpraca przy analizie wyników. Dokonaliśmy różnego rodzaju pomiarów biomedycznych w obserwacji 5-letniej.

Kolejny realizowanym tematem jest biopsja płynów, czyli monitorowanie skuteczności leczenia pacjentów onkologicznych za pomocą próbki krwi. Badamy krążące komórki nowotworowe, tj. pozakomórkowe kwasy nukleinowe opływające.

Są to badania realizowane przy współpracy z Wojskową Akademią Techniczną w Warszawie. Dokonujemy przesiewu krwi i staramy się próbkę wzbogacić, co nie jest łatwym zadaniem. Okazuje się, że krew obmywa łożysko naczyniowe, a następnie uwalnia nowotwór do krwiobiegu w ciągu doby zwykle ok. 10 do 20 tys. razy, co oznacza, że poziom wydajności utworzenia przerzutu wynosi  0,01 procenta. Ze względu na to, iż nowotwór „puszcza te losy na loterię”, to przerzut wystąpi.  

M.B.:  W czym jest rzecz?

A.K.: Biopsja płynów powoduje to, że prawdopodobnie w przyszłości, w wielu przypadkach nie będzie konieczne wykonywanie w celach diagnozy, czy monitorowania postępów leczenia, powtórnych biopsji. Ponieważ pobierając próbkę krwi można tak naprawdę stwierdzić, czy leczenie działa, czy nie. I taka jest przyszłość. Dziś wiemy już, że pacjent jest zdrowy w sensie klinicznym, natomiast „molekularnie” trawi go choroba, ponieważ na poziomie molekularnym obserwujemy zmutowane geny.  

Wykonywaliśmy ciekawe badania pozakomórkowe kwasów nukleinowych, jako markera skuteczności leczenia czerniaka wraz z profesorem Rutkowskim, z wykorzystaniem terapii celowanej. I okazało się, że zastosowany lek w ciągu sześciu tygodni „wybija” wszystkie komórki, które mają tą mutację. Ale problem z czerniakiem polega na tym, że komórki posiadają różną kompozycję i pomimo, że lek działa, to klinicznie u pacjenta odnotowano wznowę. Z tego względu, iż niektórzy specjaliści uważają, że nie jest moralnym leczenie jednym lekiem, to prawdopodobnie pacjenci onkologiczni będą otrzymywali 3 lub 4 leki. 

Współpracujemy także z Warszawskim Uniwersytetem Medycznym i Instytutem Wysokich Ciśnień PAN nad sekwencjonowaniem nowej generacji na poziomie koncepcyjnym. Planujemy wystąpić o środki na rozwój tego produktu – technologia masowego sekwencjonowania genów zmienia postać medycyny. W USA koszt sekwencjonowania jednego ludzkiego genu wynosi 1036 dolarów i zajmuje dwa dni. Wyliczono, że jeśli zostanie osiągnięty wynik ok. 100 dolarów za gen, to stosowanie sekwencjonowania będzie możliwe na skalę masową. W przyszłości planowane są badania tzw. chemoprewencji wymagające odpowiedzi molekularnej. W USA naukowcy dokonali rekonstrukcji guza o genetycznej kompozycji, ponieważ porównali materiał przebadany z tkanki wyciętej z guza z materiałem przebadanym później we krwi – i to jest potencjał. Dlatego tak bardzo ważna jest wymiana myśli między naukowcami z różnych dziedzin nauki a lekarzami, ponieważ tylko ona może doprowadzić do rozwiązania problemu.

M.B.:Dziękuje za rozmowę i życzy  sukcesów.