Κλινική εφαρμογή των φαρμακογενετικών ελέγχων στη θεραπευτική των νεοπλασιών

Abstract

Pharmacogenomics is the study of the role of the heredity in the variance of patient response to treatment. While genetic studies have reveal millions of potential prognostic markers, a very small percentage of these indicators is expected to provide clinically useful information. The identification of genetic markers that predict response to therapy (predictors) is the first step towards the translation of Pharmacogenomics into clinical practice. The transition from research to clinical practice is expected to be time-consuming, laborious and costly. Thus, systematic collection, synthesis and evaluation of available pharmacogenomic data are required in order the scientific community to determine for their usefulness. The synthesis of the results of these studies can be done with meta-analytisis techniques. The aim of this thesis was to search for genetic markers that can impact on response to treatments in hematological malignancies ([Chronic Lymphocytic Leukemia (CLL), Myelodysplastic Syndromes (MDS), Acute Myeloid Leukemia (AML)] with the systematic collection, synthesis and meta-analysis as well as the quality evaluation of the available pharmacogenomic data. A systematic literature search per disease, was conducted, followed by extraction of the relevant data from these studies, synthesis of results with statistical methods and assessment of methodological quality of the studies. In CLL, systematic search of published pharmacogenomic studies that investigated genetic markers and response to treatment was conducted. A total of 13 indicators were studied. From the meta-analysis that carried out, it was shown that the mutation status in genes of variant region of heavy chain of immunoglobulin (IGVH) of clonal cells is associated with the response to treatment. Patients that exhibit mutations have two times more probability to respond to treatment. On the contrary, it seemed that the presence of mutations in genes TP53 and ATM is associated with poor response to treatment, as well as the presence of cytogenetic abnormalities del17p and del11q as well as trisomy 12. Moreover, overexpression of CD38 was associated with poor response to treatment. In MDS, similarly, a systematic search of published pharmacogenomic studies investigating genetic markers and response to treatment was conducted. Overall 23 genetic markers were meta-analysed. The results have shown that there is no significant correlation between any genetic marker with response to treatment. In AML the polymorphisms of the gene MDR 1 (Multi-Drug Resistance-1 gene) as well as the level of mRNA expression were studied since MDR1 is considered a major cause of multiple pharmaceutical resistance (multi drug resistance) and it is implicated in the response to chemotherapy of patients with AML. The meta-analysis revealed that the overexpression of mRNA is associated with poor response to treatment, while the polymorphisms that studied did not significantly correlate with response to treatment. In conclusion, the findings of this thesis resulted from the composition of pharmacogenomic studies with modern statistical techniques can assist in the improvement of the research on the identification of genetic markers that predict response to therapy and their transition into clinical practice at the studied hematological malignancies.

Η φαρμακογονιδιωματική (pharmacogenomics) μελετά το ρόλο που διαδραματίζει η κληρονομικότητα στη διακύμανση της απάντησης των ασθενών στη φαρμακευτική αγωγή. Ενώ οι γενετικές μελέτες έχουν αναδείξει εκατομμύρια πιθανούς προγνωστικούς δείκτες, ένα πολύ μικρό ποσοστό από αυτούς τους δείκτες αναμένεται να παρέχει κλινικά χρήσιμη πληροφορία. Η αναγνώριση των γενετικών δεικτών που προβλέπουν την απάντηση στην θεραπευτική αγωγή (προβλεπτικοί δείκτες) αποτελεί το πρώτο βήμα προς την μετάφραση της φαρμακογονιδιωματικής σε κλινική πρακτική. Η μετάβαση από την έρευνα στην κλινική πρακτική αναμένεται χρονοβόρα, επίπονη και δαπανηρή. Απαιτείται συστηματική συλλογή, σύνθεση και αξιολόγηση των διαθέσιμων φαρμακογονιδιωματικών δεδομένων προκειμένου να αποφανθεί η επιστημονική κοινότητα για τη χρησιμότητά τους. Η σύνθεση των αποτελεσμάτων των μελετών αυτών γίνεται με μέτα-αναλυτικές τεχνικές. Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής ήταν η αναζήτηση γενετικών δεικτών που επιδρούν στη ανταπόκριση θεραπειών αιματολογικών νεοπλασιών ([Χρόνια Λεμφοκυτταρική Λευχαιμία (ΧΛΛ), Μυελοδυσπλαστικά Σύνδρομα (ΜΔΣ), Οξεία Μυελογενής Λευχαιμία (ΟΜΛ)] με τη συστηματική συλλογή, σύνθεση και ανάλυση με μέτα-αναλυτικές τεχνικές καθώς και η αξιολόγηση των διαθέσιμων φαρμακογονιδιωματικών δεδομένων. Ανά νόσο, πραγματοποιήθηκε συστηματική αναζήτηση της βιβλιογραφίας, εξαγωγή των σχετικών δεδομένων από τις μελέτες, σύνθεση των αποτελεσμάτων με στατιστικές μεθόδους και αξιολόγηση της μεθοδολογικής ποιότητας των μελετών. Στη ΧΛΛ πραγματοποιήθηκε συστηματική αναζήτηση των δημοσιευμένων φαρμακογονιδιωματικών μελετών που διερευνούσαν γενετικούς δείκτες και ανταπόκριση στη θεραπεία. Συνολικά μελετήθηκαν 13 δείκτες. Από την μέτα-ανάλυση που πραγματοποιήθηκε φάνηκε ότι η κατάσταση μεταλλάξεων στα γονίδια της ποικίλλουσας περιοχής της βαριάς αλυσίδας της ανοσοσφαιρίνης των κλωνικών κυττάρων σχετίζεται με την ανταπόκριση στη θεραπεία με τους ασθενείς που εμφανίζουν μεταλλάξεις να έχουν δύο φορές περισσότερες πιθανότητες να ανταποκριθούν στη θεραπεία. Αντιθέτως, φάνηκε ότι η παρουσία μεταλλάξεων στα γονίδια TP53 και ATM σχετίζεται με κακή ανταπόκριση στη θεραπεία, καθώς και οι κυτταρογενετικές ανωμαλίες del 17p και del11q και τρισωμία 12. Επίσης, με κακή ανταπόκριση στη θεραπεία σχετίζεται και η υπερέκφραση του CD38 από τα κλωνικά κύτταρα. Στο ΜΔΣ παρομοίως πραγματοποιήθηκε συστηματική αναζήτηση των δημοσιευμένων φαρμακογονιδιωματικών μελετών που διερευνούσαν γενετικούς δείκτες και ανταπόκριση στη θεραπεία. Συνολικά μέτα-αναλύθηκαν 23 γενετικοί δείκτες και προέκυψε ότι δεν υπάρχει καμία σημαντική συσχέτιση γενετικών δεικτών με την αναπόκριση στη θεραπεία. Στην ΟΜΛ μελετήθηκαν οι πολυμορφισμοί του γονιδίου MDR1 (Multi- Drug Resistance-1 gene) καθώς και η υπερέκφρασή του σε επίπεδο mRNA που θεωρείται σημαντικό αίτιο της πολλαπλής φαρμακευτικής αντίστασης (multi drug resistance) και εμπλέκεται στην ανταπόκριση στην χημειοθεραπεία των ασθενών με ΟΜΛ. Από την μέτα-ανάλυση προέκυψε ότι η υπερέκφρασή του σε επίπεδο mRNA σχετίζεται με κακή ανταπόκριση στη θεραπεία, ενώ οι πολυμορφισμοί που μελετήθηκαν δεν σχετίζονται σημαντικά με την ανταπόκριση στη θεραπεία. Συμπερασματικά, τα ευρήματα της παρούσας διατριβής από τη σύνθεση των αποτελεσμάτων φαρμακογονιδιωματικών μελετών με σύγχρονες στατιστικές μεθόδους μπορούν να υποβοηθήσουν στην εξέλιξη της έρευνας για την αναγνώριση των γενετικών δεικτών που προβλέπουν την απάντηση στην θεραπευτική και την μετάβασή τους στην κλινική πρακτική στις μελετώμενες αιματολογικές κακοήθειες.