Συνιστάται για ασθενείς με προχωρημένο μη-μικροκυτταρικό καρκίνο του πνεύμονα (ΜΜΚΠ), χωρίς στοχευόμενες ογκογενετικές μεταλλάξεις (driver mutations) και με έκφραση του υποδοχέα PDL1 σε ποσοστό μεγαλύτερο του 50% των κυττάρων. Ωστόσο, αρκετοί ασθενείς, δεν αποκρίνονται στη θεραπεία ή αναπτύσσουν αντίσταση μετά την αρχική θετική απόκριση. Συνεπώς, υπάρχει άμεση ανάγκη διαχωρισμού των ασθενών που θα επωφεληθούν από την αντι-PD1 μονοθεραπεία ή θα χρειαστούν πιο επιθετικές συνδυαστικές θεραπείες.
Η ανάπτυξη τρισδιάστατων (3D) πρωτογενών δυναμικών κυτταροκαλλιεργειών μικρο-ροής (microfluidic chip) μπορεί να επιτρέψει την απεικόνιση της δυναμικής αλληλεπίδρασης των κυττάρων του όγκου με κύτταρα του ανοσοποιητικού, να αναδείξει εξειδικευμένους βιοδείκτες και να συμβάλλει στην επιλογή της
κατάλληλης θεραπείας (ιατρική ακριβείας) μέσω αντίστροφης μετάφρασης. Πράγματι, πρόσφατες μελέτες έδειξαν ότι δυναμικές καλλιέργειες μικρο-ροής μελανώματος που εκτίθενται σε αντι-PD1 παράγουν επίπεδα των χημειοκινών CCL19 και CXCL13 που μπορούν να συσχετιστούν θετικά με τις κλινικές αποκρίσεις των ασθενών στο ίδιο φάρμακο. Η εφαρμογή παρόμοιων προσεγγίσεων στον καρκίνο του πνεύμονα, παραμένει ανοιχτό πεδίο.
Σκοπός του BioOnChip είναι να εξετάσει τις δυνατότητες εφαρμογής της καινοτόμου τρισδιάστατης δυναμικής καλλιέργειας καρκινικού ιστού, που είναι γνωστή ως tumor-on-chip, στην πρόβλεψη σε πραγματικό χρόνο την απόκριση ασθενών με ΜΜΚΠ σε θεραπεία με αντι-PD1.
Οι βρογχοσκοπικές βιοψίες όγκων είναι ελάχιστα παρεμβατικές, λαμβάνονται σχεδόν από όλους τους ασθενείς με ΜΜΚΠ και επομένως είναι ιδανικές για την χρήση τους σε πλατφόρμες επιλογής φαρμάκων.
Στόχος του προγράμματος είναι η ανάπτυξη των πρώτων, παγκοσμίως, καλλιεργειών βρογχοσκοπικών βιοψιών σε chip (BioOnChip). Σε αυτό το πλαίσιο θα οργανωθεί μια κλινική μελέτη που θα εξετάζει παράλληλα την κλινική απόκριση ασθενών με ΜΜΚΠ προχωρημένου σταδίου στην αντι-PD1 μονοθεραπεία και την αντίδραση των bronchoBOCs τους στην έκθεση στο αντι-PD1. Οι αποκρίσεις των bronchoBOC στην αντι-PD1 θεραπεία θα χαρακτηρισθούν με χρήση τεχνολογιών αιχμής που συνδυάζουν φασματομετρία μάζας (LC-MS/MS), κυτταρομετρία ροής (FACS), πολυπλεκτικές πλατφόρμες ανοσοεντοπισμού πρωτεϊνών (CBA, cytometric bead arrays), καθώς και απεικονιστικές τεχνικές. Μέθοδοι "Τεχνητής Νοημοσύνης" και "Μηχανικής Μάθησης" θα εφαρμοστούν ώστε να συσχετιστούν τα μοριακά δεδομένα των BioOnChip με την κλινική απόκριση των ασθενών με σκοπό να γίνει πρόγνωση βιοδεικτών με μεγαλύτερη ακρίβεια, ενώ θα αναπτυχθούν απλοϊκοί αλγόριθμοι που θα μπορούν να εφαρμοστούν σε δεδομένα μεγάλου όγκου ώστε να προβλέψουν την ανταπόκριση στη θεραπεία με ικανοποιητικό ποσοστό επιτυχίας.
Τα τελικά προϊόντα αυτού του προγράμματος θα είναι: 1. Μια τυποποιημένη προκλινική πλατφόρμα για διαλογή φαρμάκων, 2. μελέτη των κοινωνικοοικονομικών επιπτώσεων (Health Technology Assessment) της νέας τεχνολογίας, 3. ένας φιλικός προς τον χρήστη αλγόριθμος κλινικής πρόβλεψης και μια ηλεκτρονική πύλη, 4. η πρώτη ελληνική spin-out εταιρεία που προσφέρει πλατφόρμες όγκου σε τσιπ για τη διαλογή φαρμάκων στη φαρμακευτική βιομηχανία.
Ειδικότερα, οι στόχοι του έργου θα υλοποιηθούν μέσω των ακόλουθων δράσεων:
1) Ανάπτυξη καινοτόμων τρισδιάστατων καλλιεργειών από βρογχοσκοπικές βιοψίες
2) Ανάλυση με χρήση καινοτόμων τεχνολογιών της δράσης του αντι-PD1 στις καλλιέργειες
3) Επεξεργασία των δεδομένων ανάλυσης προς την κατεύθυνση της κατανόησης των μηχανισμών ανταπόκρισης στη θεραπεία με αντι-PD1
4) Δημιουργία αλγόριθμου Μηχανικής Μάθησης με σκοπό την πρόβλεψη ανταπόκρισης
5) Ανάπτυξη προσωποποιημένης πλατφόρμας προκλινικής αξιολόγησης ανοσοθεραπειών
6) Αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας του προγνωστικού εργαλείου και των κοινωνικοοικονομικών επιπτώσεων της εφαρμογής του στην κλινική πράξη (υπεργολαβία MYO Health Technology Assessment).
7) Διάχυση των αποτελεσμάτων από την Ελληνική Ομοσπονδία Καρκίνου (υπεργολαβία ΕΛΛΟΚ)
8) Σύσταση spin-out εταιρείας που θα προσφέρει πλατφόρμες όγκου σε τσιπ στη φαρμακευτική βιομηχανία για τη διαλογή φαρμάκων.
Η ανάγκη ανάπτυξης κλινικών και προ-κλινικών εργαλείων για την εφαρμογή ιατρικής ακριβείας στον τομέα της ανοσο-ογκολογίας είναι επιτακτική. Οι υπάρχουσες μέθοδοι περιορίζονται σε στατικές μετρήσεις βιολογικών δειγμάτων ασθενών. Η παρακολούθηση της αντίδρασης όγκων σε φαρμακευτικές ουσίες σε πραγματικό χρόνο αντικατοπτρίζει με μεγαλύτερη αξιοπιστία τις δυναμικές αλληλεπιδράσεις όγκου-ξενιστή, ωστόσο εκλείπουν κατάλληλα συστήματα μοντέλων. Υπάρχοντα μοντέλα, όπως η εμφύτευση ανθρωπίνων όγκων σε ανοσοκατασταλμένα ποντίκια, τα οποία παίρνουν βδομάδες με μήνες για να δημιουργηθούν και δεν περιέχουν το αυτόλογο ανοσολογικό περιβάλλον του όγκου. Στο παρόν έργο, θα παραδώσουμε μια καινοτόμα ατομική και λειτουργική τεχνική και εφαρμόσιμους αλγόριθμους που θα προβλέπουν την ανταπόκριση στο αντι-PD1 σε πραγματικό χρόνο χρησιμοποιώντας την τεχνολογία οργάνου σε chip (organon- chip). Αυτό θα έχει ως αποτέλεσμα οι ασθενείς με καρκίνο να επωφεληθούν άμεσα. Μερικοί από τους μοριακούς παράγοντες που θα ανακαλυφθούν μπορεί να είναι όχι μόνο δείκτες θετικού κλινικού αποτελέσματος, αλλά να έχουν και μηχανιστικό ρόλο στην παθογένεια του ΜΜΚΠ. Επομένως, να είναι και πιθανοί νέοι θεραπευτικοί στόχοι που αναμένεται να κινήσουν το ενδιαφέρον φαρμακευτικών εταιρειών. Οι κλινικοί γιατροί θα επωφεληθούν από την εισαγωγή ενός καινούριου προγνωστικού εργαλείου στην κλινική πράξη. Επιπλέον της βελτίωσης της ποιότητας ζωής των ασθενών με καρκίνο του πνεύμονα, το BioOnChip μπορεί να οδηγήσει και σε μείωση του κόστους για το ΕΣΥ μέσω της πιο στοχευμένης αντι-PD1 θεραπείας.
Για να επιταχυνθεί η εφαρμογή της νέας τεχνολογίας στον τομέα της υγείας, θα παραδώσουμε εκτενή αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας και των κοινωνικοοικονομικών επιπτώσεων της εφαρμογής της στο ΕΣΥ .
