Неинвазивныe методы молекулярной диагностики и клинического наблюдения и подходы к подбору персональной терапии при высокозлокачественных диффузных глиомах ствола мозга

Первичные опухоли центральной нервной системы (ЦНС) – самые распространенные опухоли в онкопедиатрии. K высокозлокачественным опухолям ЦНС относятся глиомы ствола мозга (ГСМ). Частота ГСМ составляет до 15 % от общего числа опухолей мозга. В зависимости от локализации опухоли ГСМ подразделяются на опухоли спиномедуллярные, среднего мозга, продолговатого мозга и моста, а в зависимости от данных МРТ – на ограниченные или диффузные [1]. Прогноз наиболее неблагоприятен для пациентов с диффузной опухолью, так как хирургическое удаление опухоли невозможно.

Согласно новой классификации ВОЗ 2021 г. (табл. 1), диффузные глиомы подразделяются на те, что преимущественно встречаются у взрослых либо у детей, при этом опухоли детского типа иногда могут встречаться у взрослых и наоборот [2]. Тем не менее разделение опухолей на данные типы необходимо ввиду наличия значимых прогностических и молекулярно-биологических различий. Классификация 2021 г. отражает текущее состояние молекулярной диагностики опухолей головного мозга, поэтому некоторые опухоли характеризуются конкретными генетическими нарушениями, позволяющими поставить полный диагноз, а некоторые – более общими молекулярными характеристиками (изменения сигнального пути MAPK). К детским диффузным глиомам ствола мозга относятся диффузная срединная глиома с повреждением H3K27 и диффузная глиома высокой степени злокачественности, H3-дикий тип и IDH-дикий тип. При этом в новой класси-

Классификация детских диффузных глиом [3]classification of paediatric-type diffuse gliomas [3]

Тип опухоли/Tumor type

Генетический профиль опухоли/ Genetic profile of tumor

Диффузные глиомы низкой степени злокачественности, детский тип/Paediatric-type diffuse low-grade gliomas Диффузная астроцитома, с альтерацией MYB- или MYBL1/                                MYB, MYBL1

Diffuse astrocytoma, MYB- or MYBL1-altered

Ангиоцентрическая глиома/Angiocentric glioma

MYB

BRAF , гены семейства FGFR/ FGFR gene family

Полиморфная нейроэпителиальная опухоль низкой степени злокачественности молодого возраста/ Polymorphous low-grade neuroepithelial tumor of the young

Диффузная глиома низкой степени злокачественности с повреждением

MAPK-сигнального пути/                                   FGFR1, BRAF

Diffuse low-grade glioma, MAPK pathway-altered

Диффузные глиомы высокой степени злокачественности, детский тип/Paediatric-type diffuse high-grade gliomas

Диффузная срединная глиома с повреждением H3K27/

H3K27, TP53, ACVR1, PDGFRA, EGFR,

Diffuse midline glioma, H3 K27-altered

EZHIP

Диффузная полушарная глиома, H3G34-мутантный тип/ Diffuse hemispheric glioma, H3 G34-mutant

H3G34, TP53, ATRX

Диффузная глиома высокой степени злокачественности, детский тип, IDH-дикий тип/ IDH-wildtype, Н3-дикий

H3-дикий тип и IDH-дикий тип/                     тип/ H3-wildtype, PDGFRA, MYCN, EGFR

Diffuse pediatric-type high-grade glioma, H3-wildtype and IDH-wildtype)                 (метилом/methylome)

ALK, ROS, MET , гены семейства NTRK/

Инфантильная полушарная глиома/Infant-type hemispheric glioma                   _{NTRK gene family}

Диагностические критерии детских ДГСМ diagnostic criteria of paediatric-type diffuse gliomas

Тип опухоли/ Tumor Type

Критерии/Criteria

Основные/Essential

Вспомогательные/ Desirable

Диффузная срединная глиома с повреждением H3K27/

K27 M-altered diffuse glioma

Диффузная глиома срединной линии с потерей K27me3, подтвержденная иммуногистохимией/diffuse midline glioma with loss of K27me3 by immunohistochemistry И/AND;

Мутация K27M для H3K27-мутантного подтипа/

K27M mutation for H3 K27-mutant subtype ИЛИ/OR;

Патогенная мутация или амплификация EGFR для EGFR-мутантного подтипа/ pathogenic mutation or amplification of EGFR for the EGFR-mutant subtype ИЛИ/OR ;

Гиперэкспрессия EZHIP для подтипа с гиперэкспрессией EZHIP, H3-дикий тип/ overexpression of EZHIP for the H3-wildtype with EZHIP overexpression subtype ИЛИ/OR;

Профиль метилирования одного из подтипов диффузной глиомы срединной линии/methylation profile of one of the subtypes of diffuse midline glioma

Диффузная глиома высокой степени злокачественности, детский тип, H3-дикий тип и IDH-дикий тип/ Diffuse paediatric-type high-grade glioma H3-wildtype and IDH-wildtype

Диффузная глиома у детей или молодых людей с высокой митотической активностью/a diffuse glioma in a child or young adult with high mitotic activity И/AND;

Отсутствие мутаций IDH1 or IDH2 / absence of IDH1 or IDH2 mutations И/AND;

Отсутствие мутаций в гене, кодирующем H3/absence of H3 mutations И/AND;

Профиль метилирования: pHGG RTK1, RTK2 или MYCN/ methylation profile: pHGG RTK1, RTK2 or MYCN ИЛИ/OR; Повреждение генов PDGFRA , EGFR или амплификация гена MYCN/PDGFRA alteration , EGFR alteration , or MYCN amplification

Результаты молекулярнобиологических исследований, отличающие подтип H3.1 или H3.2 от подтипа H3.3/ Results of molecular-biological analysis discriminating the H3.1 or H3.2 subtype from the H3.3 subtype

– микроваскулярная пролиферация/ microvascular proliferation;

– некроз (обычно с наличием палисадных структур)/necrosis (generally palisading);

– сохранено триметилирование гистона H3 (K27me3)/K27me3 retained

фикации первый тип изменил свое название с H3 K27M-mutant на H3 K27-altered, чтобы отразить дополнительные механизмы повреждения H3 в данных опухолях.

При H3 K27-altered и глиоме инфантильного типа иногда может быть обнаружена морфология низкой степени злокачественности. Однако в целом диффузные глиомы высокой степени злокачественности детского типа являются агрессивными опухолями с неблагоприятным прогнозом с присвоением 4-й степени (за исключением инфантильной полушарной глиомы) вне зависимости от морфологии опухоли [4].

Основной метод лечения диффузных злокачественных ГСМ (ДГСМ) – радиотерапия в сочетании с химиотерапией (адъювантной, неоадъювантной и другими типами химиотерапии) [5]. В большинстве случаев после такого лечения наблюдается прогрессирование. На данный момент сочетание классической химиотерапии c радиотерапией при ДГСМ особых преимуществ не дает и мало отличается по результату от радиотерапии. В настоящее время ДГСМ неизлечимы, но активно ведутся разработки новых методов лечения, в том числе основанных на новаторских технологиях. Также известны случаи долговременного выживания пациентов, и они не единичны [6].

Основной метод диагностики ДГСМ – МРТ или КТ и комплексное клиническое обследование пациента. Мониторинг течения болезни может проводиться с использованием МРТ, также применяется позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) [7]. В ряде случаев диагноз ДГСМ, поставленный на основании МРТ и клинических данных, не подтверждался после биопсии. Хотя забор биопсийного материала при ДГСМ возможен и во многих случаях безопасен [7], при любом инвазивном методе забора ткани существует вероятность диссеминации клеток опухоли [8], а многократная биопсия может существенно снижать качество жизни. Кроме того, в ряде случаев генотипирование опухолевой ткани при ДГСМ не выполнимо из-за невозможности получения биопсии, особенно в случае метастатической опухоли. Наконец, из-за генетической гетерогенности клеток опухоли, характерной для ДГСМ, необходимо определять весь спектр присутствующих в ней соматических онкогенных мутаций, что затруднительно при анализе биопсии ткани [9]. Таким образом, становятся актуальными разработка и клиническая апробация принципиально новых, неинвазивных подходов к молекулярной диагностике и клиническому наблюдению больных ДГСМ.

Существует несколько методов в молекулярной диагностике заболеваний, в том числе подходы, основанные на обнаружении онкомаркеров в крови, спинномозговом ликворе или любой другой биологической жидкости (жидкостной биопсии). Онкомаркеры, присутствующие в жидкостной биопсии, – циркулирующие клетки опухоли (цКО), внеклеточная циркулирующая ДНК и РНК опухолевых клеток (цвoДНК и цвoРНК), циркулирующие нуклеосомы опухоли (цНО) и другие опухоль-специфичные биомаркеры [10–12]. Анализ жидкостной биопсии имеет ряд очевидных преимуществ по сравнению с классическим анализом тканевой биопсии, жидкостная биопсия менее инвазивна и позволяет оценить спектр мутаций во всех субпопуляциях генетически гетерогенной опухоли.

Применимость молекулярного анализа жидкостной биопсии в клинической диагностике ДГСМ продемонстрирована в нескольких исследованиях, проведенных в ряде стран [13, 14]. Данное направление активно развивается, с момента недавней публикации подробного обзора, посвященного молекулярной диагностике на основе жидкостной биопсии в нейроонкопедиатрии [14], менее чем за год опубликованы результаты десятков клинических и лабораторных исследований на эту тему.

Молекулярная характеристика высокозлокачественных ДГСМ

Детские ДГСМ можно подразделить на типы, которые отличаются профилем экспрессии генов и/или набором онкогенных мутаций: диффузная срединная глиома с повреждением H3K27 (Diffuse midline glioma, H3 K27-altered) и диффузная глиома высокой степени злокачественности, H3-дикий тип и IDH-дикий тип (Diffuse pediatric-type high-grade glioma, H3-wildtype and IDH-wildtype). В классификации ВОЗ 2021 г. представлены критерии диагностики данных типов (табл. 2) [4].

Выявление сигнальных путей клеток опухоли и медикаментозное воздействие на мишени в таких путях – основа таргетной терапии. Например, один из основных сигнальных путей при ДГСМ ‒ это сигнальный каскад PI3K/АКТ/mTOR, также важную роль играет MEK/ERK путь, терапевтический потенциал ингибирования этих путей при ДСГМ продемонстрирован в нескольких исследованиях. Онкогенная активация или инактивация сигнальных путей в большинстве случаев связана с наличием мутаций в генах, кодирующих белки данных сигнальных путей. К настоящему времени охарактеризован спектр мутаций, присутствующих в опухолях ДГСМ, и этот список мутаций растет. Наиболее часто соматические мутации при ДГСМ встречаются в генах H3F3A, HIST1H3B/C , HIST2H3A/C, ACVR1, TP53, PDGFRA, PIK3CA и MYC [15], также обнаружены мутации в генах PPM1D, EGFR, BRAF, PDGFRA, MED12, KIT, MET, ARID1B, CHEK2, FGFR1, PIK3R1, ASXL1 [16].

В обзоре мы подробно рассматриваем H3K27-altered тип диффузной глиомы с локализацией в стволе головного мозга. Диффузные срединные глиомы детского типа характеризуются потерей триметилирования лизина 27 гистона H3

Таблица 3/table 3

Значимые мутации при высокозлокачественных ДГСМ significant mutation of paediatric-type diffuse high-grade gliomas

Ген/Gene                                           Мутации/Mutations

H3F3A                                        К27М, K27I

ACVR1                         G356D, G328W, R206H, Q207E, R258G, G328E, G328V

PIK3CA                                         H1047R

TP53                     C135W, R248W, R273H, V157F, R273, R273L, R282W, R141C, R116W

PDGFRA           D842V, G79D, C235Y, T276P, T345H, W449C, R479Q, T281P, N659K, T281P, A341T, A529fs

PPM1D            Мутации, приводящие к укороченной форме белка/ Mutations leading to a truncated protein

(H3K27me3) и делятся на 3 подтипа: 1) ДГСМ с мутацией H3K27M/I, 2) ДГСМ с гиперэкспрессией EZHIP , H3-дикий тип, т.е. отсутствием мутации в гене гистона H3, 3) диффузные глиомы таламуса ДГСМ с повреждением (в т.ч. амплификацией) гена EGFR [4].

Прогноз течения болезни наиболее неблагоприятен для пациентов с ДГСМ с повреждением H3K27, у которых в опухоли присутствует соматическая мутация, приводящая к аминокислотной замене лизина на метионин в позиции 27 белковой цепи гистонов Н3.1 и H3.3 (K27М мутация в генах H3F3A, HIST1H3B/C , HIST2H3A/C ) [17] или, в редких случаях, замене лизина на изолейцин (H3.3-K27I) [16]. Мутация H3K27M встречается в ~ 80 % случаев ДГСМ. Данная мутация приводит к ингибированию комплекса эпигенетической регуляции PRC2, вовлеченного в модификацию хроматина [18]. При этом механизм подтипа ДГСМ со сверхэкспрессией EZHIP также связан с потерей триметилирования H3K27 посредством ингибирования активности PRC2 [4]. Так как при отсутствии мутации лизин гистона Н3 в позиции 27 (К27) подвергается эпигенетическим модификациям, в клетках опухоли с заменой К27М происходят глобальные и локальные изменения профиля метилирования и ацетилирования этого сайта, в свою очередь, приводящие к изменению экспрессии множества генов. Таким образом, гистон становится «онкогистоном» [19].

Мутация К27М при ДГСМ часто встречается вместе с мутациями (табл. 3) в онкосупрессорных генах и генах регуляции клеточного цикла (TP53, PPM1D) или генах, кодирующих белки сигнальных путей (ACVR1, PIK3CA), и считается, что одна мутация инициирует опухоль, но наличие второй мутации необходимо для развития опухоли [9, 20]. Например, показано, что мутация R206H гена ACVR1 «кооперирует» с K27M и наличие этих двух мутаций стимулирует и ускоряет развитие глиомы [17]. Присутствие К27М приводит к фенотипу, характерному для менее дифференцированных стволовых клеток [21], в то время как удаление К27М из клеток ДГСМ приводит к дифференциации и снижению уровня виментина – маркера клеток с мезенхимальным (метастатическим) фенотипом [22]. Еще одна мутация в генах гистона Н3.3 при ДГСМ – мутация, приводящая к аминокислотной замене G34R/V (также обнаружен в глиобластомах у детей) [23]. Примечательно, что K27M тoже встречается в ряде других опухолей, т.е. область клинического применения методов детекции этих мутаций не ограничивается ДГСМ [24]. Наиболее часто встречающиеся при ДГСМ соматические мутации гена ACVR1, кодирующего ALK2-киназу, – это мутации, приводящие к аминокислотным заменам G356D, G328W, R206H, Q207E, R258G, G328E, G328V (некоторые из них также характерны для оссифицирующей прогрессирующей фибродисплазии) [25]. Мутации гена ACVR1 присутствуют у ~ 30 % пациентов с ДГСМ [26]. Ген PIK3CA кодирует одну из субъединиц фосфатидилинозитол-3-киназы (PI3К). При ДГСМ в нем наиболее часто обнаружена мутация H1047R, которая приводит к гиперактивации PI3K-киназы и по некоторым фенотипическим характеристикам приближает клетки к стволовым [27]. Мутации в гене TP53, кодирующем белок p53, вовлеченный в процессы распознавания поврежденной ДНК, регуляции клеточного цикла и запуска апоптоза, встречаются во многих видах опухолей. При ДГСМ в гене TP53 обнаружены мутации, приводящие к аминокислотным заменам C135W, R248W, R273H, V157F, R273, R273L, R282W, R141C, R116W и ряда других [28]. Также при ДГСМ часто происходит амплификация гена PDGFRA и обнаружены мутации, приводящие к аминокислотным заменам D842V, G79D, C235Y, T276P, T345H, W449C, R479Q, T281P, N659K, T281P, A341T, A529fs (и ряда других) в PDFRA [29, 30]. Соматические мутации в гене PPM1D, кодирующем протеинфосфата-зу 1D, обнаружены у ~ 25 % ДГСМ, чаще всего это мутация, приводящая к образованию укороченной формы белка (PPM1D truncated) [31].

Таргетная терапия ДГСМ

В рамках персонализированной медицины таргетная химиотерапия подбирается с учетом молекулярных характеристик конкретного новообразования, в зависимости от присутствующих мутаций опухоль по-разному отвечает на химиотерапию. Этот подход применяется, в том числе, и при опухолях ЦНС. Например, исследование, проведенное на группе из семи пациентов с ДГСМ и наличием мутации H3K27M, чей возраст был менее 20 лет, указывает на возможную перспективность адъювантной химиотерапии малой молекулой ONC201 (селективный антагонист рецептора дофамина DRD2/3) [32]. Так как клетки ДГСМ с мутацией H3K27M экспрессируют большое количество дисиалоганглиозида GD2, предполагается, что для иммунотерапии ДГСМ с данной мутацией можно использовать Т-клетки с химерным антигенным рецептором (CAR-T) GD2 [33]. Также ингибирование синтеза ганглиозидов с помощью элиглустата (ингибитора глюкозилцерамидсинтазы, используемого для лечения детей с болезнью Гоше) полностью ингибировало пролиферацию H3K27M клеток in vitro, и GD2 может оказаться терапевтической мишенью при данном заболевании [34]. В случае ДГСМ с мутацией H3K27M перспективной может оказаться и иммунотерапия CAR-T, направленная на комплекс alphav- beta3-интегринов [35]. Также в клетках ДГСМ с H3.3K27M наблюдается усиление гликолиза, глутаминолиза и метаболизма трикарбоновых кислот с повышенной продукцией альфа-кетоглутарата, при этом на животных моделях было показано, что ингибирование ключевых ферментов гликолиза или глутаминолиза увеличивало выживаемость [36]. Недавние исследования, в том числе клинические, показали эффективность малой молекулы ONC201 (ингибитора Akt- и ERK-киназ) при H3K27M ДГСМ, общая выживаемость пациентов, получавших терапию ONC201, – 18 мес, а если они дополнительно получали повторное облучение, то 22 мес, в то время как средняя общая выживаемость при данном заболевании составляет 9–11 мес [37].

Предполагается, что для пациентов с ДГСМ с мутациями гена PPM1D может оказаться успешной терапия ингибиторами белка PPM1D в сочетании с радиотерапией [31], а также терапия ингибиторами PARP [38]. Наличие мутации в гене PPM1D при ДГСМ приводит к подавлению экспрессии гена NAPRT , кодирующего никотинат фосфорибозил трансферазу – один из ключевых ферментов, осуществляющих биосинтез НАД, поэтому клетки с такой мутацией особенно чувствительны к ингибированию этого фермента [39]. Предполагается, что в случае пациентов с ДГСМ с мутациями гена ACVR1 можно применять терапию ингибиторами ALK2 (например, LDN-193189 и LDN-214117, проходящими через гемато-энцефалический барьер), хотя предполагается, что наиболее эффективной она будет в сочетании с другими видами терапии, например, ингибиторами mTOR в случае, если в опухоли также присутствуют мутации в сигнальном пути PI3K/mTOR [40].

Таким образом, определение мутационного статуса клеток опухоли ДГСМ имеет значение в клинике. Так как люмбальная пункция для анализа ликвора более инвазивна по сравнению с забором периферической крови, врачей привлекают мето- ды, основанные на анализе крови. Метод цифровой капельной ПЦР (цкПЦР) позволяет обнаруживать крайне малые количества ДНК в образце. Показано, что с помощью метода цкПЦР можно обнаружить внеклеточную циркулирующую опухолевую ДНК (цвoДНК) в жидкостной биопсии пациента, в том числе в цереброспинальной жидкости и крови при ДГСМ [13, 14, 41]. Также продемонстрировано, что мутацию H3K27M в цвоДНК, выделенной из спинномозгового ликвора, можно обнаружить с использованием секвенирования по Сэнгеру либо методом nested-ПЦР [42]. Секвенирование цвoДНК для обнаружения в жидкостной биопсии мутаций, специфичных для опухоли, было использовано еще в одном исследовании. В нем было проведено сравнение результатов генотипирования тканевой биопсии опухоли и жидкостной биопсии в группе пациентов с ДГСМ и мутациями K27M и ACVR1 G328E. Чувствительность и специфичность секвенирования с использованием платформы Nanopore – 100 и 98,8 % соответственно [43]. Глубокое секвенирование цвоДНК, выделенной из плазмы крови или спинномозгового ликвора пациентов с ДГСМ, показало, что метод секвенирования более чувствителен в случае использования спинномозгового ликвора, нежели плазмы [44].

Помимо применения в диагностике, определение мутационного статуса цвoДНК и количественное измерение опухоль-специфичной цвoДНК в ходе терапии позволяют подобрать персонализированный курс лечения и по изменению уровня цвоДНК проводить мониторинг ответа опухоли на терапию. Известно, что один из побочных эффектов многих видов терапии – это стимулирование «эволюции опухоли» (изменение спектра соматических мутаций опухоли, за счет чего она приобретает устойчивость к терапии). Более того, изменения в геноме происходят в клетках опухоли ДГСМ намного чаще в ходе лечения, чем на стадии диагностики. Поэтому целесообразно использование жидкой биопсии для мониторинга эволюции опухоли ДГСМ, так как спектр присутствующих в ней мутаций может меняться в ходе лечения. Так, количественное измерение вцоДНК в ходе лечения позволило пронаблюдать за снижением уровня вцоДНК в ответ на терапию [41, 45, 46]. Важно отметить, что на количество вцоДНК может влиять ряд факторов, таких как терапия или местоположение опухоли, и их надо учитывать при мониторинге вцоДНК у пациента [47]. Недавняя работа показала, что лучшие результаты по детекции Н3К27М цифровой ПЦР достигаются при вентрикулярном взятии ликвора, нежели люмбальном, в связи с большей концентрацией вцоДНК [48].

Возможно также использование циркулирующих микроРНК как биомаркеров. Описано 13 микроРНК, которые могут быть использованы в качестве биомаркеров для неинвазивной прогностики ДГСМ по образцам крови. Повышенная экспрессия miR-4714-3p, miR-551b и miR-4505 связана с лучшим прогнозом выживаемости пациентов. Напротив, повышенная экспрессия miR-6090, miR-6089, miR-3960, miR-936, miR-1207-5p, miR-202-3p, miR-3676-5p, miR-4634, miR-4539 и miR-4299 ассоциирована с худшим прогнозом. Однако важно учитывать, что изменения уровней экспрессии данных микроРНК встречаются и при других опухолевых и неопухолевых заболеваниях головного мозга [49].

Особого внимания заслуживают внеклеточные везикулы опухоли (вВо). Внеклеточные везикулы секретируются как нормальными, так и опухолевыми клетками, и их молекулярный состав (молекулярное карго) динамично меняется в зависимости от протекающих в клетке процессов [12]. Поэтому они могут быть использованы как диагностические и прогностические маркеры, в том числе и при злокачественных новообразованиях головного мозга, включая ДГСМ. Внеклеточные везикулы подразделяют на несколько классов, например экзосомы, микровезикулы, апоптотические тельца. Обнаружено, что репертуар белков и микроРНК в составе экзосом, секретируемых клетками ДГСМ, отличается от состава экзосом, секретируемых нормальными тканями [50], что также можно использовать для неинвазивной диагностики. Наконец, анализ протеома спинномозгового ликвора у пациентов с ДГСМ с использованием масс-спектрометрии выявил 528 уникальных опухоль-специфичных белков [27]. Практическое применение этого подхода в клинике станет возможным при удешевлении и упрощении методов масс-спектрометрического анализа.

Использование клеточных моделей

Учитывая важность 3D-архитектуры опухоли, ее микроокружения и внеклеточного матрикса (ВКМ) в патогенезе злокачественных новообразований [51], ведутся разработки клеточных и тканевых моделей ДГСМ, которые позволят изучать поведение клеток опухоли ex vivo в 3D-культуральных моделях и тканевом микроокружении опухоли, выявлять новые диагностические и прогностические биомаркеры, проводить скрининг биологически активных веществ для таргетной терапии [52]. Так, 3D-система, состоящая из клеток ДГСМ, астроцитов мыши, выделенных из ствола головного мозга, а также синтетического внеклеточного матрикса (сВКМ), воспроизводящего некоторые особенности ВКМ мозга, была использована для изучения инвазии клеток ДГСМ и поисков терапевтических подходов, нацеленных на их инвазивное поведение [53]. Разработана система совместного культивирования клеток нейробластомы и 3D-органоидов DMG для персонализированной оценки новых противоопухолевых иммунотерапевтических подходов [54]. Скрининг 400 одобренных химиотерапевтических препаратов и малых молекул на первичных культурах клеток, полученных от пациентов с ДГСМ, в том числе 3D-культурах (нейросферы), выявил индивидуальную чувствительность клеток к некоторым протестированным веществам в зависимости от носительства специфических молекулярных маркеров. Так, на чувствительность к ингибиторам ATM/DNA-PK влияла амплификация гена MYCN, на ответ на ингибиторы MDM2 или PARP1 – транкирующие мутации в гене PPM1D, а некоторые мутации в гене PDGFRA придавали чувствительность к ряду ингибиторов RTK [55]. Не только клетки опухоли, но и компоненты опухолевого микроокружения являются мишенями для терапии и потенциальными диагностическими и прогностическими маркерами [51]. Биоинформатический анализ выявил гены, кодирующие компоненты ЕСМ и дифференциально экспрессирующиеся при ДГСМ [56, 57], их потенциальная роль в качестве биомаркеров нуждается в дальнейшей оценке.

Наконец, 3D-культуральные системы позволяют ex vivo изучать биологию цКО, а также проводить подбор персонализированной терапии на основе анализа ответа цКО пациента на различные терапевтические препараты, как было продемонстрировано на раке молочной железы в недавней работе [58]. Выделение цКО из крови или спинномозгового ликвора пациента относительно неинвазивно по сравнению с игольной биопсией, что делает такой подход особенно привлекательным. Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) препятствует выходу большинства онкомаркеров в кровоток, поэтому, к примеру, опухоль-специфичная цвoДНК обнаруживается в крови, как правило, на поздних стадиях болезни. Эта проблема может быть решена за счет применения сверхчувствительных методов обнаружения онкомаркеров, а также за счет воздействий на ГЭБ, временно изменяющих его проницаемость. Многокомпонентные 3D-системы, моделирующие ГЭБ [59], в особенности системы с проточными ячейками (перфузионные системы), включающие в себя опухоль, опухолевое микроокружение, ГЭБ и циркулирующую среду, позволят подобрать подходы, временно меняющие проницаемость ГЭБ. Эти же системы могут быть использованы для оценки индивидуальных характеристик цКО пациента, их метастатического потенциала, чувствительности к терапии, особенностей взаимодействия с другими клетками и тканями-мишенями при метастазировании.

Заключение

Неинвазивное определение молекулярногенетического профиля опухоли ДГСМ на этапах диагностики и лечения, а также использование 3D-клеточных моделей ДГСМ для разработки таргетной терапии и поиска опухоль-специфичных маркеров позволят: 1) подбирать таргетную терапию в зависимости от мутационного статуса клеток опухоли, 2) менять терапию в случае «эволюции» опухоли и 3) обнаружить новые биомаркеры и новые терапевтические мишени. Все это указывает на актуальность разработки и внедрения в