Denna webbsida är endast avsedd för läkare och sjukvårdspersonal med förskrivningsrätt.

Ny metod att identifiera gener som kan driva hjärntumörer

Cancerforskare vid Uppsala universitet har utvecklat en metod för identifiering av funktionella mutationer och hur dessa påverkar gener med betydelse för utveckling av glioblastom – en malign hjärntumör med mycket negativ prognos. Studien är publicerad i Genome Biology.

Det mänskliga genomet rymmer närmare 22 000 gener. Många studier har utforskat de knappa två procent av vårt DNA som ger upphov till proteiner. Betydligt mindre är känt om de 98 procent som inte kodar för protein. Likväl rymmer dessa ickekodande regioner viktig information och reglerar bland annat om en gen är aktiv i olika vävnader, i olika utvecklingsstadier och i sjukdomar som cancer.

Cancer orsakas av genförändringar som leder till okontrollerad celldelning. Till de mest aggressiva cancerformerna hör glioblastom, en form av hjärntumör med mycket negativ prognos. Kunskapen om hur mutationer i ickekodande regioner driver glioblastom är begränsad. Forskare vid Uppsala universitet har därför helgenomsekvenserat DNA i tumörvävnad från patienter med glioblastom och analyserat de identifierade mutationerna.

Karin Forsberg Nilsson, professor vid institutionen för immunologi, genetik och patologi, Uppsala universitet. Foto: Mikael Wallerstedt

– En central uppgift var att identifiera funktionella mutationer med koppling till reglerande funktioner och potentiell relevans för cancercellens utveckling, och att särskilja dem från alla slumpmässiga variationer utan förmodad betydelse, säger professor Karin Forsberg-Nilsson vid institutionen för immunologi, genetik och patologi vd Uppsala universitet.

Forskarna utgick från att de DNA-sekvenser som i däggdjur förblivit oförändrade genom evolutionen sannolikt har viktiga funktioner. De samkörde därför de identifierade mutationerna i cancercellerna med befintlig kunskap om hur dessas respektive genetiska regioner utvecklats under evolutionen.

Kerstin Lindblad-Toh
Professor i komparativ genomik vid Institutionen för medicinsk biokemi och mikrobiologi, Jämförande genetik och funktionell genomik. Foto: Mikael Wallerstedt

– Vi valde att fokusera på en kategori mutationer i de bäst bevarade genetiska regionerna, vilka sannolikt har störst betydelse för reglering av gener, säger professor Kerstin-Lindblad-Toh vid institutionen för medicinsk biokemi och mikrobiologi vid Uppsala universitet, tillika Broad Institute, USA.

Forskarna validerade sina resultat med genen SEMA3C. Detta dels för att flera mutationer i ickekodande regulatoriska regioner lokaliserades nära SEMA3C. Dels för att tidigare forskning indikerat koppling mellan SEMA3C och sämre cancerprognoser.

– Vi studerade hur mutationer i icke-kodande regioner påverkar SEMA3Cs funktion och aktivitet. Våra resultat visar att en specifik, evolutionärt konserverad, mutation i SEMA3C:s närhet stör bindning av vissa proteiner vars uppgift är att binda gener och reglera deras aktivitet, säger Karin Forsberg-Nilsson.

I studien identifierades även fler än 200 andra gener berikade för ickekodande mutationer i de aktuella regionerna. Sannolikt har också dessa potential för reglering, vilket ytterligare ökar antalet gener med betydelse för utveckling av hjärntumörer

– Våra resultat befäster vikten av hur genetiska förändringar i icke-kodande regioner kan kopplas till både deras biologiska funktion och sjukdomspatologi, konstaterar Karin Forsberg-Nilsson.

Artikel: Sharadha Sakthikumar et al; Whole genome sequencing of glioblastoma reveals enrichment of non-coding constraint mutations in known and novel genes, Genome Biology 2020, https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-020-02035-x

TISDAG 3 NOVEMBER 12.00 – 12.45 (SV)

NU KAN DU ANMÄLA DIG
till denna webbföreläsning om hantering av immunrelaterade leverbiverkningar.
Under detta webinar kommer gastroenterologerna Erik Hertervig och Emma Nilsson
belysa varför patienter kan få leverbiverkningar av onkologisk immunterapi och hur
dessa kan hanteras.

Mer info och anmälan

Hjärntumör attackeras av kroppens eget försvar

Anna Dimberg tittar på ett objektglas

– Vi hoppas vi kunna hitta sätt för immunsystemet att hjälpa till att få bukt med de här tumörerna, säger Anna Dimberg, docent vid institutionen för immunologi, genetik och patologi.Foto/bild: Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse

Glioblastom är en svår typ av hjärntumör som idag inte går att bota. Anna Dimberg och Magnus Essand forskar om en metod att aktivera det egna immunförsvaret, genom att bygga ett ”boot camp” i hjärnan, där immunförsvarets T-celler tränas. Ett specialdesignat virus kan också hjälpa till att bekämpa tumören.

Hjärntumörer av typen glioblastom är otroligt aggressiva och än så länge finns det ingen behandling sin botar patienter.

– Kirurgi, strålning och kemoterapi är det som används, men det är inte tillräckligt eftersom tumörerna redan har hunnit sprida sig i hjärnan. Så därför hoppas vi kunna hitta sätt för immunsystemet att hjälpa till att få bukt med de här tumörerna, säger Anna Dimberg, som är docent vid institutionen för immunologi, genetik och patologi.

Att aktivera immunförsvaret i hjärnan är dock inte helt lätt, eftersom hjärnan har en helt annan immunologi än resten av kroppen. De så kallade T-cellerna som kan attackera tumörer har svårt att ta sig in i hjärnan och den immunologiska reaktionen sätts inte igång lika effektivt.

– Hjärnan måste skydda sig själv från en stark inflammation eftersom svullnad inne i hjärnan är väldigt farligt. Så hjärnan måste vara skyddad. Det finns få immunceller som kan aktivera T-cellerna och i regel saknas också T-celler, säger Magnus Essand, som är professor vid samma institution.

Aktivera T-cellerna i hjärnan

Men just i det här fallet kan T-cellerna rädda liv och därför arbetar forskarna med att hitta vägar att få ett starkt immunsvar inne i hjärnan genom att aktivera T-cellerna och hjälpa dem att komma in i vävnaden.

Vanligtvis sker aktiveringen av immunförsvaret i lymfkörtlar. När det gäller hjärnan måste molekylerna som tumörcellerna uttrycker transporteras ned till lymfkörtlar i nackregionen för att man ska kunna få till en immunreaktion mot tumören.

– Immunförsvaret måste lära sig att känna igen tumören och det är en ganska ineffektiv transport till lymfkörtlarna. Det vi vill göra är att skapa en lymfkörtelliknande struktur i närheten av tumören i hjärnan, så att man ska kunna få ett immunsvar på plats, säger Anna Dimberg.

Magnus Essand liknar det vid ett fältsjukhus eller ett ”boot camp” för immunförsvarets T-celler som krigar mot tumören. Dessutom använder forskarna ett specialdesignat virus som en målsökare för att nå fram till hjärnan.– Virus utlöser ett starkt immunsvar. Vi jobbar med två olika typer av virus som båda har förmåga att leta sig upp till blodkärlen i hjärnan. Virusen för med sig byggmaterialet som behövs för att påbörja byggandet av det här fältsjukhuset eller boot campen. En annan fördel med dessa virus är att de kan infektera tumörcellerna, så att immunsystemet känner igen tumörcellerna ännu bättre.

– Vi vill också förändra blodkärlen i hjärnan så det blir lättare för T-celler att ta sig in i tumören. Vi angriper det här på flera olika sätt och har väldigt lovande resultat i våra djurstudier, så vi hoppas verkligen att det här är något man kommer att kunna använda i framtiden, säger Anna Dimberg.

Lång väg till färdig behandling

Det är dock lång väg kvar innan en sådan här behandling kan nå ut till vården. Förutom goda resultat i sina prekliniska studier, behöver forskarna vara säkra på att behandlingen inte ger oönskade biverkningar eller långvariga toxiska effekter. Magnus Essand har tidigare utvecklat virus som idag används för att behandla cancer på Akademiska sjukhuset så han vet att det är mycket som krävs innan forskningsresultaten når patienterna.

– Hela processen måste dokumenteras väldigt väl, innan man ansöka hos Läkemedelsverket och dessutom ska en etisk kommitté ge sitt godkännande. Läkemedelsverket har ett stort regelverk som måste följas och deras uppgift är att titta på säkerheten från patientens perspektiv och ställa kritiska frågor.


Förutom goda resultat i sina prekliniska studier, behöver forskarna vara säkra på att behandlingen inte ger oönskade biverkningar eller långvariga toxiska effekter. Foto: Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse

Det gäller för forskarna att visa att behandlingen inte leder till farlig inflammation och att de nya strukturerna inte blir kvar i hjärnan efter att tumören är borta, vilket skulle leda till att det kvarstår en hyperreaktivitet i hjärnan.

– Vårt anslag sträcker sig fem år och det är nånstans där man kan tänka sig att vi har de data som krävs för att gå vidare till Läkemedelsverket. Först behövs det väldigt mycket grundforskning, konstaterar Anna Dimberg.

Det har visat sig att de lymfkörtelliknande strukturerna kan utvecklas i närheten av flera olika typer av cancer så intresset är stort inom forskarvärlden. Men än vet man väldigt lite om exakt hur de fungerar och hur den immunologiska aktiveringen sker.

– Det är mycket vi måste ta reda på under resans gång, så det är väldigt spännande även ur ett biologiskt perspektiv. Hoppet är förstås att det ska leda till något som kan vara till nytta för patienten, säger Anna Dimberg.

Fakta: Immunterapi mot hjärntumörer

Projektet “Breaking barriers to efficient immunotherapy of brain tumours“ har fått anslag från Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, med 31 500 000 kronor under fem år. Projektet startade i januari 2020 och leds av docent Anna Dimberg och professor Magnus Essand vid institutionen för immunologi, genetik och patologi, Uppsala universitet. Professor Bengt Westermark och professor Elisabetta Dejana vid samma institution medverkar också i projektet och bidrar med viktig expertis i neuroonkologi och blod-hjärn-barriärens biologi.

Ny forskning ger hopp om behandling för aggressiv hjärntumör

fr v: Giulia Saronio, Magnus Essand, Tina Sarén, Di Yu, Vendela Parrow och Annette Roos har deltagit i projektet

Med genetiskt modifierade celler hoppas forskare vid Uppsala universitet skapa en behandling för Glioblastom, en aggressiv hjärntumör som vården ännu saknar botemedel mot. ”Vår ambition är att påbörja kliniska studier inom fyra år, säger Magnus Essand, professor i genterapi.

Immunonkologi, att använda kroppens immunsystem mot cancersjukdomar, är ett vetenskapligt fält på stark frammarsch. År 2017 godkändes CAR T-celler vid behandling för lymfom och akut lymfatisk leukemi. Nu hoppas Magnus Essand och Di Yu, forskare vid Uppsala universitet, kunna utveckla tekniken till en behandling för Glioblastom, en aggressiv hjärntumör som vården ännu saknar botemedel mot.

– Metoden bygger på att utnyttja kroppens T-celler och deras förmåga att döda tumörer. Vår ambition är att extrahera dem ur patienten, tillföra en chimär antigenreceptor, CAR, med förmåga att selektivt identifiera glioblastomceller och återföra dem i kroppen. Att utveckla en CAR T-cellsprodukt är en omfattande process som vi påbörjade för flera år sedan, men resultaten är fortsatt lovande och vi går nu in i den sista prekliniska fasen, säger Magnus Essand, professor i genterapi.

Ett stort steg framåt togs i samarbete med SciLifeLabs Drug Discovery and Development Platform, (DDD), en nationell resurs som bistår landets forskare att utveckla nya substanser med utsikt att omsättas i framtida läkemedel. Det gemensamma projektet CAR T-cells for the treatment of Glioblastoma inleddes i december 2017 och resulterade nyligen i ett patent på en potentiell CAR T-bindning.

– Gruppen presenterade ett högkvalitativt projektupplägg som vår plattform har valt att prioritera hela vägen i mål. Att tillämpa vår kompetens inom antikroppar på CAR T-celler var en ny erfarenhet som gett oss betydelsefull kunskap inom avancerad cellterapi. Jag är personligen också mycket imponerad av forskargruppens engagemang och kommer att följa deras fortsatta arbete med stort intresse, konstaterar Vendela Parrow, projektledare vid DDD.

Med fokus på flexibilitet, utförlig dialog och effektiv problemlösning avslutades projektet 3 juni, efter två och ett halvt år som prioriterat projekt på DDD-plattformen. Vid ett möte i Uppsala Biomedicinskt centrum överlämnades ett symboliskt USB-minne, och båda parter betonade samarbetets synergieffekter och produktivitet.

– Att få tillgång till den expertis och teknik DDD tillhandahåller var direkt avgörande för oss att ta vårt arbete vidare. Att deras team genom hela processen även varit föredömligt tydliga i sin kommunikation kring gjorda framsteg har gjort det till en mycket lärorik tid, säger Tina Sarén, doktorand vid institutionen för immunologi, genetik och patologi.


En antikropp som binder till ett tumörantigen som uttrycks av glioblastom togs fram och en chimär antigen receptor (CAR) skapades genom att koppla antikroppen till en T-cellsreceptor. T-celler som bär på CAR känner därmed igen och dödar glioblastomceller.

Härnäst ska Magnus Essand och Di Yu validera resultaten för fortsatt utveckling innan arbetet med att skapa ändamålsenliga vektorer vidtar. Med bibehållet tempo hoppas de kunna ta steget till kliniska studier inom de kommande fyra åren.

– Ytterst få framsteg har gjort kring behandling för Glioblastom. Tumören ger ofta upphov till svåra symptom och medianöverlevnaden efter diagnos är bara drygt ett år. Visionen att skapa ett botemedel känns alltjämt avlägsen, men jag hoppas att vi inom överskådlig framtid kommer att kunna erbjuda en terapi som bidrar till en såväl förlängd som kvalitativ överlevnad för Glioblastompatienter, säger Magnus Essand.

 

Fakta

  • Forskargruppen utvecklar nya immunceller, så kallade CAR T-celler, och modifierade virus som kan förändra tumörers mikromiljö och förbättra utfallet för cancerimmunterapi.
  • SciLifeLabs DDD-plattform erbjuder stöd till akademiska forskare i Sverige som har idéer kring potentiella läkemedelskandidater.
  • DDD-plattformen erbjuder branschstandardinfrastruktur, expertis och strategiskt stöd i syfte att hjälpa projekt framåt i arbetet att skapa ett prekliniskt proof-of-concept.
  • Projekt kan fokusera på en terapeutisk human antikropp eller läkemedel bestående av små molekyler.

Livesänt webinar från MSD, måndag 6 juli 2020 17:00-18:30

An interactive, live webinar discussing the current treatment options, as well as patient cases in advanced renal cell carcinoma, featuring Dr. Brian Rini.

  • Overview of IO/TKI and IO/IO therapies for advanced RCC.
  • Key criteria for treatment decisions.
  • Adverse event management.
  • Discussion of selected patient cases provided by the Swiss RCC Net.

Participants will have the possibility to engage with the speaker during a live Q&A session.

More info and registration

SE-RCC-00003 06/20