Z punktu widzenia naukowego i praktycznego, co zdecydowało o wysokiej wyleczalności białaczek u dzieci i o tym, że możemy dyskutować nie tylko o ratowaniu życia, ale też o bezpieczeństwie terapii?

Postęp zawdzięczamy badaniom w obszarze biologii molekularnej i genetyki, które poszerzyły wiedzę na temat molekularnej patogenezy ostrych białaczek, umożliwiły identyfikację nowych markerów diagnostycznych i czynników rokowniczych. Prawidłowe rozpoznanie np. ostrej białaczki limfoblastycznej z dokładną oceną immunologiczną i genetyczną poprzedza i determinuje dziś wybór typu i intensywności leczenia. Ponieważ onkohematologia dziecięca zajmuje się chorobami rzadkimi i bardzo rzadkimi, postęp ten odbywa się w ramach międzynarodowych konsorcjów naukowych i grup roboczych dokonujących odkryć, tworzących standardy leczenia chorób nowotworowych oraz chorób krwi u dzieci na podstawie protokołów terapeutycznych. 

Po odkryciu rearanżacji w komórkach nowotworowych w postaci chromosomu Filadelfia zaczęto szukać innych aberracji chromosomowych specyficznych dla poszczególnych typów nowotworów, głównie białaczek, odkrywając je w ostrej białaczce szpikowej i w ostrej białaczce limfoblastycznej. Początkowo techniki genetyczne pozwalały tylko na identyfikację rearanżacji chromosomowej w komórkach interfazalnych: translokacji, delecji, naddatku materiału genetycznego w poszczególnych chromosomach u ok. 60% pacjentów z białaczkami. Później technologia FISH (fluorescencyjna hybrydyzacja in situ) dała możność identyfikacji i oceny zaburzeń genetycznych u ponad 90% pacjentów bez konieczności hodowli komórkowej, na podstawie obrazu komórek interfazalnych, znacznie szybciej i na większej ich liczbie niż w przypadku kariotypów.

Zaawansowane techniki genetyki molekularnej pozwalają obecnie na identyfikację nawet poszczególnych genów ulegających rearanżacji w różnych białaczkach. Z określonych nieprawidłowości u dużej liczby pacjentów wywiedliśmy znaczenie prognostyczne tych zmian, powstały stratyfikacje do grup ryzyka oraz ryzyka nawrotu i związane z nimi protokoły terapii.

Kolejny postęp przyniosło narzędzie do oceny tzw. choroby resztkowej: cytometria przepływowa, urządzenie laserowe, pozwalające zliczać/selekcjonować ogromne ilości komórek o określonych cechach antygenowych. Określiwszy już na początku choroby specyficzne cechy immunologiczne nowotworu, charakterystyczny wzór antygenowy komórki białaczkowej (konkretne antygeny na powierzchni albo w cytoplazmie blastów), za pomocą cytometru potrafimy rozpoznać wśród 1 mln komórek jedną czy kilka komórek nowotworowych o tym charakterystycznym wzorze. 

Jeszcze dokładniejsze narzędzia zawdzięczamy zaawansowanym technikom diagnostyki molekularnej. Pozwalają nam one na określenie sygnatury molekularnej/genetycznej nowotworowych blastów. Dzięki obu tym zaawansowanym technikom jesteśmy w stanie z wielką czułością określić, czy wśród - nawet dziesiątków milionów komórek - znajdują się komórki o nieprawidłowym wzorze genetycznym lub antygenowym. Te dwa narzędzia w dużej mierze pokrywają się ze sobą, ale w niewielkim odsetku każde z nich potrafi wykryć dodatkowe cechy, niewykrywalne tylko jednym z nich. W ten sposób praktycznie niemal u każdego pacjenta możemy stwierdzić obecność minimalnej choroby resztkowej - po zakończeniu terapii, ale też w ramach monitoringu jej skuteczności, by w razie stwierdzenia oporności komórek białaczkowych zdecydować o intensyfikacji dawek czy zmianie leczenia. 

Czy zidentyfikowano więcej czynników środowiskowych powodujących nowotwory u dzieci?

Są znane od dawna, w miarę czasu przybywa dowodów na ich działanie rakotwórcze. U dorosłych dominuje mechanizm kumulowania się poszczególnych zaburzeń genetycznych spowodowanych czynnikami środowiskowymi. U dzieci te czynniki, nawet w minimalnych dawkach, mogą oddziaływać na komórki rozrodcze czy w pierwszych etapach rozwoju na płód czy organizm noworodka. Nie muszą skutkować wadą wrodzoną, ale mogą powodować zmiany w genomie komórek różnych narządów, np. zawiązków układu krwiotwórczego. Nowotwór może powstać w okresie rozwoju wewnątrzmacicznego albo u noworodka/dziecka bombardowanego przez kolejne czynniki środowiskowe. Okres 2-3 miesięcy przed poczęciem dziecka, jak stwierdzono, jest bardzo istotny. Dlatego komórki rozrodcze przyszłych rodziców powinny być pod ochroną na 2-3 miesiące przed poczęciem dziecka. 

Jakie były kamienie milowe w badaniach genetycznych w białaczkach?

Po odkryciu chromosomu Filadelfia występującego w komórkach przewlekłej białaczki szpikowej, w miarę doskonalenia technik molekularnych odkryto z kolei, że jest on wynikiem wzajemnej translokacji pomiędzy chromosomem 9 a 22, a następnie, że ta translokacja powoduje przeniesienie fragmentu jednego genu z chromosomu 9 do genu znajdującego się w chromosomie 22, na skutek czego powstaje gen fuzyjny, w normalnych komórkach nieobecny. Stwierdzono też, że produkt tego genu ma charakter enzymu kinazy tyrozynowej - formę kinazy niewystępującej w normalnych komórkach - która w komórkach zmienionych powoduje pobudzenie ich do stałej proliferacji. Na koniec wynaleziono sposób wyłączenia tego mechanizmu. Fizycy, chemicy i biolodzy uzyskali związek, drobny peptyd, który imituje tę kinazę i zamiast niej wchodzi w połączenie powodujące blokowanie powstawania związku generującego proliferację. Tak powstał pierwszy preparat terapii celowanej ukierunkowanej molekularnie - imatinib. Ten pierwszy inhibitor kinazy tyrozynowej zrewolucjonizował leczenie przewlekłej białaczki szpikowej zarówno u chorych dorosłych jak i w populacji pediatrycznej, zastępując przeszczepienie hematopoetycznych komórek macierzystych i poprawiając wyniki leczenia. Nie leczy istoty choroby, nie powoduje bowiem cofnięcia się defektu genetycznego, ale skutecznie blokuje efekt działania wadliwego genu.

Od tego momentu zaczął się pochód nowych cząsteczek terapii celowanej ukierunkowanej molekularnie. Są wśród nich także przeciwciała monoklonalne ukierunkowane z kolei na specyficzne antygeny na powierzchni komórek nowotworowych. W ten sposób przeszliśmy z epoki chemioterapii: walenia młotem na oślep, do precyzyjnej terapii biologicznej, która uderza w konkretne cele w komórce nowotworowej. Daje ona szansę znacznego zmniejszenia toksyczności terapii. Jednak komórki nowotworu potrafią wytworzyć alternatywne szlaki sygnałowe, co skutkuje ich opornością na poszczególne leki. U części pacjentów dochodzi do oporności już na początku terapii. 

Następna rewelacja to terapia komórkowa: genetycznie zmodyfikowane komórki CAR-T, jak się okazuje, dające szansę wyleczenia pacjentom, u których wyczerpaliśmy wszelkie możliwości chemioterapii i terapii biologicznej. W organizmach niektórych pacjentów utrzymują się długo, chroniąc przed nawrotem choroby.

Od kiedy zaczęliśmy odchodzić od chemioterapii w stronę leczenia biologicznego, leków ukierunkowanych molekularnie czy immunokompetentnych? 

To zależy od typu nowotworu. W niektórych chorobach chemioterapia, przy akceptowalnych toksycznościach, przynosi bardzo dobre wyniki. Np. w ostrej białaczce limfoblastycznej u dzieci możemy wyleczyć ponad 90% pacjentów. Głównym zadaniem naszego nowego programu terapeutycznego, stosowanego od początku tego roku, jest nie tyle poprawa wyników wyleczalności, co wyselekcjonowanie grupy pacjentów bardzo wysokiego ryzyka, wykazujących od początku choroby oporność na leczenie, w celu zastosowania u nich metod alternatywnych. Ponadto u większości pacjentów staramy się zmniejszyć toksyczność chemioterapii. W nowym programie wykorzystujemy leki o charakterze biologicznym oddziałujące na konkretne cele molekularne/antygenowe w komórce: ruksolitynib (dla pacjentów o specyficznej sygnaturze genetycznej) i blinatumomab (przeciwciało monoklonalne u pacjentów wysokiego ryzyka). A dla grupy pacjentów z chromosomem Filadelfia mamy inhibitory kinaz tyrozynowych.

Ogromnym sukcesem jest refundacja od 1 września technologii CAR-T (w ostrej białaczce limfoblastycznej nawrotowej, w opornej pierwotnie i w nawrocie choroby po wcześniejszym przeszczepieniu komórek hematopoetycznych), łączącej terapię komórkową, celowaną i genową. Procedura polega na pobraniu komórek limfocytów T od pacjenta, w warunkach laboratorium wprowadzeniu do nich genu, który powoduje „uczulenie” ich na antygen będący na powierzchni komórek białaczkowych pacjenta, następnie na aktywowaniu zmodyfikowanych limfocytów, namnożeniu ich i w stanie zamrożenia przesłaniu do ośrodka leczącego w postaci preparatu do przetoczenia pacjentowi. CAR-T natychmiast podejmują działanie: wyszukują komórki nowotworowe z tym określonym antygenem i niszczą je. U części pacjentów - jak wiemy, ciężko przeleczonych, niereagujących na dotychczasowe formy terapii, bez tej nowej technologii „straconych” - efekt jest spektakularny.

„Terapie komórkowe i genowe mogą zrewolucjonizować obraz współczesnej medycyny, w tym w dziedzinie leczenia chorób rzadkich i nowotworów. Uważa się, że 4000 chorób ma podłoże genetyczne, stąd rozwiązania tego typu mogą przyczynić się do (wy)leczenia milionów ludzi” - powiedział w debacie na temat finansowania innowacyjnych terapii w tym genowych, komórkowych oraz hodowli tkanek, które są na pograniczu leków i wyrobów medycznych, nazywając je wyzwaniem na najbliższe lata prof. dr n. med. Marcin Czech, prezes elekt Polskiego Towarzystwa Farmakoekonomicznego.

Istotnie jest o co zabiegać. Pierwsi pacjenci, u których zastosowano to leczenie, mają za sobą 6-7 lat przeżycia. Pierwotne dane wskazywały (przy medianie 2 lat obserwacji) na 70% sukcesu. U większości pacjentów stwierdzano obecność przetrwałych komórek transplantowanych CAR-T. W miarę upływu czasu okazuje się, że ten odsetek spada, u części pacjentów dochodzi do nawrotu choroby, pojawia się klon komórkowy bez antygenu, który pierwotnie występował (CD19), co pozwalało temu klonowi dalej się rozwijać. Ostatnie badania wskazują, że ok. 40% osób ma trwałą wieloletnią remisję. Jeśli wziąć pod uwagę, że byli pacjentami „straconymi” – to nadal jest to sukces.

Jakie są odległe skutki leczenia przeciwnowotworowego dzieci?

Problemem są uszkodzenia ze strony praktycznie wszystkich narządów - zależnie od typu nowotworu i zastosowanego leczenia: narządu oddechowego, układu krążenia, w tym mięśnia sercowego, układu endokrynnego, kostno-stawowego. Dlatego konieczne jest stałe monitorowanie pacjentów w dzieciństwie wyleczonych z nowotworu. W wielu krajach jest wprowadzany tzw. paszport ozdrowieńca: dokument w formie elektronicznej z opisem rozpoznania, leczenia i wskazówkami dla lekarzy, którzy później się tym pacjentem zajmują, w jakich odstępach czasu, jakie specjalistyczne badania należy wykonać w przypadku stwierdzenia nieprawidłowości. W Polsce także należałoby wprowadzić taki monitoring systemowo. Aktualnie żyje w kraju ok. 11 000 osób wyleczonych w dzieciństwie z białaczki limfoblastycznej. Prawie połowę z nich stanowią pacjenci do 18. r.ż., których onkolodzy dziecięcy nadal obserwują, kontrolują, kierują na badania. Mamy grupę 2200 pacjentów w wieku 19-29 lat, prawie 1000 osób w wieku 30-39 lat, a także grupę w wieku ponad 40 lat, nad którymi opieka działa od przypadku do przypadku. Mogliby się nimi zająć lekarze rodzinni, mając wszelako dodatkowe środki na wysokospecjalistyczne konsultacje i badania, zgodnie z instrukcją zawartą w paszporcie. Jednak nie jest to możliwe bez stworzenia jednolitego systemu gromadzenia i udostępniania danych w skali ośrodków w kraju.

A więc przyszłością są CAR-T-cells - „może największy i najważniejszy postęp w terapii przeciwnowotworowej, z jakim mamy do czynienia w ostatnich kilkudziesięciu latach”, „technologiczny przełom łączący terapię komórkową, terapię celowaną i terapię genową” - jak o nich mówi prof. Jan Styczyński, Konsultant Krajowy ds. onkologii i hematologii dziecięcej?

Prowadzone są badania nad ich zastosowaniem w leczeniu innych nowotworów, co wymagałoby wyodrębnienia odpowiedniego markera na komórce nowotworowej, skorelowanego ze zidentyfikowaną zmianą genetyczną. W przyszłości technologia zapewne nie będzie się opierała, jak teraz, na pobieraniu własnych limfocytów T pacjenta (u niektórych nie można uzyskać ich wystarczającej liczby) tylko na wykorzystywaniu allogenicznych komórek modyfikowanych genetycznie. U części pacjentów, nawet jeśli udaje się nam pobrać wystarczającą liczbę komórek, proces produkcji leku trwa ok. 3 tygodni i niektórzy nie doczekują jego podania. Allogeniczne preparaty dostępne w każdej chwili zwiększyłyby ich szanse. Postęp w ogóle będzie związany z immunologią, z terapią genową. Komórki modyfikowane genetycznie to krok milowy w kierunku lepszych efektów leczenia przy mniejszej toksyczności.