Zephyrnet-logo

Het DNA van hondentumoren kan het geheim bevatten van betere geneesmiddelen tegen kanker bij de mens

Datum:

Tzijn jaar bijna 6 miljoen honden in de VS krijgt de diagnose kanker. Dat is ongeveer drie keer groter dan het aantal Amerikanen bij wie dit jaar kanker wordt vastgesteld, ook al wordt geschat dat mensen bijna in aantal groter zijn dan honden 4 tot 1.

Toch kunnen de genetische overeenkomsten tussen kanker bij mens en hond de weg wijzen naar behandelingen die aan beide uiteinden van de lijn levens kunnen redden.

advertentie

De meeste honden die dit jaar kanker krijgen, krijgen geen behandeling voor hun ziekte. Degenen die dat wel doen, zullen meestal op een chemokuur worden gezet, een one-size-fits-all-behandeling die weinig doet om de niet aflatende opmars van hun dodelijke ziekte te stoppen.

Het hoeft niet zo te zijn. Wetenschappers weten al jaren dat honden goed reageren op kankerbehandelingen die gericht zijn op specifieke mutaties in hun tumoren. De reden is dat kanker bij honden en mensen veel gemeen hebben: ze zijn genetisch homoloog, komen van nature in vergelijkbare mate voor en reageren op dezelfde behandelingen. Met andere woorden, honden zijn ongeveer net zo'n perfect model van kanker bij de mens waar we op kunnen hopen. Maar tot voor kort waren ze een onbenutte hulpbron in onze strijd tegen kanker.

In 2019 begon One Health - een bedrijf dat een van ons, Christina, heeft opgericht en wordt geleid als CEO, en waar James AI-architect is - met het bouwen van wat 's werelds grootste klinisch-genomische dataset voor hondenkanker is geworden, die niet alleen uniek is vanwege zijn omvang maar de kwaliteit van de informatie die het bevat. In de loop van de afgelopen drie jaar hebben we genomische gegevens verzameld van de tumoren van meer dan 4,000 honden die voor kanker werden behandeld in 900 dierenartsklinieken in het hele land. Eerder dit jaar publiceerden we gegevens over een subgroep van 1,100 honden in een studies in de natuurprecisie-oncologie. Elk van de honden in de krant - en in de volledige dataset, die elke week nieuwe honden toevoegt - is iemands huisdier, en een van onze doelen was om te helpen bij het identificeren van de meest veelbelovende behandelingen voor elk geliefd gezinslid. Om dit mogelijk te maken, gebruiken we het FidoCure-platform van One Health om het tumor-DNA van elke hond in onze dataset te sequensen, toegang tot behandelingen mogelijk te maken via een apotheekpartner, hun behandeling vast te leggen en hun resultaat te bewaken.

advertentie

Toen we de gegevens analyseerden, stonden we versteld van wat we aantroffen. Verborgen tussen de constellatie van meer dan 1.2 miljard datapunten in onze hondenkankerdatabase was een onmiskenbaar patroon dat onthulde hoe nauw de reis van menselijke kanker bij honden de onze weerspiegelt. Hondenpatiënten ontwikkelen dezelfde soorten kanker als mensen met opmerkelijk vergelijkbare snelheden, ze reageren op dezelfde kankermedicijnen en ze hebben dezelfde prognose. Oncologen weten al tientallen jaren dat honden een geweldig model zijn voor menselijke kankers, maar ze richtten zich vooral op geïsoleerde overeenkomsten, zoals de analoge structuur van kankercellen bij honden en bij mensen. Onze gegevens suggereren dat de reis van de hondkankerpatiënt - van diagnose tot behandeling tot uitkomst - bijna identiek is aan de reis van menselijke kanker.

Maar er lag een nog grotere verrassing op de loer in onze data. Door datawetenschap en AI te gebruiken, waren we in staat een cohort hondenkankerpatiënten te identificeren die "off-label" kankergeneesmiddelen hadden gekregen en een opmerkelijke toename van hun mediane overlevingstijden zagen - in sommige gevallen hun verwachte levensduur met een factor verlengd. drie. Dit was opmerkelijk omdat al deze huisdierpatiënten kankermedicijnen met een klein molecuul kregen, een soort therapie die gepaard gaat met specifieke genetische mutaties die in tumoren worden aangetroffen. Deze medicijnen met kleine moleculen zijn oorspronkelijk ontworpen voor menselijke patiënten, maar omdat honden- en menselijke kankers zo op elkaar lijken, kunnen onze hondengenoten er ook baat bij hebben.

Er is echter een belangrijk verschil bij de behandeling van hondenkankerpatiënten met medicijnen met kleine moleculen. Terwijl de medicijnen die oncologen een menselijke kankerpatiënt kunnen voorschrijven, over het algemeen door het door de FDA goedgekeurde label van het medicijn beperkt zijn tot het type kanker dat ze hebben, zijn dierenarts-oncologen niet evenzeer beperkt tot zulke strenge normen voor "kwaliteit van zorg". Dierenartsen kunnen - en doen - de behandeling voorschrijven waarvan zij denken dat deze het meest effectief is voor hun patiënten in overleg met de ouders van huisdieren. Er is bijvoorbeeld wat bewijzen dat dasatinib, dat wordt gebruikt voor de behandeling van een type leukemie dat T315I-mutaties vertoont, ook effectief kan zijn bij de behandeling van kankers met BRCA-mutaties, die typisch geassocieerd zijn met borstkanker. Voor mensen is dasatinib echter alleen beschikbaar voor de behandeling van leukemie. Maar als een dierenarts een hondenpatiënt met borstkanker behandelt, kunnen ze besluiten om dasatinib te gebruiken als andere behandelingen niet werken of niet beschikbaar zijn, omdat hondenpatiënten niet gebonden zijn aan dezelfde wettelijke beperkingen op behandelingen als mensen.

Een individuele dierenarts kan een hond met een specifiek type tumormutatie slechts een paar keer per jaar een "extra-label" medicijn met kleine moleculen voorschrijven. Maar dit gebeurt tientallen, zo niet honderden keren voor dit tumortype allen veterinaire klinieken. Wat onze studie aantoonde, is dat als we de genomische en behandelingsgegevens voor deze honden kunnen vastleggen, dit ons kan helpen snel thuis te komen op de meest veelbelovende nieuwe toepassingen van bestaande medicijnen voor menselijke kankerpatiënten door het door de FDA goedgekeurde medicijnlabel uit te breiden. Als we gegevens zouden kunnen verzamelen en analyseren van alle hondenkankerpatiënten die in Amerika's 30,000 dierenklinieken worden behandeld, zouden we in wezen een continue en grootschalige "klinische studie" kunnen uitvoeren met echte patiënten in een echte wereld.

De relatieve vrijheid van een dierenarts om de soorten therapieën te kiezen die hun huisdierpatiënten krijgen, biedt een enorme kans om de ontwikkeling van geneesmiddelen tegen kanker te versnellen. Vandaag de dag is de manier waarop kankergeneesmiddelen voor de mens worden ontdekt meestal door middel van trial-and-error en is het sterk afhankelijk van het testen van nieuwe kandidaat-geneesmiddelen in muizen, die laat veel te wensen over als kankermodellen. Het op de markt brengen van een nieuw geneesmiddel tegen kanker bij mensen is een langdurig en duur proces dat meer dan tien jaar kan duren en miljarden dollars kan kosten. En bij een schatting97% van de nieuwe kandidaat-geneesmiddelen tegen kanker haalt de klinische proeven niet door voordat ze ooit op de markt komen. Dat is veel tijd, energie en middelen die we ons niet kunnen veroorloven te verspillen in onze strijd tegen kanker.

Wat onze studie echter suggereerde, is dat door hondenkankerpatiënten bestaande kankergeneesmiddelen te geven en hun genetische profielen en resultaten zorgvuldig te volgen, het mogelijk is om nieuwe toepassingen van bestaande geneesmiddelen en de meest veelbelovende kandidaat-geneesmiddelen voor kanker te identificeren voor een proef bij mensen. In plaats van het huidige paradigma van de ontwikkeling van geneesmiddelen van het zoeken naar een speld in een hooiberg, schuift onze aanpak de hooiberg opzij om de speld te onthullen. Met slechts een relatief klein cohort van 1,000 honden en 10 kleine molecule-geneesmiddelen konden we al veelbelovende nieuwe behandelingstoepassingen identificeren voor twee van die bestaande geneesmiddelen. Door deze gegevens te gebruiken, kunnen oncologen deze medicijnen versnellen voor klinische proeven bij mensen en, als die proeven succesvol zijn, deze medicijnen in de lichamen krijgen van menselijke kankerpatiënten die ze nodig hebben - en dat alles in een recordtijd.

Farmaceutische bedrijven beginnen aandacht te besteden aan dit nieuwe paradigma voor de ontwikkeling van geneesmiddelen. Een van de eersten die het potentieel van patiëntgegevens over kanker bij honden inzag, was Eisai, een Japans farmaceutisch bedrijf dat ons platform gebruikte om een ​​onderzoek te starten om te zien of een van hun bestaande kankerbehandelingen, een medicijn genaamd eribuline dat wordt gebruikt om borstkanker en liposarcoom te behandelen, kan ook effectief zijn bij de behandeling van angiosarcoom. Gesteund door de veelbelovende resultaten van onze collaboratieve studie, kon Eisai snel een klinische proef bij mensen lanceren, die nu in uitvoering is Fase II slechts drie jaar nadat we onze eerste resultaten publiceerden.

Vergelijkende oncologie - de studie van hondenkankerpatiënten als modellen van kanker bij de mens - is een snelgroeiend onderzoeksgebied dat steeds meer onderzoeksinteresse en federale financiering heeft aangetrokken. In 2017, het Nationaal Kankerinstituut toegekend $ 11.5 miljoen in subsidies aan zes veterinaire scholen om kankerimmunotherapieën bij honden te bestuderen, wat al heeft geleid tot twee klinische fase 1-onderzoeken bij mensen onder leiding van onderzoekers van de University of Minnesota en Universiteit van Colorado. In 2022 breidde het NCI haar vergelijkend oncologieprogramma aan zes andere veterinaire scholen. We zijn optimistisch dat dit programma belangrijke nieuwe ontdekkingen zal blijven opleveren over kanker bij zowel mensen als honden.

One Health is niet het enige bedrijf dat werkt aan het overbruggen van de kloof tussen honden- en menselijke oncologie. Om te beginnen werd Imbruvica, het succesvolle geneesmiddel tegen kanker bij de mens, geholpen door een klinische trial bij honden met kanker die worden uitgevoerd op de Colorado State Vet School. In de afgelopen paar jaar heeft een groeiend aantal startups baanbrekend werk verricht op ongelooflijke nieuwe manieren om nauwkeurige diagnose- en behandelingstechnieken uit de menselijke oncologie te benutten om de behandeling van kankerpatiënten bij huisdieren vooruit te helpen. ImpriMed is bijvoorbeeld gericht op gepersonaliseerde behandelingsselectie, beginnend bij de huisdieren en overgaand op de mens. Ondertussen heeft een bedrijf genaamd Anivive een medicijn tegen kanker bij honden hergebruikt en Basepaws bouwt een unieke database voor patiënten met kattenkanker.

Maar het meeste vergelijkende oncologische werk bij hondenkankerpatiënten omvat relatief beperkte klinische onderzoeken, wat hun effectiviteit bij het bevorderen van nauwkeurige kankerbehandelingen voor honden en mensen beperkt. Om dat mogelijk te maken, hebben we nodig veel meer gegevens - en de beste manier om het te krijgen, is door het onderzoek naar hondenkankerpatiënten te brengen.

Tegenwoordig verzamelen de meeste veterinaire klinieken niet de essentiële genomische gegevens over hondenkankerpatiënten die nodig zijn om hun patiënten de meest effectieve zorg te bieden en nieuwe inzichten over effectieve therapieën te genereren. De reden hiervoor is dat het verzamelen van genomische gegevens en het analyseren ervan met machine learning-systemen tot voor kort onbetaalbaar was voor dierenartsen. Maar als de kosten van genetische sequencing en big data-analyse blijft dalen, kunnen we het ons niet langer veroorloven om dit essentiële instrument in onze strijd tegen kanker te negeren.

Eigenaren van gezelschapsdieren hoeven zich geen zorgen te maken dat ze de rekening betalen voor de ontwikkeling van geneesmiddelen bij grote farmaceutische bedrijven of dat ze van hun huisdieren proefpersonen maken. Als een farmaceutisch bedrijf hondenpatiënten wil inschrijven voor een klinische proef met behulp van het FidoCure-platform, betaalt het bedrijf de volledige kosten van de proef, net zoals bij een proef bij mensen. Het is aan hondenbezitters om te beslissen of ze hun huisdier willen inschrijven.

Onze honden zijn onze beste vrienden in ziekte en gezondheid, en door krachtige nieuwe behandelingen beschikbaar te maken voor hondenkankerpatiënten, hun genomische gegevens te verzamelen en hun uitkomst te volgen, kunnen we een nieuw paradigma inluiden voor de ontwikkeling van geneesmiddelen tegen kanker die het potentieel heeft om te besparen miljoenen levens aan beide uiteinden van de lijn.

Christina Lopes is CEO van One Health. James Zou is professor aan de Stanford University.

spot_img

Laatste intelligentie

spot_img