Molecular Characterization of Chronic Lymphocytic Leukemia During Treatment

Kronisk lymfatisk leukæmi (CLL) er kendetegnet ved en ophobning af modne B-celler i blodet. B-celler er hvide blodceller der spiller en vigtig rolle i kroppens immunforsvar. CLL er den hyppigste blodkræftssygdom, som der i Danmark diagnosticeres omkring 450-500 personer med hvert år. Det er en kræfttype, som typisk rammer ældre personer, med en gennemsnitsalder på diagnosetidspunktet på 70-72 år. De seneste år er der kommet nye forbedrede behandlinger til patienter med CLL, som har resulteret i markant bedre behandlingsresultater. De nye målrettede behandlinger, såsom ibrutinib og venetoclax, gives i pilleform en gang om dagen, så udover at være effektive er de nemme at administrere og har endvidere ikke helt så mange bivirkninger som traditionel kemoterapi.

Flere studier har vist, at komplet remission hos patienter behandlet med ibrutinib, ikke er så hyppigt forekommende sammenlignet med patienter behandlet med f.eks. kombination af den målrettede behandling venetoclax, og antistoffet rituximab, hvor man ofte ikke kan detektere nogen restsygdom. Dog er de molekylære ændringer i de tilbageværende celler efter behandling med ibrutinib endnu ikke karakteriseret i detaljer, hvilket vi vil gøre i vores studie.

Afhandlingen er bygget op omkring to manuskripter. Det første manuskript er et pilotstudie med to patienter, som har modtaget ibrutinib som førstevalgsbehandling. Disse patienter har vi fulgt i en periode på 16 måneder. Ved hjælp af flere avancerede teknikker, herunder dyb IGH-sekventering, exom-sekventering, bulk-transkriptom-sekventering og enkeltcelle transkriptom-sekventering, blev det observeret, at patienterne efter 16 måneders behandling bibeholdt en stabil CLL population, på trods af et delvist klinisk respons. Manglende remission hos patienter i ibrutinib-behandling er ikke forbundet med en specielt dårlig prognose for ibrutinib. Derfor foreslår vi at der anvendes alternative metoder til overvågning af responset af ibrutinib-behandling, med fokus på ændringer i genekspression i specifikke signalveje, i stedet for de nuværende overvågningsmetoder, som er bedre tilpasset behandlinger, hvor patienterne opnår tæt på komplet remission.

Manuskript II undersøger klonalitet, molekylær sammensætning og kinetik af B-celler i to patientkohorter over en periode på 3,2 år. Ved at anvende de samme omfattende analyser som i Manuskript I, analyserede vi data fra 9 patienter behandlet med ibrutinib og 15 patienter behandlet med R-venetoclax. Begge kohorter havde oprindeligt høje klonale cellepopulationer før behandlingsstart (median: 84,7%). I den ibrutinib-behandlede gruppe forblev klonerne stabile over 3,2 år. De klonale celler udgjorde her henholdsvis ca. 75% og 88% af de totale rearrangerede B-celler efter henholdsvis 1,5 år og 3,2 år. Til sammenligning viste patienter behandlet med R-venetoclax markante reduktioner i de klonale frekvenser, hvor fire ud af 15 patienter opnåede remission med ikke-målelig restsygdom via sekventering.

For patienter behandlet med ibrutinib viste sekventering af det kodende genom minimale genomiske og transkriptomiske ændringer, med somatiske drivere og varianter af allelfrekvenser, der forblev over 0,2. Dog viste enkeltcelle sekventering øget ekspression af gener involveret i NF-κB signaleringsvejen, den apoptotisk signaleringvej, cellulært stressrespons og i cellecyklusregulering, hvor inhibitoren NFKBIA var den mest fremtrædende.

Samlet set viser vi, i tråd med tidligere forskning, at patienter behandlet med ibrutinib bibeholder resterende CLL celler i blodet. Vores studier viser nye indsigter i den molekylære sammensætning af de tilbageværende CLL celler og demonstrerer at CLL cellerne er stabile og udgør en høj byrde af de totale rearrangerede B-celler i op til 3,2 år efter behandlingsstart. Ligeledes observeres kun få ændringer i genomet og transkriptomet og her er det især ændringer i ekspressionen af gener i NF-κB signaleringsvejen, der vækker interesse.

Vores studier indikerer at gener i NF-κB signaleringsvejen potentielt ville kunne anvendes som et terapeutisk mål. Vi foreslår desuden en molekylær tilgang til at forudsige behandlingsresponse eller tidligt tilbagefald baseret på genekspressionsmønstre eller ændringer i mutationsprofilen.