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Coordinación científica: Dr. Fernando Rivera Hospital Universitario Marqués de Valdecilla,
Santander
Organizado por: Fundación para el progreso
de la oncología en Cantabria
Secuenciación Masiva en Cáncer Javier Freire Salinas
Biólogo Molecular
HUMV
Mediana supervivencia
(meses)
1 año (%)
2 año (%)
1980s 4-6 10 -
2000 8 30-35 10-15
2005 12 50 20
2015 14-15 60 30
2016… Medicina personalizada… ?
Cáncer de pulmón
Clasificación morfológica
Escamoso
34%
otros
11%
Adenocarcinoma
Genotipado del NSCLC
CCnP
Escamoso
Hematox
IHC panel: p40,
TTF1/Napsin A,
CK7, CK20
ALK & EGFR
Hematox
9
8
/
1
Diagnóstico diferencial
y molecular
Y después de EGFR and ALK?
Ensayos clínicos y dianas ya aprobadas
Hematox
IHC panel: p40,
TTF1/Napsin A,
CK7, CK20
ALK & EGFR
Hematox
21
8
/
1
Diagnóstico diferencial
y molecular 9
10
11...
20
Nuevos dianas
moleculares
Hematox
IHC panel: p40,
TTF1/Napsin A,
CK7, CK20
Hematox
8
5
/
1
Diagnóstico diferencial
y molecular
6
7
Y si pudieramos hacer todo el diagnóstico
molecular a la vez
Y EN UNA SOLA TÉCNICA
SECUENCIACIÓN DEL GENOMA
11
ACGTGGTAA CGTATACAC TAGGCCATA
GTAATGGCG CACCCTTAG
TGGCGTATA
CATA…
ACGTGGTAATGGCGTATACACCCTTAGGCCATA
Short fragments of DNA
AC..GC
TT..TC
CG..CA
AC..GC
TG..GT TC..CC
GA..GC
TG..AC
CT..TG
GT..GC AC..GC AC..GC
AT..AT
TT..CC
AA..GC
Short DNA sequences
ACGTGACCGGTACTGGTAACGTACA
CCTACGTGACCGGTACTGGTAACGT
ACGCCTACGTGACCGGTACTGGTAA
CGTATACACGTGACCGGTACTGGTA
ACGTACACCTACGTGACCGGTACTG
GTAACGTACGCCTACGTGACCGGTA
CTGGTAACGTATACCTCT...
Sequenced genome
Genome
SECUENCIACIÓN DEL EXOMA (WE)
Muchas menos bases Mayor cobertura
28X 280X
Data tsunami
NGS: Sistemas de rendimiento medio (“Bench”)
Roche-454 GS Junior MiSeq Ion Torrent PGM
CARACTERÍSTICAS
· Análisis de docenas a cientos de genes · Hasta 96 muestras (códigos de barras) · Cobertura ALTA-> sensibilidad y especificidad muy altas · Bajo coste · No “unsolicited findings” · Aplicación directa la diagnóstico · No bioinformático
APLICACIONES
Identificación de mutaciones a) Genes de gran tamaño b) Heterogeneidad genética: varios genes responsables de
una misma enfermedad c) Series amplias de pacientes
Esta tecnología se basa en la incorporación secuencial de nucleótidos fluorescentes con un extremo
terminal romo, que se fotografían mediante cámaras CCD en ciclos consecutivos. Illumina
Esta tecnología se basa en el registro
del microcambio de pH que se genera
al incorporarse una base en la
secuencia.
ION Sequencing
p-value: 0.00568
Rizvi et al
p-value: 0.000348
Snyder et al
p-value: 0.00498
Van Allen et al
NSCLC Melanoma Melanoma
Tumor Mutational Burden
Inmunoresponse Panel
Traditional pathway for
chemotherapies and
targeted therapies
Adapted from Chen and Mellman, Immunity 39:1 (2013)
Cancer vaccines and
adjuvants
Adoptive T-Cell
therapies
Checkpoint inhibitors on market
• Ipilimumab (CTLA4)
• Nivolumab (PD-1)
• Pembrolizumab (PD-1)
• Atezolizumab (PD-L1)
Inmunoresponse Panel
• 395 genes
• 394 primer sets
• 36 functional annotation
groups
• Lymphocyte regulation
• Cytokine signaling
•
•
•
•
Lymphocyte markers Checkpoint pathway
Tumor characterization
Housekeeping
Antigen presentation Antigen processing Innate immune response Leukocyte inhibition Leukocyte migration Lymphocyte activation Lymphocyte development Lymphocyte infiltrate
3 19 11 2 5 2 3 46
B cell marker Dendritic cell Dendritic cell, macrophage Helper T cells Macrophage Myeloid marker Neutrophil NK activation
11 7 6 8 5 7 5 8
B cell receptor signaling T cell receptor signaling T cell regulation TCR coexpression Chemokine signaling
Cytokine signaling Interferon signaling Type I interferon signaling Type II interferon signaling Housekeeping
3 6 9 19 10
15 8 8 23 11
NK cell marker T cell differentiation Checkpoint pathway
PD-1 signaling Drug target Adhesion, migration
Apoptosis Proliferation Tumor antigen Tumor marker
4 2 30
9 21 14
4 10 17 27
Inmunoresponse Panel
Function n Genes Function n Genes
Multi-gene assays for
solid tumor molecular
characterization
Multi-gene assays for immune response characterization
Driving important decisions in clinical cancer research
Muestra
NGS y ONCOLOGÍA
&TML
Ventajas de la Secuenciación Masiva
• Alto rendimiento – Muchos genes a la vez
• Técnica única – Capacidad de análisis de diversas
alteraciones • Polimorfismos simples, reordenamientos, variación número
de copia, INDELS.
• Capacidad de detección cuantitativa – Se puede determinar el porcentaje de
mutación
• Hace coste efectiva la medicina de precisión – “Right drug at right dose to the right patient at the right
time”
• Objetivos que hay que alcanzar para la NGS
– Alta cobertura con precio razonable
– Tiempo clínicamente relevante
• Desafios
– Alto coste de infraestructuras
– Personal con cualificación
– BIG DATA
The New Yorker
"Here's my sequence”
Tratamiento del cáncer en el futuro…?