Firma Metavectum została założona w lipcu 2008 roku i jako samodzielne przedsiębiorstwo znajduje się na terenie DESY (Niemiecki Synchrotron Elektronowy), ośrodka badawczego Republiki Federalnej Niemiec, i zajmuje się głównie medyczno-molekularną analizą osób i rozwojem oraz syntezą wysoce czystych substancji celem ich stosowania w branży komplementarno-medycznej.

W zespole Metavectum pracują biolodzy molekularni i biochemicy razem z diagnostami laboratoryjnymi.

Analiza i walidacja próbek i odczynników jest przeprowadzana zgodnie z wytycznymi Federalnej Izby Lekarskiej (Rili-BÄK) i międzynarodowymi obowiązującymi standardami MIQE, a urządzenia służące do molekularnej analizy biologicznej posiadają certyfikat CE.

W celu umożliwienia bezpośredniego wdrożenia wyników, Metavectum należy do sieci, która obejmuje onkologów, chirurgów, radiologów, patologów, lekarzy specjalistów i specjalistyczne kliniki.

Model działania Metavectum obejmuje trzy obszary:

A) Test prewencyjny Metavectum

B) Test nowotworowy Metavectum

C) Substancje prewencyjne i wspomagające

A) Test prewencyjny Metavectum służy do odpowiednio wczesnego zdiagnozowania osłabienia, nieprawidłowego działania lub zachorowania na podstawie nowoczesnej analizy mikromacierzystej całego systemu przemiany materii, a na podstawie wyników jest tworzona propozycja terapii i przedstawiana lekarzowi. Różnice w przemianie materii, które mogą prowadzić do zachorowania, są odpowiednio wcześnie rozpoznawane, tak że możliwe jest podjęcie odpowiednich działań.

Test ten jest także stosowany, aby podczas terapii nowotworowej i po jej zakończeniu uzyskać informacje dotyczące pojawiających się zmian przemiany materii, które wskazują na nawrót choroby lub też odpowiednio wcześnie zwracają uwagę na problemy metabolizmu, np. w kierunku wyniszczenia organizmu.

Do przeprowadzenia analiz są dostępne urządzenia, które standardowo można znaleźć tylko w dużych przedsiębiorstwach farmaceutycznych (600 MHz NMR w połączeniu ze spektrometrią mas i HPLC). Te dane na niskomolekularnym poziomie (metabolom) są łączone z danymi z poziomu ekspresji genów (transkryptom) i protein (proteom) i w ten sposób jest otrzymywany kompleksowy obraz całego metabolizmu.

B) Nowotwory i metastazy tworzą bardzo indywidualny profil, który jest inny dla każdego człowieka. Dlatego też również leczenie nowotworów musi odbywać się w indywidualny sposób, a różnorodne metody terapeutyczne (radioterapia, chirurgia, chemoterapia, terapie uzupełniające, terapie immunologiczne itd.) powinny być stosowane w połączeniu ze sobą.

Test nowotworowy Metavectum służy do ustalenia indywidualnej aktywności metabolicznej specyficznych nowotworowo receptorów i białek („pięta achillesowa” nowotworu) na płaszczyźnie ekspresji genów w transkryptomie i mutacji genów w genomie. Analizy są sporządzane na podstawie pisemnego wniosku lekarza prowadzącego, na ich podstawie jest przygotowywana propozycja terapii, które jest przedstawiana lekarzowi. System testowy ustala na podstawie wszystkich zatwierdzonych lekarstw nowotworowych optymalne lekarstwa dla danego pacjenta.

W teście uwzględnia się zarówno dane dotyczące ekspresji genów, jak i mutacji genów. Jest to związane z tym, że aktualnie, w zależności od nowotworów, jedynie około 2–35% wszystkich nowotworów wykazuje klinicznie istotne mutacje, które pozwalają na hamowanie lekami odpowiednich receptorów.

Należy zwrócić uwagę na to, że hodowla komórek nowotworowych i inkubacja komórek różnymi lekarstwami nie jest przeprowadzana jako dowód skuteczności, metoda ta nie daje żadnych powtarzalnych wyników. Zastosowana w tym przypadku metoda opiera się tylko na ocenie ważnych ekspresji genów na bazie mRNA i określeniu kliniczne istotnych mutacji. DNA lub mRNA są ekstrahowane z izolowanych komórek nowotworowych.

W formie materiału do badań stosuje się z jednej strony resektaty, które po wyrażeniu pisemnej zgody przez pacjenta są przez chirurga/onkologa wysyłane w suchym lodzie (-80ºC) do firmy Metavectum. Ponieważ resektaty nowotworowe zawierają średnio jedynie 10–20% czystego materiału nowotworowego oprócz tkanki łącznej i tkanki przedrakowej, próbki są najpierw przesyłane do patologa (w tym przypadku Patologia Grandweg, Hamburg), tam ma miejsce opisanie rodzaju i stanu nowotworu oraz wskazanie dokładnej lokalizacji nowotworu w tkance. Na podstawie raportu patologicznego ma miejsce w Metavectum odizolowanie komórek nowotworowych z resektatu i ich badanie.

Równocześnie lub w formie analizy monolitycznej odbywa się odizolowanie z krwi całkowitej pacjenta krążących komórek nowotworowych (CTC, Circulating Tumor Cells) – „biopsja płynna”. CTC stanowią ogniwo łączące między nowotworem pierwotnym a metastazami i dostarczają informacji na temat leków działających na metastazy.

Poprzez analizę przynajmniej 10 markerów nowotworowych zostaje zapewnione, że izolowane komórki rzeczywiście stanowią krążące komórki nowotworowe, a nie komórki śródbłonkowe lub nabłonkowe, które są na bieżąco przekazywane przez organy lub układ naczyń krwionośnych do krwiobiegu i jako fałszywie dodatnie liczby mogą symulować duże ilości krążących komórek nowotworowych. W jednym milimetrze krwi znajduje się standardowo od 5 do 120 CTC.

Z czystego materiału nowotworowego i CTC wyodrębnia się następnie DNA i mRNA. Za pomocą metody ilościowej reakcji łańcuchowej polimerazy (RT-PCR) ekspresje istotnych nowotworowo genów w transkryptomie są oceniane ilościowo w nowotworowym RNA i porównywane z odpowiednimi ekspresjami krążących komórek nowotworowych (CTC), odizolowanych z krwi, i materiałem referencyjnym. W DNA tkanki nowotworowej i w celu porównania z wolnym pozakomórkowym DNA (cfDNA, cell free DNA) ma miejsce określenie istotnych pod względem terapii mutacji (BRAF, EGFR, MET, KRAS, NRAS, PTEN, MEK itd.), a wyniki zostają sprzężone z analizą ekspresji genów.

Otrzymuje się kompleksowe informacje na temat indywidualnego metabolizmu nowotworowego, a tym samym wskazówki dotyczące farmakologicznych podstaw optymalnej terapii. Wartości ekspresji CTC pozwalają ponadto na ocenę stopnia złośliwości nowotworu. Analiza mutacji CTC pokazuje także, czy powstało wiele różnych klonów, które utrudniają terapię.

W analizie ekspresji genów ekspresja lub tworzenie określonych receptorów, które wykorzystują nowotwór do własnych celów, jest przyporządkowywana do odpowiednich, dopuszczonych lekarstw. Jeżeli przykładowo topoizomerazy II (TOPOIIA1) w stosunku do tkanek nienowotworowych są bardzo mocno ekspresyjne, powoduje to, że sensowne jest zastosowanie odpowiednich inhibitorów (> antracykliny). Jeżeli natomiast nowotwór wykorzystuje do swojego wzrostu topoizomerazy I (TOPOI), jako odpowiedni inhibitor TOPOI należy zastosować tylko topotekan. Zastosowanie antracyklinów byłoby w takim przypadku nieskuteczne, połączone z silnymi działaniami ubocznymi i lekoodpornością, co też możliwe byłoby później do zwalczenia wyłącznie w bardzo kosztowny sposób. Istotną rolę odgrywa lekoodporność i określone drogi transportowe, które mogą być wykorzystywane przez nowotwór do wyprowadzenia lekarstwa z komórki.

Medyczne i molekularno-biologiczne badanie laboratoryjne za pomocą RT-PRC i analiza mutacji w celu optymalizacji podejmowania decyzji dotyczących leczenia są zasadniczo w RFN, jak i na całym świecie praktykowane rutynowo.

Medyczne i molekularno-biologiczne badanie laboratoryjne za pomocą RT-PRC i analiza mutacji w celu optymalizacji podejmowania decyzji dotyczących leczenia są zasadniczo w RFN, jak i na całym świecie praktykowane rutynowo.

Firma Metavectum poszerzyła panel biomarkerów wzgl. określenie ekspresji genów do ponad 90 ekspresji, aby uwzględnić wszystkie docelowe substancje czynne dla wszystkich aktualnie dopuszczonych lekarstw w zakresie terapii guzów litych i na tej podstawie sporządzić indywidualne propozycje terapii, które umożliwiają klinikom przeprowadzanie celowych terapii, a tym samym gwarantują oszczędności dla podmiotów ponoszących koszty. Metoda i wybór ekspresji genów opiera się na badaniach klinicznych, które na zapytanie są chętnie udostępniane.

Nie uwzględniając czterech powyżej wymienionych markerów, przeważająca liczba lekarstw nowotworowych jest aktualnie stosowana bez odpowiednich testów, co wyjaśnia względnie niski współczynnik wyleczenia i wzmożone występowanie przerzutów oraz odpornych na leki komórek. Klinik są zmuszone do testowania niejednych schematów terapeutycznych metodą prób i błędów. Dla pacjentów oznacza to znaczne oddziaływania uboczne (toksyczność), a dla podmiotów ponoszących koszty znaczne koszty dodatkowe, które byłyby możliwe do uniknięcia.

System analityczny Metavectum można także stosować do kontroli skuteczności terapii.

Na podstawie danych można także pozyskać ważne informacje dotyczące prognozy długofalowej w odniesieniu do lekoodporności i nawrotu choroby. Jeżeli na podstawie molekularnej analizy biologicznej po ingerencji chirurgicznej lub radioterapeutycznej nowotworu pierwotnego okaże się, że stopień złośliwości nowotworu i prawdopodobieństwo nawrotu choroby jest nieznaczne, można zastosować terapię niskodawkową lub w danym przypadku całkowicie zrezygnować z podawania lekarstw. Powyższe wymaga jednak półrocznego monitoringu.

Metoda ta nadaje się także do przerywanej obserwacji i dopasowania terapii, jeżeli np. wskutek indywidualnej chemioterapii nowotwory lub metastazy nabrały formę nadającą się do operacji, ale ze względu na biologiczno-molekularne dane są prawdopodobne pozostałości.

Koszty testu nowotworowego Metavectum są zasadniczo pokrywane przez prywatne kasy chorych, jeżeli taki test został zawnioskowany przez onkologa.

C) Aby sprostać potrzebom pacjentów i terapeutów w zakresie substancji prewencyjnych i towarzyszących, firma Metavectum stworzyła metody wysoce transparentnej prezentacji substancji, które na podstawie badań klinicznych okazały się skuteczne w zakresie chorób nowotworowych i które można stosować modulująco. Czystość substancji ma status lekarstwa (>99%).

W zakresie tym należy zwłaszcza wymienić (wyciąg):

Sulforafan/kwercetyna: badania kliniczne (DKFZ Heidelberg 2012) wykazują skuteczność w stosunku do nowotworowych komórek macierzystych i komórek indukowanych nowotworowo, tak że stają się one wrażliwe na układ odpornościowy.

Apigenina: studia kliniczne (Ohio State University 2013) dowodzą jednoznacznie prewencyjne działanie wobec przerzutów w przypadku nowotworu piersi i prostaty oraz także na poziomie prewencyjnym.

DBP-MAF: stymulacja immunologiczna. Tylko w formie własnej produkcji przez lekarza zgodnie z §13 AMG na jego bezpośrednią, specjalistyczną odpowiedzialność!

Dalsze substancje to: kwas alfa-liponowy, artesunaty i cordyceps.

Krążące komórki nowotworowe (CTC)

Istnieje wiele firm na całym świecie, które zajmują się krążącymi komórkami nowotworowymi (CTC) i próbują uzyskać z ich analizy medycznie użyteczne wyniki. W przypadku większości tych firm ogranicza się to do wyliczenia CTC przed i po chemioterapii, przy założeniu, że skuteczna terapia musi powodować redukcję tych komórek.

Ostatnie badania wykazały jednak, że liczba komórek nowotworowych zasadniczo zawsze podlega czasowym wahaniom: CTC nie są równomiernie rozmieszczone na wszystkich naczyniach krwionośnych ciała, CTC są uzupełniane z tkanki nabłonkowej i szpiku kostnego, CTC rozpadają się z powodu intrawazacji i ekstrawazacji, przejścia EMT zmieniają kod kreskowy CTC, który służy do identyfikacji, układ odpornościowy niszczy się w zależności od aktywności CTC w krwiobiegu, CTC łączą się i tworzą skupiska.

Wynika z tego jasno, że zajmowanie się krążącymi komórkami nowotworowymi to bardzo kompleksowa dziedzina, która wymaga szerokiego zakresu sprzętów i metod, aby uzyskać przydatne medycznie wyniki dla terapeuty.

Rysunek 1: Obecność i powstawanie CTC we krwi

Problemy dotyczące pracy z CTC można przedstawić dobrze za pomocą grafiki, która została zapożyczona z najnowszego numeru przeglądu [Lit.: Bin Hong et al; Theranostics 2013, Vol. 3, str. 377–394]. Na rysunku (1) widoczna jest obecność i powstawanie CTC w komórkach krwi i w ciele aż do metastazy.

Nowotwór pierwotny przedstawia pojedyncze komórki i skupiska, które przedostają się do krwiobiegu pod przejściami EMT. Tam większość CTC jest kierowana do apoptozy i martwicy – poprzez wstępne uszkodzenie struktury komórki po odłączeniu się od guza pierwotnego lub przy wtargnięciu do układu naczyń krwionośnych lub przez układ odpornościowy. Przy apoptozie ma miejsce uwolnienie zawartości komórki (CTMat, CTDNA), która u.a. zawiera substancje niskomolekularne, białka i DNA.

CTC, które przeżyły, mogą teraz opuścić układ krwionośny i w odpowiednim miejscu utworzyć przerzuty lub tworzą one w krwiobiegu skupiska (CTM), które – jako konglomeraty – integrują inne składniki krwi, takie jak erytrocyty i leukocyty, a także zawierają wspomniane powyżej CTDNA i CTMat. Te skupiska komórek (CTM) są transportowane dalej przez krwiobieg, osadzają się – ze względu na rozmiar – w naczyniach włosowatych tworzą tutaj mikroprzerzuty, a następnie przerzuty.

To pokazuje, że pewne techniki i metody są niezbędne do badania CTC i produktów pochodnych w celu uzyskania medycznie istotnej informacji. Powyższe obejmuje m.in.:

• analizę mutacji w genomie,
• analizę ekspresji genów w transkryptomie,
• kwalifikację białkową i kwantyfikację w proteomie,
• analizę niskomolekularnych substancji (aminokwasy itd.) w metabolomie,
• immunohistochemię poszczególnych CTC.

Aby przeanalizować łańcuch nowotwór pierwotny, CTC, produkty uboczne i przerzuty z punktu widzenia terapeutycznie istotnej informacji, firma Metavectum łączy informacje z genomu, transkryptomu, proteomu i metabolomu, ponieważ wykazano, że te cztery poziomy wchodzą w różnorodne interakcje.

Oznacza to również, że poszczególne poziomy (genom, proteom, metabolom) są w stanie zignorować, zablokować lub nawet cofnąć instrukcje lub informacje dotyczące innego poziomu. Na przykład, instrukcja pracy, która dociera do transkryptomu w celu zainicjowania apoptozy komórki, jest czasami odwracana na poziomie proteomu.

Z tych powodów jest konieczne przyjrzenie się wszystkim poziomom, jeżeli chcemy dokonywać prawidłowych podsumowań.

Firma Metavectum stosuje do analiz m.in. poniższe własne metody i narzędzia:

Genom, Transkryptom

• Techniki hybrydyzacji
• Next Generation-Sequencing
• PCR i RT-PCR
• Analiza mutacji: pirosekwencjonowanie

Analiza proteomu i metabolomu

• Żel 2D, FPLC, HPLC, GC,
• MALDI-TOF
• Spektroskopia NMR (600 MHz NMR)
• Spektrometria mas

Kultura komórek

• Kultura komórek 2D i 3D
• Mikroskopia
• Immunofluorescencyjna
• Analiza poszczególnych komórek

Wszystkie analizy są przeprowadzane zgodnie z międzynarodowo obowiązującymi i wyznaczonymi zasadami MIQE Guidelines. Wszystkie urządzenia posiadają certyfikat CE.