dd.mm.yyyy
Syövän henkilökohtainen
lääkeherkkyystestaus potilaiden soluilla
Päivi Östling, FT
ChemBio 19.3 2015
© FIMM - Institute for Molecular Medicine Finland
www.fimm.fi
Potilaan polku: Eturauhassyöpä
Urologi
Kemoterapia / Hormoonihoidot / Immunoterapia
Patologi
Onkologi
Radiologi
Leikkaus / Sädehoito
Kuolema
Aika
www.fimm.fi
Yksilöllinen syöpähoito
Genomin profilointi
Biopankki
Potilaan solumallit
Lääkeaineseula
Bioinformatiikka
www.fimm.fi
Leukemian yksilöllinen syöpähoito
Acute Myeloid Leukemia (AML), Chronic Myeloid Leukemia (CML), Multiple Myeloma (MM)
Pemovska et al., Cancer Discovery 2013
Yadav et al., Science Reports 2014
Pemovksa et al., Nature 2015
www.fimm.fi
Lääkeherkkyystestaus
Drug Sensitivity and Resistance Testing (DSRT)
Drug library: 461 compounds
142 approved drugs
319 investigational drugs
70 conventional chemotherapeutics
22 hormone therapy drugs
230 kinase inhibitors
51 epigenetic/differentiating drugs
75 other targeted drugs
13 immunosuppressants
Pemovska et al., Cancer Discovery 2013
Flow of DSRT
10000 nM
1000 nM
72 h
100 nM
10 nM
1 nM
www.fimm.fi
Lääkeherkkyystestaus
Drug Sensitivity and Resistance Testing (DSRT)
10000 nM
1000 nM
100 nM
10 nM
dose response curves on 461 drugs
1 nM
Quality control (Z’, SSMD, CV, heatmaps, scatter plots)
Result analysis (IC/EC50, DSS, sDSS)
Drug sensitivity score (DSS)
Percent inhibition
- 
- 
Selective drug sensitivity score (sDSS)
sensivite than reference
selectivemore
DSS
Max
concentration
less sensitive than reference
Slope
IC50
Min
concentration
Drug concentration
Yadav B et al., Sci Rep. 2014 4:5193
www.fimm.fi
Solujen kuvantaminen ja lääkeherkkyystestaus
Peter Horvath
Lassi Paavolainen
Vilja Pietiänen
Taija af Hällström
Fenotyyppien kvantitointi
Cell number
Proliferation
(Ki67)
Apoptosis
(cPARP)
Fenotyyppien opettaminen (Machine learning)
CK5 DNA CK18 Merge www.fimm.fi
Proteiinimäärän kvantitointi mikrosiruilla
1
Lääkeherkkyystesti
2 Printtaaminen mikrosiruille
60 mm
20 mm
Pemovska et al., Cancer Discovery 2013
3 Immunovärjäys
Fast Green
4 Skannaus ja proteiinien kvantitointi
Antibody
YY YY YY
YY YY YY
Nitrocellulose covered microscope slide Total protein
Immunostain
www.fimm.fi
Potilaan kudoksesta yksilöityjä solumalleja
Ovarian
cancer
Lung cancer
Leukemia
•  Pleural effusions, Ascites fluid
•  Tissue culture slices
•  Conditional reprogramming of primary cells
Renal
cancer
Breast
cancer
Prostate
cancer
www.fimm.fi
Helsingin Urologinen Biopankki (HUB)
#
Tissue off
from blood
circulation
1)  Potilaan suostumus
2)  Näyteen keräys ja prosessointi
Sample weight,
inking, macrodissecting and coring
Sample at
laboratory
Sample
freezing in
isopentane
18 min
10:18 a.m
Leikkaussali
10:24 a.m
10:34 a.m
Siirto laboratorioon
10:36 a.m
Prosessointi patologiaa ja biopankkausta varten
Koepala
www.hubbiobank.fi
www.fimm.fi
Potilaan kudoksesta yksilöityjä solumalleja
Conditionally reprogrammed primary cell cultures (CRC)
Taija af Hällström
ROCK inhibitor and feeder cells induce the conditional
reprogramming of epithelial cells
Xuefeng Liu et al., The American Journal of Pathology, 2012
PFMR-4A +
collagenase
o/n 37 C
Rho/ROCK kinase inhibitor
(Y-27632)
Cut ~1mm pieces
Swiss 3T3-feeder Irradiation
cells (J2 strain)
(30 Gy)
è  makes cells to “stem-like progenitor cells” which
proliferate indefinitely ex vivo
www.fimm.fi
Potilaan kudoksen ja CRC-solumallin profilointi
Kudoshistologia 1-1.5 cm
Biopankki
8 mm
Histologia
CRC-kasvatus
Histologia
PSA
CA marker
Immunohistokemia: Kudos & CRC-‐solumalli Biopankki/
genomiprofilointi
HUB.5.TT
HUB.5.CC
Proteiiniekspressio (IF, IHC, CB, WB) Genomiprofilointi
CA marker DAPI www.fimm.fi
Potilaiden valikointi lääkeherkkyystestaukseen
3-4 viikkoa
Kudos
HUB_7
CRC kasvatus
Lääkeaineseulonta
Genomiprofilointi
www.fimm.fi
Yksilöllinen syöpähoito
Genoomin profilointi
Biopankki
Potilaan solumallit
Lääkeaineseula
Bioinformatiikka
www.fimm.fi
Acknolwedgment
Olli Kallioniemi
Khalid Saeed
Vesa Rahkama
Mariliina Arjama
Taija af Hällström
Laura Turunen
Jani Saarela
Krister Wennerberg
Janna Saarela
John-Patrick Mpindi
Dmitry Bychkov
Clément Fiere
Swapnil Potdar
Tero Aittokallio
Samuli Eldfors
Piia Mikkonen
Lassi Paavolainen
Vilja Pietiäinen
Peter Horvath
Susanne Hultsch
Ruusu-Maaria Merivirta
Tuomas Mirtti
Antti Rannikko
Mauri Kouri
Kimmo Taari
Harry Nisen
Reija Randén–Brady
Siv Knaappila
Arja Tapio
Tiina Vesterinen
Kimmo Pitkänen
www.fimm.fi