Прогнозування чутливості до препаратів платини при гіпертермічному внутрішньочеревному введенні у хворих з ІІІС стадією раку яєчників

Фернеза С.Р. Прогнозування чутливості до препаратів платини при гіпертермічному внутрішньочеревному введенні у хворих з ІІІС стадією раку яєчників.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 222 – Медицина (22 – Охорона здоров’я). – Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького МОЗ України, Львів, 2026.

Дослідження виконано на кафедрі онкології і радіології ФПДО Львівського національного медичного університету імені Данила Галицького на базі КНП ЛОР «Львівський державний онкологічний регіональний лікувально-діагностичний центр».

Рак яєчників (РЯ) є однією з найскладніших проблем сучасної онкогінекології та характеризується найвищим рівнем смертності серед злоякісних пухлин жіночої репродуктивної системи. Близько 70% випадків діагностуються на пізніх стадіях, коли пухлина вже поширена в черевній порожнині, що істотно обмежує можливості радикального лікування. Ця тенденція залишається незмінною вже понад півстоліття, хоча популяційні дані свідчать про поступове  покращення віддалених результатів лікування раку яєчників упродовж останніх десятиліть. Зокрема, 5-річна відносна виживаність зросла з 34,2% у 1975 році  до 42,1% у 1995 році, до 43,1% у 2000 році, до  45,8% у 2005 році, до 47,8% у 2010 році, до 51,7% у 2015 році та до 54,2% у 2020 році. Така позитивна динаміка виживаності зумовлена розвитком циторедуктивної хірургії, системної платиновмісної хіміотерапії, таргетного лікування з використанням антиангіоненної терапії та PARP-інгібіторів, впровадженням гіпертермічної внутрішньочеревної хіміотерапії (HIPEC). Незважаючи на ці досягнення стійкого вилікування у більшості пацієнтів з РЯ досягнути не вдається через схильність захворювання до рецидиву. У приблизно 25% пацієнток із ранніми стадіями та до 80% хворих із поширеним процесом у подальшому виникає рецидив, а очікувана тривалість життя після появи рецидиву не перевищує у середньому 12–18 місяців. Поява HIPEC розширила можливості комбінованого лікування РЯ в тому числі рецидивного.  З 2019 р NССN розглядає НІРЕС як можливу опцію в лікуванні рецидивного раку яєчників, проте дотепер цей метод не прийнятий як стандарт ESGO і рекомендований для використання лише в клінічних дослідженнях, оскільки навіть при виконанні повторної циторедукції в повному об’ємі та проведенні  протирецидивної хіміотерапії з використанням НІРЕС дослідники стикаються з проблемою резистентності до хіміотерапії (платинорезистентності). Дана обставина зумовлює необхідність пошуку нових предиктивних маркерів чутливості до платиновмісної терапії в тому числі в режимі НІРЕС  та вдосконалення підходів до індивідуалізації лікування.

Формування резистентності до препаратів платини є складним багатокомпонентним процесом, до реалізації якого залучається низка механізмів, а саме зниження внутрішньоклітинної концентрації препарату, посилення активності систем детоксикації, підвищення активності механізмів репарації ДНК, пригнічення апоптозу, аутофагія, епітеліально-мезенхімальний перехід, а також вплив прозапального пухлинного мікрооточення, тощо. Водночас предиктивних маркерів, що оцінюють активність кожного з цих механізмів і відповідно дозволяють прогнозувати відповідь пухлини на хіміотерапію, доступних для клінічного використання, небагато. Саме тому метою даного дослідження було покращити результати комбінованого лікування хворих на рак яєчників шляхом пошуку предиктивних маркерів чутливості до платиновмісних режимів хіміотерапії, застосованої системно або внутрішньочеревно в гіпертермічному режимі.

Для досягнення мети було поставлено конкретні завдання, а саме оцінити прогностичне значення BRCA1-статусу пухлини, рівня TNF та експресії miR-200a/miR-200c у пацієнток з РЯ щодо чутливості до системної та внутрішньочеревної гіпертермічної платиновмісної хіміотерапії; дослідити зв’язок BRCA1-статусу пухлини, рівня TNF та експресії miR-200a/miR-200c із традиційними факторами прогнозу, взаємозв’язок між собою та їхній вплив на виживаність. На основі отриманих результатів сформувати додаткові критерії відбору хворих до проведення HIPEC.

Методи та матеріали. У дослідженні взяло участь 100 пацієнток з РЯ (76 – проспективна когорта та 24 – ретроспективна когорта). Предметом дослідженння були BRCA1-статус пухлини, плазмові рівні експресії мікроРНК родини miR-200 (miR-200a та miR-200c), рівень TNF у плазмі крові. Методи дослідження: клінічні, морфологічні, імуногістохімічні, молекулярно-генетичні, статистичні.

Для лабораторного аналізу використовували плазму венозної крові та пухлинну тканину. Рівень експресії мікроРНК визначали методом RT-PCR у реальному часі, TNF – за допомогою біологічного тесту на клітинній лінії L929, а BRCA1-статус пухлини оцінювали імуногістохімічним методом. Лікування проводилося відповідно до чинних клінічних протоколів і включало циторедуктивні втручання, системну хіміотерапію паклітакселом і карбоплатином, а у частини пацієнток – HIPEC із використанням цисплатину  при температурі 40-41 °C упродовж 90 хвилин. Для оцінки клінічної ефективності досліджуваних маркерів рівні miR-200a та miR-200c порівнювали з виживаністю, чутливістю до хіміотерапії, стадією захворювання та морфологічними особливостями пухлини. Додатково аналізували їх можливий зв’язок із TNF і BRCA1-статусом.

Результати. Предиктивне клінічне значення BRCA1-статусу для прогнозування ефективності HIPEC було проаналізовано в підгрупі з 24 пацієнток із серозним високозлоякісним раком яєчників, яким проводилося комбіноване лікування рецидивного РЯ з використанням НІРЕС. Мутацію BRCA1 виявлено в даній підгрупі у 21 випадку. Встановлено тенденцію до кращої загальної виживаності у хворих із мутацією BRCA1, а саме 15,5 ± 5,7 міс (95% СІ 4,3-26,7), без соматичної мутації гену BRCA1 – 12  ± 3,3 міс (95% СІ 5,6-18,4), р=0,08. Однак при підгруповому аналізі залежно від результатів повноти циторедукції після виділення пацієнток із повною циторедукцією (СС-0/СС-1) статистично значущі відмінності стали очевидними. У цій підгрупі медіана загальної виживаності за наявності соматичної мутації BRCA1 становила 22 ± 4,8 міс (95% CI 12,5–31,5), тоді як у пацієнток без мутації – 12 ± 3,3 міс (95% CI 5,6–18,4), p=0,047. Це підтверджує клінічну значущість BRCA1-статусу як маркера чутливості до платиновмісного лікування, зокрема в умовах HIPEC після оптимальної циторедукції.

Щодо вивчення предиктивної ролі мікроРНК, то після проведеного літературного аналізу нами було виділено мікроРНК родини 200, що мають найбільший потенціал для клінічного застосування, зокрема обрано miR-200a та miR-200c як найбільш клінічно валідовані та біологічно релевантні. В нашому дослідженні проаналізовано рівні експресії мікро-РНК в 61 пацієнтки з РЯ. В результаті виявлено статистично достовірний зв’язок між експресією miR-200c та тривалістю виживання пацієнток з раком яєчників: вища експресія miR-200c була характерною для хворих із тривалим виживанням понад 8 років після встановлення діагнозу (p=0,010). При подальшому аналізі за допомогою ROC-кривої площа під кривою становила 0,75, а модель виявилася статистично значущою, що свідчить про позитивну прогностичну цінність miR-200c щодо виживаності. Водночас статистично значущих асоціацій між рівнем експресії мікроРНК та гістологічним підтипом пухлини (для miR-200a p=0,282 (11.47± 43.23) та p= 0,701 (2.37± 4.14) для miR-200c), а також чітких відмінностей між групами з різною чутливістю до системної хіміотерапії не встановлено.

При аналізі результатів HIPEC виявлено тенденцію до зниження ризику події у пацієнток із високими рівнями експресії miR-200c та miR-200a; за моделлю пропорційних ризиків Кокса HIPEC демонстрував тренд до зменшення ризику прогресування або смерті (HR 0,21; 95% CI 0,03–1,60; p=0,131), що вказує на потенційну клінічну користь методу в окремих молекулярно визначених підгрупах хворих. Водночас серед досліджених мікроРНК переконливе прогностичне значення було підтверджено насамперед для miR-200c, тоді як для miR-200a достовірних результатів отримано не було.

Під час аналізу взаємозв’язків між досліджуваними молекулярними маркерами не виявлено статистично достовірної залежності між експресією miR-200a/miR-200c та BRCA1-статусом пухлини (p=0,48 для miR-200a та p=0,53 для miR-200c). Також не встановлено достовірного кореляційного зв’язку між рівнями мікроРНК родини miR-200 і TNF плазми крові – коефіцієнт кореляції Спірмена становить 0,00748, що свідчить про дуже слабку позитивну кореляцію між двома змінними, p=0,954 для miR-200a і TNF та відповідно -0,0346 і p=0,791 для miR-200c і TNF.

Сам рівень TNF не продемонстрував статистично значущого впливу на прогнозування чутливості до препаратів платини при проведенні HIPEC та не мав самостійної прогностичної цінності щодо виживаності пацієнток після циторедуктивного втручання й внутрішньочеревної гіпертермічної хіміотерапії, хоч і демонстрував позитивну тенденцію – високий рівень TNF у плазмі крові мав асоціацію з вищою виживаністю (HR 0.36, 95% CI 0.11–1.13, p=0.08).

Таким чином, за результатами роботи серед досліджених молекулярних маркерів клінічну ефективність підтвердили BRCA1-статус пухлини та експресія miR-200c. Високий рівень miR-200c асоціюється з тривалішим виживанням пацієнток з раком яєчників і може розглядатися як потенційний прогностичний маркер. BRCA1-статус пухлини має значення для прогнозування ефективності HIPEC після циторедуктивних втручань. Натомість предиктивна цінність miR-200a та рівня TNF у плазмі крові в межах даного дослідження не була підтверджена. Отримані результати дають підстави розглядати BRCA1-статус і miR-200c як перспективні критерії селекції пацієнток для персоналізованого застосування платиновмісної терапії, у тому числі HIPEC, при ІІІС стадії раку яєчників.

Наукова новизна. Уперше встановлено зв’язок між рівнем експресії miR-200c і тривалістю виживання пацієнток із раком яєчників, а також показано, що висока експресія цього маркера асоціюється з кращими показниками виживання, що свідчить про його потенційну прогностичну цінність. Виявлено тенденцію до зв’язку між рівнем експресії мікроРНК родини miR-200 та виживаністю пацієнток при застосуванні HIPEC, встановлено клінічну значущість BRCA1-статусу пухлини для прогнозування ефективності цього методу, а також доведено відсутність статистично значущого зв’язку між рівнями досліджуваних мікроРНК і BRCA1-статусом. Додатково оцінено взаємозв’язок між експресією мікроРНК родини miR-200 та рівнем TNF у плазмі крові, що розширює уявлення про можливу роль цих показників у механізмах запальної відповіді та прогресії пухлинного процесу.

Практичне значення. Рекомендовано встановити алгоритм обстеження для пацієнток з РЯ: оцінити PCI перед початком лікування з метою оцінки можливості досягнення повноти циторедукції (CC0-CC1); Забір крові для визначення рівня мікроРНК: варто проводити до початку лікування РЯ, забір крові проводити з інтактної вени, 5 мл крові достатньо для проведення аналізу; Тестування рівень експресії мікроРНК проводити за домомогою методу PCR-RT; miR-200c використовувати як прогностичний маркер для пацієнток з РЯ; BRCA1-статус РЯ використовувати з метою прогнозування ефективності HIPEC

 

Публікації: за темою дисертаційної роботи опубліковано 5 наукових праць, з них 3 статей, 3 з яких у журналах, що індексуються в міжнародних науковометричних базах Scopus, 2 тез у збірниках наукових праць, матеріалах і тезах конференцій.

Ключові слова: рак яєчників, новоутвори яєчника, злоякісні новоутворення жіночої репродуктивної системи, BRCA1, TNF, чутливість до хіміотерапії, препарати платини, мікроРНК, прогнозування відповіді на терапію, HIPEC.

Abstract

Fernesa S.R. Prediction of Sensitivity to Platinum-Based Drugs in Hyperthermic Intraperitoneal Administration in Patients with Stage IIIC Ovarian Cancer.

Dissertation for the degree of Doctor of Philosophy in specialty 222 – Medicine (22 – Healthcare). – Danylo Halytsky Lviv National Medical University, Ministry of Health of Ukraine, Lviv, 2026.

The study was carried out at the Department of Oncology and Radiology of the Faculty of Postgraduate Education of Danylo Halytsky Lviv National Medical University on the basis of the Lviv Regional Clinical Oncology Center, a municipal non-profit enterprise of the Lviv Regional Council, during 2019–2023.

Ovarian cancer (OC) is one of the most challenging problems in modern gynecologic oncology and is characterized by the highest mortality rate among malignant tumors of the female reproductive system. About 70% of cases are diagnosed at advanced stages, when the tumor has already spread within the abdominal cavity, which significantly limits the possibilities of radical treatment. This trend has remained unchanged for more than half a century, although population data indicate a gradual improvement in long-term treatment outcomes for ovarian cancer over recent decades. In particular, the 5-year relative survival rate increased from 34.2% in 1975 to 42.1% in 1995, 43.1% in 2000, 45.8% in 2005, 47.8% in 2010, 51.7% in 2015, and 54.2% in 2020. This positive survival trend is attributable to advances in cytoreductive surgery, systemic platinum-based chemotherapy, targeted treatment with anti-angiogenic therapy and PARP inhibitors, and the introduction of hyperthermic intraperitoneal chemotherapy (HIPEC). Despite these achievements, durable cure in most patients with OC remains unattainable because of the disease’s tendency to recur. Approximately 25% of patients with early-stage disease and up to 80% of those with advanced disease subsequently develop recurrence, and the expected survival after recurrence does not exceed 12–18 months on average. The advent of HIPEC has expanded the possibilities of combined treatment of ovarian cancer, including recurrent disease. Since 2019, the NCCN has considered HIPEC a possible option in the treatment of recurrent ovarian cancer; however, to date this method has not been accepted as an ESGO standard and is recommended only for use in clinical trials, because even after complete repeat cytoreduction and anti-relapse chemotherapy with HIPEC, researchers still face the problem of chemotherapy resistance (platinum resistance). This circumstance necessitates the search for new predictive markers of sensitivity to platinum-based therapy, including HIPEC, and the improvement of approaches to individualized treatment.

The development of resistance to platinum agents is a complex multicomponent process involving a number of mechanisms, namely decreased intracellular drug concentration, enhanced activity of detoxification systems, increased activity of DNA repair mechanisms, inhibition of apoptosis, autophagy, epithelial–mesenchymal transition, and the influence of a pro-inflammatory tumor microenvironment, among others. At the same time, there are few predictive markers available for clinical use that assess the activity of each of these mechanisms and thus enable prediction of tumor response to chemotherapy. Therefore, the aim of this study was to improve the results of combined treatment in patients with ovarian cancer by identifying predictive markers of sensitivity to platinum-based chemotherapy administered systemically or intraperitoneally in a hyperthermic mode.

To achieve this aim, the following objectives were set: to assess the prognostic significance of tumor BRCA1 status, TNF level, and miR-200a/miR-200c expression in patients with OC regarding sensitivity to systemic and intraperitoneal hyperthermic platinum-based chemotherapy; to investigate the association of tumor BRCA1 status, TNF level, and miR-200a/miR-200c expression with traditional prognostic factors, their interrelationships, and their impact on survival; and, based on the obtained results, to formulate additional criteria for selecting patients for HIPEC.

Materials and methods. The study included 100 patients with ovarian cancer (76 in the prospective cohort and 24 in the retrospective cohort). The subjects of the study were tumor BRCA1 status, plasma expression levels of miR-200 family microRNAs (miR-200a and miR-200c), and plasma TNF level. The following methods were used: clinical, morphological, immunohistochemical, molecular genetic, and statistical.

Venous blood plasma and tumor tissue were used for laboratory analysis. MicroRNA expression levels were determined by real-time RT-PCR, TNF by a biological assay on the L929 cell line, and tumor BRCA1 status by immunohistochemistry. Treatment was carried out in accordance with current clinical protocols and included cytoreductive surgery, systemic chemotherapy with paclitaxel and carboplatin, and in some patients HIPEC with cisplatin at 40–41 °C for 90 minutes. To assess the clinical effectiveness of the studied markers, miR-200a and miR-200c expression levels were compared with survival, chemotherapy sensitivity, disease stage, and tumor morphological features. Their possible associations with TNF and BRCA1 status were also analyzed.

Results. The predictive clinical significance of BRCA1 status for forecasting HIPEC efficacy was analyzed in a subgroup of 24 patients with high-grade serous ovarian cancer who underwent combined treatment for recurrent ovarian cancer with HIPEC. BRCA1 mutation was detected in 21 cases in this subgroup. A trend toward better overall survival was found in patients with BRCA1 mutation, namely 15.5 ± 5.7 months (95% CI 4.3–26.7), versus 12 ± 3.3 months (95% CI 5.6–18.4) in patients without somatic BRCA1 mutation, p=0.08. However, in subgroup analysis according to the completeness of cytoreduction, after isolating patients with complete cytoreduction (CC-0/CC-1), statistically significant differences became evident. In this subgroup, the median overall survival in the presence of somatic BRCA1 mutation was 22 ± 4.8 months (95% CI 12.5–31.5), whereas in patients without mutation it was 12 ± 3.3 months (95% CI 5.6–18.4), p=0.047. This confirms the clinical significance of BRCA1 status as a marker of sensitivity to platinum-based treatment, particularly in the setting of HIPEC after optimal cytoreduction.

As for the predictive role of microRNAs, after conducting a literature review we identified the miR-200 family as having the greatest potential for clinical application, in particular miR-200a and miR-200c as the most clinically validated and biologically relevant. In our study, microRNA expression levels were analyzed in 61 patients with ovarian cancer. A statistically significant association was found between miR-200c expression and survival duration in patients with ovarian cancer: higher miR-200c expression was characteristic of patients with long-term survival of more than 8 years after diagnosis (p=0.010). In subsequent ROC curve analysis, the area under the curve was 0.75, and the model was statistically significant, indicating positive prognostic value of miR-200c for survival. At the same time, no statistically significant associations were found between microRNA expression levels and tumor histological subtype (for miR-200a, p=0.282 [11.47 ± 43.23], and for miR-200c, p=0.701 [2.37 ± 4.14]), nor were clear differences found between groups with different sensitivity to systemic chemotherapy.

Analysis of HIPEC outcomes revealed a trend toward reduced event risk in patients with high expression levels of miR-200c and miR-200a; according to the Cox proportional hazards model, HIPEC showed a trend toward reduction in the risk of progression or death (HR 0.21; 95% CI 0.03–1.60; p=0.131), suggesting potential clinical benefit of this method in certain molecularly defined subgroups of patients. However, among the studied microRNAs, convincing prognostic significance was confirmed primarily for miR-200c, whereas no significant results were obtained for miR-200a.

During analysis of interrelationships between the investigated molecular markers, no statistically significant association was found between miR-200a/miR-200c expression and tumor BRCA1 status (p=0.48 for miR-200a and p=0.53 for miR-200c). Likewise, no significant correlation was found between miR-200 family microRNA levels and plasma TNF levels: Spearman’s correlation coefficient was 0.00748, indicating a very weak positive correlation between the two variables, p=0.954 for miR-200a and TNF, and -0.0346 with p=0.791 for miR-200c and TNF, respectively.

TNF level itself did not demonstrate a statistically significant effect on predicting sensitivity to platinum agents during HIPEC and had no independent prognostic value for survival after cytoreductive surgery and intraperitoneal hyperthermic chemotherapy, although it showed a positive trend: a high plasma TNF level was associated with better survival (HR 0.36, 95% CI 0.11–1.13, p=0.08).

Thus, according to the study results, the molecular markers that demonstrated clinical utility were tumor BRCA1 status and miR-200c expression. A high level of miR-200c is associated with longer survival in patients with ovarian cancer and may be considered a potential prognostic marker. Tumor BRCA1 status is important for predicting the effectiveness of HIPEC after cytoreductive surgery. In contrast, the predictive value of miR-200a and plasma TNF level was not confirmed within this study. The obtained results provide grounds for considering BRCA1 status and miR-200c as promising criteria for selecting patients for personalized platinum-based therapy, including HIPEC, in stage IIIC ovarian cancer.

Scientific novelty. For the first time, an association was established between the level of miR-200c expression and survival duration in patients with ovarian cancer, and it was shown that high expression of this marker is associated with better survival, indicating its potential prognostic value. A trend toward an association between miR-200 family expression levels and patient survival during HIPEC was identified; the clinical significance of tumor BRCA1 status for predicting the effectiveness of this method was established; and the absence of a statistically significant relationship between the levels of the studied microRNAs and BRCA1 status was demonstrated. In addition, the relationship between miR-200 family microRNA expression and plasma TNF level was assessed, expanding current understanding of the possible role of these indicators in the mechanisms of inflammatory response and tumor progression.

Practical significance. It is recommended to establish an examination algorithm for patients with ovarian cancer: assess PCI before treatment initiation in order to evaluate the possibility of achieving complete cytoreduction (CC0–CC1); collect blood for microRNA level determination before the start of treatment, using an intact vein, with 5 mL of blood being sufficient for analysis; test microRNA expression levels using RT-PCR; use miR-200c as a prognostic marker in patients with ovarian cancer; and use BRCA1 status of ovarian cancer to predict HIPEC effectiveness.

Publications: 5 scientific works have been published on the topic of the dissertation, including 3 articles, all 3 of which were published in journals indexed in the international scientometric databases Scopus, and 2 abstracts published in collections of scientific papers, conference proceedings, and abstract books.

Key words: ovarian cancer, ovarian neoplasms, malignant neoplasms of the female reproductive system, BRCA1, TNF, chemotherapy sensitivity, platinum agents, microRNA, prediction of therapy response, HIPEC.

 

https://drive.google.com/file/d/1TBp-6tlbXI-4Rm4CIW0q-ynV0kH85JWG/view?usp=sharing