Genetiken bakom svår form av melanom kartlagd

Malignt melanom är en cancerform som utvecklas i pigmentceller, oftast i huden, men det finns också en ovanligare form som startar i ögat. I ögat kallas sjukdomen uvealt melanom, och den drabbar cirka 80 personer per år i Sverige. Tumören i ögat behandlas ofta med strålbehandling eller, i vissa fall genom att ögat opereras bort, vilket botar omkring hälften av patienterna.

- Intressant nog sammanfaller prognosen med hur avläsningen av genuttrycket styrs, alltså avläsningen av generna i tumörens arvsmassa. Om patientens tumör har en viss gensignatur uppkommer strängt taget aldrig metastaser. Har tumören däremot en annan gensignatur så kommer metastaser, framförallt i levern, att utvecklas och sjukdomen blir då obotbar, säger Jonas Nilsson, professor i experimentell cancer kirurgi vid Sahlgrenska akademin.

Första sekvenseringen av metastasers arvsmassa

Flera stora studier har tidigare kartlagt, eller sekvenserat, genomet hos ögonmelanom. Dessa studier har bland annat lett till ett diagnostiskt test baserat på gensignaturen. Studierna har dock fokuserat på tumörer som växt i ögat, och inte på tumörer som växt som metastaser i exempelvis levern. En anledning till att metastasernas arvsmassa inte sekvenserats i lika stor utsträckning är att det sällan tas tumörprover på patienter med uvealt melanom när de fått metastaser. Därför har det inte funnits en biobank av högkvalitativt material för sekvensering.

Studie gav nödvändiga biopsier

I Göteborg drivs sedan några år tillbaka en klinisk prövning som kallas SCANDIUM-studien, för patienter med levermetastaser från uvealt melanom.

- Vi kopplar levern till en hjärt-lung-maskin och sköljer levern med extremt höga doser av cytostatika, en behandling som kallas isolerad hepatisk perfusion. Vi vet sedan tidigare att patienter svarat på denna behandling, men vi vet ännu inte om behandlingen kan förlänga överlevnaden för denna patientgrupp. Vi gör därför en randomiserad studie där hälften av patienterna får isolerad hepatisk perfusion och den andra hälften får annan systemisk behandling, berättar Roger Olofsson Bagge, kirurg på Sahlgrenska Universitetssjukhuset och docent vid Sahlgrenska akademin.

I samband med behandlingen kunde kirurgen skära bort ytliga biopsier av metastaser i levern. Biopsierna skickades genast till laboratoriet, och professor Jonas Nilsson berättar att det var mycket fördelaktigt att få tillgång till så färska tumörprover:

- Vi kunde spara en bit för att analysera dess genom och dess RNA, och en annan bit för att odla fram de immunceller som fanns i tumören. Ytterligare en bit av biopsin kunde vi använda i den djurmodell som kallas PDX-möss, där möss blir bärare av mänskliga tumörer och på så vis blir en slags avatar för patientens tumörsjukdom.

Identifierar genetisk förändring

Studien visar att majoriteten av metastaserna, 90 procent, hade förändringar i genen BAP1. Ett par av metastaserna hade också tappat genen CDKN2A. Förändringar i vissa större kromosomsegment visade sig vara vanligare än vad man tidigare kunnat se i tumörer som växer i ögat. En del av mutationerna i genen BAP1 kräver att man även undersöker regioner som inte direkt kodar för protein.

- Eftersom BAP1-mutationer visade sig vara mycket mer vanliga i uvealt melanom än vi tidigare trott, ville vi undersöka vilken funktion den här genen har i tumörcellerna, säger Jonas Nilsson.

Gensignatur kopplas till prognos

Tumörceller som först fått växa i en PDX-mus, skapad av forskaren Lisa Nilsson, visade sig sedan kunna växa även i cellodlingsinkubator. Hon använde ett virus för att sätta in en korrekt form av BAP1 i cellen, som då plötsligt fick tillbaka BAP1-proteinet. När forskarlaget sedan jämförde genuttryck i de celler som saknade BAP1 med de som återfått BAP1 noterade de något väldigt överraskande:

- Det visade sig att en stor del av den gensignatur som man tidigare sett kan skilja uvealt melanom med dålig prognos från de med god prognos i själva verket kan styras av BAP1, berättar Joakim Karlsson.

Skada från UV-ljus

Ett annat överraskande fynd var att arvsmassan från en av tumörerna verkade vara skadat av UV-ljus, precis som hudmelanom. Exponering av solljus anses vanligen inte vara en riskfaktor för ögonmelanom. Vid närmare undersökning visade sig tumören ha uppkommit i iris, som är väldigt ytligt belägen i ögat och därför mycket väl kunnat träffas av solens UV-strålar. Irismelanom är extremt ovanligt, och utgör endast en procent av alla uveala melanom, vilket förklarar varför kopplingen mellan ögonmelanom och exponering för UV-ljus inte gjorts tidigare. Forskarlaget fick tillgång till prover från ytterligare en patient med irismelanom, som också visade tecken på UV-skador i genomet.

Studier korsbefruktas

Studien presenterar också intressanta fynd om de immunceller, kallade T-lymfocyter, som infiltrerar tumörerna. Genom sekvensering av enskilda celler kunde både genuttryck och receptorer hos T-cellerna studeras. Olika patienters tumörer visade sig ha olika uppsättningar av T-celler, som uttryckte delvis andra gener än de som är vanliga bland de T-celler som infiltrerar hudmelanom. Detta kan vara en delförklaring till varför uvealt melanom är mer svårbehandlat med så kallad immunterapi än hudmelanom. Forskargruppen analyserar just nu resultaten av en annan klinisk studie (PEMDAC-studien), som koordineras av onkologen Lars Ny. I den studien används en kombinationsbehandling med läkemedel som förändrar genuttryck och läkemedel av typen PD1-hämmare, som är en framgångsrik immunterapi mot melanom i huden.

- Den studie vi nu kunnat publicera i Nature Communications har bidragit med värdefull kunskap i real-tid för de två pågående studierna SCANDIUM och PEMDAC, och kommer med stor sannolikhet att påverka framtida studier för patienter med metastaserat ögonmelanom, säger Jonas Nilsson.

Analysarbetet av arvsmassan i denna studie genomfördes först av SciLifeLab i Stockholm och senare av Genomiskt medicincentrum Väst (GMC Väst - en del av Genomic Medicine Sweden). Det bioinformatiska arbetet genomfördes av Joakim Karlsson, som tidigare var doktorand i Erik Lekholms grupp, och numera är verksam som postdoktor hos Jonas Nilsson.

Läs mer

• Nature Communications: Molecular profiling of driver events in metastatic uveal melanoma
• SCANDIUM-studien
• Clinical Genomics Gothenburg