A Pilot Clinical Study of Treatment Guided by Personalized Tumorgrafts in Patients with Advanced Cancer

Abstract

Patients with many advanced solid cancers have very poor prognosis, and improvements in life expectancy are measured only in months. We have recently reported the remarkable clinical outcome of a patient with advanced, gemcitabine-resistant, pancreatic cancer who was later treated with DNA-damaging agents, on the basis of the observation of significant activity of this class of drugs against a personalized tumorgraft generated from the patient’s surgically resected tumor. Here, we extend the approach to patients with other advanced cancers. Tumors resected from 14 patients with refractory advanced cancers were propagated in immunodeficient mice and treated with 63 drugs in 232 treatment regimens. An effective treatment regimen in the xenograft model was identified for 12 patients. One patient died before receiving treatment, and the remaining 11 patients received 17 prospectively guided treatments. Fifteen of these treatments resulted in durable partial remissions. In 2 subjects, no effective treatments were found. Overall, there was a remarkable correlation between drug activity in the model and clinical outcome, both in terms of resistance and sensitivity. The data support the use of the personalized tumorgraft model as a powerful investigational platform for therapeutic decision making and to efficiently guide cancer treatment in the clinic.

Development of bioluminescent chick chorioallantoic membrane (CAM) models from primary pancreatic cancer cells: A platform for drug testing

“…However, experimental and clinical evidence demonstrated that anti-stromal approaches may favour PDAC aggressiveness, reinforcing the need to critically revisit the complexity of cancer-stroma interactions for translational and pharmacological implications 4 . Recent studies suggested that early passages of primary PDAC cells and "avatar" mice can mimic the genetic diversity that characterizes the human disease and might be better predictors of drug activity, including the standard treatment with gemcitabine 5,6 .…”

“…However, experimental and clinical evidence demonstrated that anti-stromal approaches may favour PDAC aggressiveness, reinforcing the need to critically revisit the complexity of cancer-stroma interactions for translational and pharmacological implications 4 . Recent studies suggested that early passages of primary PDAC cells and "avatar" mice can mimic the genetic diversity that characterizes the human disease and might be better predictors of drug activity, including the standard treatment with gemcitabine 5,6 .Despite several studies used such in vivo models in order to promote drug development and selection, their costs and complexity impaired the translation of these results in the clinical setting. Novel, cost-effective models that similarly mimic tumor biology and provide faster information on the activity of anticancer therapies could therefore make an important contribution to the advancement of personalized medicine.…”

De l’exome à l’avatar : vers une « oncologie de précision » ?

“…On espère ainsi éviter les essais superflus, les délais ainsi que les toxicités inutilement encourues. Une étude clinique publiée il y a trois ans [7] (sans analyse génomique préalable) en faisait une démonstration de principe sur 14 patients atteints de cancers avancés : 63 agents anticancéreux avaient été testés sur les 14 avatars obtenus, et 17 traitements efficaces sur l'avatar (certains étant des combinaisons de deux molécules) avaient été sélectionnés. Finalement, onze des malades ont présenté une réponse (partielle, avec réduction mais non disparition de la tumeur) après utilisation du traitement efficace sur l'avatar.…”

“…Par ailleurs, l'expérience à ce jour indique que le taux de succès est faible, seuls 10 à 20 % des interventions suggérées par la génomique s'avérant efficaces [2,3]. Il devient donc très important d'avoir des indications complémentaires pour faire le meilleur choix, et le passage par un test sur un avatar portant la tumeur du patient est indubitablement une option intéressante, d'autant que les études rapportées dans cette chronique montrent toutes une bonne cohérence entre efficacité sur l'avatar et réponse chez le patient [5][6][7][8]. Cette approche n'est pas parfaite : elle est coûteuse, techniquement exigeante et surtout elle impose un délai important (six mois environ) dans des situations où il est souvent urgent de trouver le bon traitement.…”

Contribution au développement de nouvelles thérapies contre le cancer colorectal

“…Comme cela a déjà été démontré pour d'autres tumeurs xénogreffées [2][3][4], la caractérisation histopathologique des échantillons de la collection montrait une très bonne concordance entre la xéno-greffe et la tumeur du patient correspondant. La conservation de l'architecture de la tumeur d'origine est une caracté-ristique importante de cette collection.…”