Tuomas Mirtti LT, dos., vanhempi tutkija

Transkriptio

1 Tuomas Mirtti LT, dos., vanhempi tutkija HYKS-ervan biopankkikoordinaattori Patologian erikoislääkäri HUSLAB Meilahti 1

2 Perinteiset biopankit 2

3 Mikä on biopankki? Biopankkilaki /688, voimassa alk.: Biopankki = biopankkitoiminnan harjoittajan ylläpitämä yksikkö, johon kootaan, kerätään ja jossa säilytetään näytteitä ja niihin liittyvää tietoa tulevaa biopankkitutkimusta varten. Biopankkitutkimus = tutkimusta, jossa hyödynnetään biopankissa säilytettäviä näytteitä tai niihin liittyviä tietoja ja jonka tarkoituksena on terveyden edistäminen, tautimekanismien ymmärtäminen tai terveyden- ja sairaanhoidossa käytettävien tuotteiden tai hoitokäytäntöjen kehittäminen. OECD:n määritelmä: A collection of biological material and the associated data and information stored in an organised system, for a population or a large subset of a population. 3

4 Kudosarkistot osana biopankkia 13 Vanhojen näytteiden käsittelyä koskevat erityissäännökset Terveydenhuollon toimintayksikkö, joka säilyttää tämän lain voimaan tullessa potilaan tutkimuksen ja hoidon yhteydessä syntyviä biologisia näytteitä (diagnostiset näytteet) ja näytteisiin liittyviä potilasasiakirjoja, voi siirtää näytteet ja niihin liittyvät tiedot salassapitosäännösten estämättä biopankkiin. Siirto ei saa vaarantaa potilaan hoidon järjestämistä ja toteuttamista. Korkeakoulu, tutkimuslaitos, terveydenhuollon toimintayksikkö tai muu yksikkö voi siirtää ennen tämän lain voimaantuloa aloitetun tutkimuksen yhteydessä kerätyt ja analysoidut näytteet ja niihin liittyvät tiedot salassapitosäännösten estämättä biopankkiin. Paikallinen eettinen toimikunta Valvira, tiedonantomenettely 4

5 Suomen biopankit 5 erva- alueen biopankkia sekä Keski- Suomen keskussairaala YO- sairaala+yliopisto+alueelliset sh- piirit hieman erilaisin järjestelyin Biopankkilaki 44 : Yliopistollista sairaalaa ylläpitävä kuntayhtymä yhdessä erityisvastuualueen sairaanhoitopiirien kuntayhtymien ja terveydenhuollon toimintayksikköä ylläpitävien kuntien ja kuntayhtymien kanssa voi perustaa alueellisen biopankin siten kuin siitä sovitaan terveydenhuoltolain (1326/2010) 34 :ssä tarkoitetussa terveydenhuollon järjestämissuunnitelmassa ja 43 :ssä tarkoitetussa erikoissairaanhoidon järjestämissopimuksessa tai muutoin. Lisäksi THL:n biopankki ja FHRB (hematologinen biopankki) 5

6 Academic Medical Center Helsinki Biobank (AMCH Biobank) HUS:n, Helsingin yliopiston, Carean ja Eksoten yhteinen biopankki. HUS omistajana Perustamis- ja yhteistyösopimus määrittelee tehtävät ja vastuut, rahoitusosuudet Hallinnollisesti sijoittuu HUSLAB:iin 1,86milj. asukasta erva- alueella (Suomi 5,44milj) 6

7 AMCH Biopankin Ohjausryhmä Markku Mäkijärvi HUS, pj, varah. Lasse Viinikka Risto Renkonen HY, varah. Caj Haglund Piia Aarnisalo, HUSLAB, varah. Petri Bono Olli Kallioniemi, FIMM, varah. Kimmo Pitkänen Pasi Pöllänen, CAREA, myös EKSOTEN valtuuttamana, varah. Esa Leppänen Esittelijä, biopankista vastaava henkilö Tuomas Mirtti 7

8 Organisaatiokaavio (ehdotus) Prosessityöryhmä Ohjausryhmä Biopankista vastaava henkilö -laatuvastaava IT-työryhmä - IT-vastaava Ulkopuolinen Tieteellis-eettinen ohjausryhmä SAB 8

9 Biopankin peruspilarit Biopankkitoiminta mahdollisimman lähellä terveydenhuoltoa ja sairaanhoitoa Suurin osa prospektiivisista näytteistä kliinisten laboratorioiden kautta, esim. HUSLAB. FINAS- akkreditoitu, FS EN ISO/IEC ja SFS EN ISO standardit Noin 5M parafiiniblokkia, miten liitetään/liitetäänkö biopankkiin? Muut kliiniset arkistot? Muut retrospektiiviset kokoelmat Meilahti Tissue Bank?, HKI- Prostate TMA Uusiutuva sairaalaorganisaatio Sairaanhoidon rekisterit, miten käyttöön? Kampuksen tutkimusryhmät Infrastruktuuri: FIMM HUSLAB kliiniset arkistot 9

10 Pääkonttori ja projektitilit Laboratories, Centers of excellence Pharma, SME, P2P partnership s BB Samples Registries Services Clinical registries APOTTI, Kanta, Population register center HUB, gynecological oncology, head & neck ca, thoracic surgery, neurosurgery Research groups in the university 10

11 Rekisterit, Biodatapankki Courtesy of Juha Muilu 11

12 TUKIJAlta VALVIRAlle ja sen jälkeen Pitkän tähtäimen rahoitusmallit, liiketoimintamallit Näytteiden hinnoittelu- ja luovutusperiaatteet Biopankkiin siirrettävien vanhojen näytteiden hallinnointi Laatukäsikirja ja akkreditointi Tiedotus Kansallisen ja kansainvälisen yhteistyön mallit (BBMRI.fi, BBMRI-ERIC) 12

13 Pilottina HUB - Helsingin urologinen biopankki - 13

14 HUB samples Based on informed consent and by ensuring the needs of diagnostics and treatment: 1. Blood (plasma, serum), max. 30ml 2. Urine, ad 100ml 3. Fresh frozen tissue samples from tumor and adjacent benign tissue 4. Fresh tissue for cell and tissues cultures 5. Formalin fixed paraffin embedded tissue 6. Clinical data Samples and data are collected at the time of diagnosis or treatment and at follow-up visits. No extra harm (e.g. extra needle incisions) for the patient AMCH aamupäivä

15 HUB, liquid sample types 10 ml serum tube Centrifuge 10 blood serum (500 µl) 27 cryovials per patient per sampling 10 ml heparin tube Centrifuge 10 heparin plasma (500 µl) 10 ml EDTA tube Centrifuge 10 EDTA plasma (500 µl) EDTA cells for DNA extraction 50 ml urine sample Centrifuge 2 urine sediments 9 urine supernatant (5 x 1,5 ml + 4 x 9 ml) 15

16 Tissue sample types Harvest and snap freeze (8 x 3 mm) Harvest and culture Fix with NBF, embed in paraffin QC tissue for DNA, RNA & protein extractions Scan the H&E slides from diagnostic samples and store in WebMicroscope Prepare a TMA block

17 HUB, tissue sample processing A continuous, standardized sample collecting & processing chain from the operation theatre to the biobank Tissue off from blood circulation Sample at laboratory Sample weighting, inking, macrodissecting # and coring Sample freezing in isopentane 18 min 10:18 a.m 10:24 a.m 10:34 a.m 10:36 a.m Operation theatre Transferring to lab Processing in the laboratory Fast Prostate Retrieval in Robot-Assisted Laparoscopic Prostatectomy for Next Generation Biobanking Andrew Erickson 1,2, Anssi Petas 1, Henrikki Santti 1, Mika Matikainen 1, Tuomas Mirtti 2, 3 and Antti Rannikko 1 17

18 Simple equipment, routine specimen handling Quality Control RNeasy Mini Kit (Qiagen). RIN

19 Technology development 19

20 Tissue culture technologies Living Biobanks Ex vivo culturing of cancer tissue and cells Technology development for solid tumors Preselected patients and sample types (high grade primary cancers, CRPC - TURP chips, biopsies) Long- term cultures and cell lines, 3D organoids Drug sensitivity and resistance testing improvements to treatment Taija af Hällström, Päivi Östling 20

21 Living biobank samples Tissue slice culture Prostatectomy, TURP, needle biopsy Culture conditions: Tissue slices on titanium grids, air liquid interface, rotation, PFMR-medium, EGF, IN, CT, HC, SE, PEA, BPE, RA, VitE. References: Kiviharju-af Hällström et al., PNAS 2007; Jäämaa, af Hällström et al., Can Res, Reprogrammed primary cell culture Culture conditions: 2D co-culture with fibroblast feeder cells (irradiated Swiss 3T3 cells), F-medium, 5% FBS, Y-27632, HC, IN, CT, EGF, adenine. References: Liu et al., Am J Pathol 2012; Suprynowicx et al., PNAS slide courtesy of Taija af Hällström Primary cell culture Culture conditions: 2D culture on collagen, MCDB and PFMRmedium, EGF, IN, CT, HC, SE, PEA, BPE, RA, VitE. References: Kiviharju-af Hällström et al., PNAS 2007; Peehl 1992 and Reprogrammed 3D stem cell models Clevers protocol Culture conditions: Current protocol for GI tract-derived stem cell cultures: Matrigel-embedded cells, DMEM/F12 (including HEPES, Glutamax, N2, B27 and N-acetylcysteine) supplemented with varying combinations of gastrin, EGF, Noggin, R-spondin, Wnt3A, Nicotinamide, Alk4/5/7- and p38 inhibitors and FGF10. Composition for prostate and prostate cancer cells remain to be specified. References: de Lau et al., Nature 2011; Sato et al., Gastroenterology 2011., Gao et al., Cell 2014.

22 100 nm Extracellular vesicles Ribosomal RNA αcd63 Small RNA Albumin Contaminant markers MVB THP Nanosight GM130 Calnexin Markers present/ enriched in exosomes Podocalyxi n Tsg101 CD9 Ultrafiltration CD63 Precipitation I CD59 2 µg Maija Puhka 10 µg 5 ml urine Ultracentrifugation Precipitation II

23 Precision medicine strategy for castration-resistant prostate cancer CRPC cell lines Drug testing and Proteomics Ex-vivo tissue slices Microvesicles DNA&RNA Pathology Signaling and Imaging Clinical translation 23

24 From biobanks to biodatabanks Multispectral imaging Next-gen sequencing Cloud knowledge source & computation Molecular pathology Automated image analysis Molecular profiling Diagnosis Treatment Research 24

25 25

26 Thank You! Any questions? 26