Genetická náchylnost k malignímu pleurálnímu mesotheliomu: Klinické důsledky variací zárodečných linie (MAGNETS)

Maligní pleurální mezoteliom (MPM) je vzácný a agresivní novotvar pleurálního mezothelu, hlavně spojený s expozicí azbestu, stále postrádá účinné terapie. Předpokládá se, že míra incidence v Evropě dosáhne vrcholu kolem roku 2025 v důsledku dlouhé latence mezi expozicí a nástupem nemocí. Asbestové průmyslové použití bylo na svém vrcholu v 70. letech a přestalo v Itálii v roce 1994 (L.D. 257). V provincii Pavia však začala v roce 2007 rekultivace cementového závodu ve městě Broni: práce ještě nejsou dokončena a expozice populace pokračuje dodnes. Síť provincie Asst Pavia a IRCCS Policlinico nadace San Matteo nadace identifikovala v posledních 2 letech více než 80 případů incidentu. Proto jsme upozornili na vzácnou rakovinu s nízkou délkou života (12–15 měsíců od diagnózy). Jiná onemocnění, a to i se stejným embryologickým původem z mezodermu, jako jsou rakoviny vaječníků, jsou častější, dobře studovány a mají více zavedených terapií. Cítíme také potřebu reagovat na konkrétní blaho a neuspokojené potřeby našeho území. Inhalační azbestová vlákna migrují do pleury, kde přetrvávají, způsobují podráždění, udržují poškození tkáně a lze je najít post mortem (1).

Azbest je nemutagenní činidlo: jeho nanosizovaná vlákna přímo interagují s tyrosin kinázami (TK) (např. EGFR) a může indukovat nevhodnou dimerizaci a aktivaci receptoru v nepřítomnosti aktivace somatických mutací. Aktivace aktivace receptoru TK iniciuje kaskády buněk a karcinogenezi. Azbest tedy indukuje generování zánětlivého imunosupresivního mikroprostředí, které může podpořit růst nádoru u jedinců s genetickou predispozicí (2). V důsledku toho se nedostatkem akční nádorové cíle spolu s heterogenní stromou podporuje selhání moderních léků, inhibitorů TK i imunitní kontroly (TKI, ICIS). V tomto komplexním kontextu zůstává role zárodečných změn v MPM do značné míry neprozkoumána, s výjimkou změn genu BAP1, o nichž je známo, že predisponují onemocnění (3).

Zaměříme se na panel genů zapojených do zánětlivé infiltrace, reakci na léčivo, predispozici rakoviny k definování zárodečných podpisů s potenciálními prognostickými a prediktivními důsledky. Tato studie přispěje k dešifrování stále neprozkoumaného prostředí a zlepšení mechanistických znalostí o biologii MPM a interindividuální náchylnosti k azbestu. Navíc by to mohlo být pomoci při identifikaci nových akčních cílů a při navrhování personalizovaných a efektivnějších terapeutických strategií.

Hlavním cílem studie je hledat zárodečné změny panelu genů zapojených do infiltrační modulace mikroprostředí, reakci na léčivo a predispozici rakoviny. Studie bude provedena paralelně na vzorcích krve získaných od subjektů vystavených azbesto a u pacientů s MPM. Tento přístup umožní: i) detekci domnělých zárodečných podpisů spojených s nástupem MPM predispozice (nebo dokonce ochranou) s prognostickými a prediktivními důsledky.

Primárním cílem bude srovnání prevalence zárodečných mutací u pacientů s MPM oproti zdravým subjektům exponovaným azbestem.

Sekundárním cílem bude srovnání celkového přežití (OS) podle mutačního stavu u pacientů s MPM.

Studie bude strukturována na třech fázích. První krok bude považovat sběr vzorků. Pacienti postižení MPM, následovaní v pneumologické jednotce, budou kandidát na studii (30 případů/rok).

Pro každou z nich bude 4ml plná krev odebrána krevním odtokem (s použitím EDTA jako antikoagulance). Srovnatelné množství krve bude odvozeno od biobanky již životaschopné u ICS maugeri získaných od pacientů s MPM (50 případů) a subjektů exponovaných azbestem (30 případů). Onkologická servisní jednotka Biobanks se nachází ve výzkumných laboratořích ICS Maugeri. V roce 2009 byla financována zaměřená na sběr, ochranu, skladování a distribuci lidského biologického materiálu pro výzkumné účely. V maugeri institucionální onkologické biobank byly dosud uloženy biologické vzorky pacientů trpících různými typy rakoviny (4% maligní pleurální mesotheliom) a pro které jsou dobře zdokumentovány klinické anamnézy a sledování. Pro každý přihlášený případ budou PI shromážděny klinické a demografické údaje po získání písemného informovaného souhlasu. Pacienti MPM budou léčeni podle mezinárodních pokynů a řídí se na základě hodnocení interdisciplinární skupiny pro hrudní novotvary (GINT).

Další krok projektu zahrnuje komplexní a hloubkové úsilí o objevování zaměřené na identifikaci variací zárodečných linií ovlivňujících panel genů zapojených do regulace mikroprostředí infiltru, reakci na léčivo a citlivost na rakovinu. Charakterizace nádorů využívajících metody sekvenování nové generace je v současné době v popředí oblasti personalizované medicíny. Je třeba zdůraznit, že u většiny typů rakoviny by mělo být genetické aktivum definováno jako krajina sestávající z malého počtu hor (geny změněné ve vysokém procentu nádorů) a mnohem většího počtu kopců, jmenovitě se tyto geny změnily zřídka. Publikované studie odhalily asi 140 genů, které při změně intragenní mutace mohou podporovat nebo řídit tumorigenezi; Jiné mutace jsou cestující a neposkytují volitelnou růstovou výhodu. Na druhé straně je známo, že několik genů predisponuje k rakovině, když je zděděno v mutantní formě v zárodečné linii a do značné míry není v rakovině somaticky mutováno. Tyto geny neposkytují významnou selektivní růstovou výhodu, pokud se změní, ale mohou podporovat tumorigenezi nepřímým způsobem. Genetická charakterizace MPM dosud nebyla plně objasněna kvůli významné variabilitě mezi pacienty a sotva hlášené somatické aberace. Většina genetických změn v MPM je ztráta funkce nádorových supresorových genů nebo pečovatelských genů. Při absenci kontextu onkogenní závislosti může farmaceutické cílení aktivovaných převodníků (inhibitory MTOR, inhibitory FAK) držet klíč pro zlepšení terapie MPM. Současný projekt zaměřený na hluboce zkoumá změnu zárodečné linie v MPM a exponované populaci k určení hostitelských faktorů zapojených do propagace MPM. Patogenní varianty zárodečné linie v MPM jsou často zapojeny do opravy poškození DNA a remodelačních cestách chromatinu a nejčastěji identifikované mutace zárodečných linií jsou v BAP1, které kóduje gen supresor nádoru. Jeho protein je jaderný deubikvitinující enzym, který hraje důležitou roli v modulaci chromatinu, regulaci transkripce, buněčné proliferaci, opravě DNA, buněčné smrti a glucidickém metabolismu.

Na základě systematického přehledu literatury provedené pro identifikaci všech relevantních údajů je sada 30 genů zapojených do infiltrační modulace mikroprostředí (např. RBL1), reakce na léčiva (např. XRCC1) a predispozice rakoviny (např. Brac1-2) byl definován. Tato fáze bude zahrnovat první krok zaměřený na hluboký mutační screening zaměřený na analýzu vlastního panelu genů zapojených do mikroprostředí imunitního zánětlivého na DNA mononukleární buňky (PBMC). Přístup sekvenování nové generace (NGS) bude aplikován pomocí sekvenčního systému Illumina-Iseq 100. Z každého subjektu zapsaného do této studie bude celková DNA extrahována automatizovaným čisticím systémem, poté bude pro konstrukci knihovny použito 20 ng vstupní DNA a sekvenování všech kódovacích exonů z genu související s rakovinou. Identifikované varianty budou předloženy do analýzy bioinformatiky pomocí prediktoru efektu Effect Effect Effect (VEP) Polyphen-2, SIFT a ENSEMBL pro posouzení možného dopadu odpovídající substituce aminokyselin na strukturu a funkci kódovaného proteinu. Kromě toho budou klinicky významné varianty anotovány pomocí ClinVAR-NCBI, GNOMAD a kosmických databází. Nedávné klinické studie spojily vysokou nádorovou mutační zátěž (TMB) se zlepšenou mírou odpovědi pacienta a přínosem pro přežití z inhibitorů imunitního kontrolního bodu; Proto se TMB objevuje jako biomarker odpovědi na tato imunoterapeutická látka. Kromě toho se ukázalo, že varianty zárodečné linie mohou ovlivnit molekulární fenotypy nádorů, a tak předpovídat účinnost kontrolního bodu. Zíráme z těchto úvah, v této studii budeme také analyzovat mutační zátěž zárodečné linie (GTMB) posouzením celkového počtu nesynonymních mutací v každém vybraném genu.