Predicción de metástasis tumorales mediante el empleo de un modelo radiómico de fusión de órgano diana/lesión primaria

La metástasis es una característica biológica importante de los tumores malignos y también es el principal factor que afecta el resultado de los pacientes con cáncer. La muerte directa de la mayoría de los pacientes con cáncer es el efecto masivo de las lesiones metastásicas o la pérdida de la función metastásica de los órganos diana. Por lo tanto, se ha convertido en una de las tareas urgentes y arduas en el campo de la oncología explorar el mecanismo fisiopatológico de la metástasis de tumores malignos y encontrar nuevos objetivos para formar nuevos métodos para el diagnóstico y tratamiento tempranos de las metástasis de tumores.

La metástasis tumoral es un proceso continuo y gradual. Las células tumorales en el tumor primario proliferaron, las células tumorales se desprenderon del tumor primario, invadieron la membrana basal, invadieron los vasos sanguíneos, los vasos linfáticos o la cavidad corporal y migraron a otro sitio u órgano con el flujo sanguíneo y el flujo linfático. Las células tumorales se adhirieron a los capilares del órgano diana, penetraron en los vasos sanguíneos para formar micrometástasis, proliferación celular y produjeron nuevos vasos sanguíneos, y formaron tumores secundarios del mismo tipo que el tumor primario. Pueden invadir y metastatizar nuevamente. En el proceso de metástasis, las mutaciones genéticas y los cambios posteriores en la inmunogenicidad de las células tumorales promueven la formación de un microambiente inhibidor del tejido tumoral local, que suprime el sistema inmunológico del huésped y conduce a la metástasis del tumor.

Estudios anteriores han descubierto que la metástasis tumoral tiene una especificidad de órgano, denominada "tropismo de órgano". Es decir, diferentes tipos de tumores tienden a metastatizarse en diferentes órganos. Por ejemplo, el cáncer de pulmón a menudo metastatiza en el cerebro, el cáncer colorrectal y el cáncer de páncreas comúnmente metastatizan en el hígado, el cáncer de mama y el cáncer de próstata comúnmente metastatizan en los huesos, y así sucesivamente. Por ello, Stephen Paget, patólogo británico, propuso y elaboró ​​hace más de cien años su "teoría de las semillas y el suelo", defendiendo que la metástasis requiere la diseminación de células tumorales, es decir, "semillas", y el entorno ideal para recibirlas. órganos, es decir, "suelo fértil". En esta teoría propuso que la metástasis exitosa a órganos distantes requiere no sólo células tumorales con potencial metastásico (semillas) sino también un órgano huésped adecuado (suelo). Durante la progresión del tumor, la composición y los tipos fenotípicos de las células inmunes en el microambiente del tumor están determinados tanto por las células malignas como por el nicho de los tejidos adyacentes. Los tumores metastásicos (semillas) conservarán características genéticas cuando se transfieran a diferentes entornos tisulares específicos de órganos (suelo). No basta con que las células tumorales alcancen el tejido de un determinado órgano, sino que también se requiere la coordinación entre las células tumorales (semillas) y el microambiente del órgano (suelo) para plantarse y crecer en un ambiente adecuado (suelo) y convertirse en focos metastásicos. En la "teoría de las semillas y el suelo", se ha demostrado que las características intrínsecas de las semillas afectan varios procesos clave de transferencia. Por otro lado, pocos estudios se han centrado en la relación entre las características intrínsecas del suelo (órgano diana) y la formación de metástasis de tumores malignos, una de las principales razones es que muchas veces no es ético realizar investigaciones invasivas en el órgano diana. de pacientes sin metástasis.

La radiómica es un campo emergente que desarrolla nuevos biomarcadores a través del análisis cuantitativo de imágenes de exámenes de imagen de pacientes, que pueden estudiar y analizar las posibles características fisiopatológicas de regiones de interés de forma no invasiva. Estudios anteriores han demostrado que los estudios radiómicos de semillas (tumores primarios) pueden predecir la metástasis de muchos tumores malignos, lo que establece evidencia radiómica para la teoría de "semillas y suelo" desde la perspectiva de las semillas. Sin embargo, los estudios radiómicos desde la perspectiva del suelo (el órgano diana de las metástasis) son raros. Tomando como ejemplo las metástasis cerebrales del cáncer de pulmón, la mayoría de los estudios radiómicos existentes que utilizan información de imágenes cerebrales solo evalúan las regiones donde se han producido metástasis cerebrales. Teniendo en cuenta que la radiómica también puede extraer características biológicas de órganos diana que aún no han metastatizado, nuestro grupo ha descubierto que el análisis radiómico de imágenes de resonancia magnética cerebral previas al tratamiento de pacientes con cáncer de pulmón sin metástasis cerebral inicial puede predecir de manera efectiva la probabilidad de metástasis cerebral en un cierto período de tiempo. tiempo. Este estudio también reveló por primera vez que el órgano diana sin metástasis (el suelo) también desempeña un papel clave en la aparición de metástasis de tumores malignos.

Los resultados de este estudio también sugieren que el modelo de predicción de malignidad derivado de la radiómica podría ser una herramienta prometedora para detectar pacientes con alto riesgo de metástasis tumoral. Los modelos integrados de predicción de riesgos que tienen en cuenta las características de las semillas y el suelo pueden ayudar a guiar la práctica clínica (p. ej., un seguimiento más riguroso de los pacientes de alto riesgo o el uso de un tratamiento sistémico más intensivo).

En conclusión, es necesario explorar más a fondo la aplicabilidad de este modelo radiómico basado en la teoría de semillas y suelos para la predicción del cáncer para verificar su universalidad y sus perspectivas de aplicación clínica. En este estudio, recopilaremos información por imágenes de las lesiones primarias iniciales de los pacientes y posibles órganos diana metastásicos en una variedad de tumores comunes (cáncer de pulmón, cáncer colorrectal, cáncer de mama, etc.). Explorar el rendimiento del modelo radiómico de "semillas y suelo" en la predicción de patrones de metástasis del cáncer (metástasis cerebral del cáncer de pulmón, metástasis hepática del cáncer colorrectal, metástasis pulmonar del cáncer de mama), con el fin de establecer un método no invasivo y rentable. y un modelo de predicción radiómica eficaz para distinguir metástasis de cáncer de "alto riesgo" y "bajo riesgo" en los tipos de cáncer correspondientes. Proporcionar una base teórica para la formación adicional de estándares de diagnóstico y tratamiento individualizados para pacientes con tumores malignos.