Prédire les métastases tumorales en utilisant un modèle radiomique de fusion d'organe cible/lésion primaire

Les métastases sont une caractéristique biologique importante des tumeurs malignes et constituent également le principal facteur affectant l’évolution des patients atteints de cancer. La mort directe de la plupart des patients atteints de cancer est due à l’effet de masse des lésions métastatiques ou à la perte de la fonction d’un organe cible métastatique. Par conséquent, il est devenu l’une des tâches urgentes et ardues dans le domaine de l’oncologie d’explorer le mécanisme physiopathologique des métastases tumorales malignes et de trouver de nouvelles cibles pour former de nouvelles méthodes de diagnostic et de traitement précoces des métastases tumorales.

La métastase tumorale est un processus continu et progressif. Les cellules tumorales de la tumeur primaire ont proliféré, les cellules tumorales se sont excrétées à partir de la tumeur primaire, ont envahi la membrane basale, ont envahi les vaisseaux sanguins, les vaisseaux lymphatiques ou la cavité corporelle et ont migré vers un autre site ou organe avec le flux sanguin et le flux lymphatique. Les cellules tumorales adhéraient aux capillaires de l'organe cible, pénétraient dans les vaisseaux sanguins pour former des micrométastases, proliféraient les cellules et produisaient de nouveaux vaisseaux sanguins, et formaient des tumeurs secondaires du même type que la tumeur primaire. Ils peuvent à nouveau envahir et métastaser. Au cours du processus de métastase, les mutations génétiques et les modifications ultérieures de l'immunogénicité des cellules tumorales favorisent la formation d'un microenvironnement inhibiteur local du tissu tumoral, qui supprime le système immunitaire de l'hôte et conduit à des métastases tumorales.

Des études antérieures ont montré que les métastases tumorales ont une spécificité d'organe, appelée « tropisme d'organe ». Autrement dit, différents types de tumeurs ont tendance à métastaser dans différents organes. Par exemple, le cancer du poumon métastase souvent au cerveau, le cancer colorectal et le cancer du pancréas métastasent généralement au foie, le cancer du sein et le cancer de la prostate métastasent généralement aux os, etc. C'est pourquoi Stephen Paget, un pathologiste britannique, a avancé et élaboré sa « théorie des graines et du sol » il y a plus de cent ans, affirmant que les métastases nécessitent la propagation de cellules tumorales, c'est-à-dire des « graines », et un environnement idéal pour recevoir organes, c'est-à-dire un « sol fertile ». Il a proposé dans cette théorie que la réussite des métastases vers des organes distants nécessite non seulement des cellules tumorales présentant un potentiel métastatique (graines), mais également un organe hôte approprié (sol). Au cours de la progression tumorale, la composition et les types phénotypiques des cellules immunitaires du microenvironnement tumoral sont façonnés à la fois par les cellules malignes et par la niche des tissus adjacents. Les tumeurs métastatiques (graines) conserveront leurs caractéristiques génétiques lorsqu'elles seront transférées dans différents environnements tissulaires spécifiques à un organe (sol). Il ne suffit pas que les cellules tumorales atteignent un certain tissu organique, mais cela nécessite également la coordination entre les cellules tumorales (graines) et le microenvironnement de l'organe (sol) pour planter et croître dans un environnement approprié (sol) et devenir des foyers métastatiques. Dans la « théorie des semences et du sol », il a été démontré que les caractéristiques intrinsèques des semences affectent divers processus de transfert clés. En revanche, peu d'études se sont concentrées sur la relation entre les caractéristiques intrinsèques du sol (organe cible) et la formation de métastases tumorales malignes, l'une des principales raisons étant qu'il n'est souvent pas éthique de mener des recherches invasives sur l'organe cible. de patients sans métastases.

La radiomique est un domaine émergent qui développe de nouveaux biomarqueurs grâce à l'analyse quantitative des images d'examen d'imagerie des patients, qui peuvent étudier et analyser les caractéristiques physiopathologiques potentielles des régions d'intérêt de manière non invasive. Des études antérieures ont montré que les études radiomiques des graines (tumeurs primaires) peuvent prédire les métastases de nombreuses tumeurs malignes, ce qui établit des preuves radiomiques pour la théorie des « graines et du sol » du point de vue des graines. Cependant, les études radiomiques du point de vue du sol (organe cible des métastases) sont rares. En prenant comme exemple les métastases cérébrales du cancer du poumon, la plupart des études radiomiques existantes utilisant des informations d’imagerie cérébrale évaluent uniquement les régions où les métastases cérébrales se sont produites. Considérant que la radiomique peut également extraire des caractéristiques biologiques d'organes cibles qui n'ont pas encore métastasé, notre groupe a découvert que l'analyse radiomique des images IRM cérébrales avant traitement de patients atteints d'un cancer du poumon sans métastase cérébrale de base peut prédire efficacement la probabilité de métastases cérébrales au cours d'une certaine période de temps. Cette étude a également révélé pour la première fois que l’organe cible sans métastase (le sol) joue également un rôle clé dans la survenue de métastases tumorales malignes.

Les résultats de cette étude suggèrent également que le modèle de prédiction de malignité dérivé de la radiomique pourrait être un outil prometteur pour dépister les patients présentant un risque élevé de métastases tumorales. Des modèles intégrés de prévision des risques qui tiennent compte des caractéristiques des semences et du sol peuvent aider à orienter la pratique clinique (par exemple, une surveillance plus rigoureuse des patients à haut risque ou le recours à un traitement systémique plus intensif).

En conclusion, il est nécessaire d’explorer davantage l’applicabilité de ce modèle radiomique basé sur la théorie des semences et des sols pour la prédiction du cancer afin de vérifier son universalité et ses perspectives d’application clinique. Dans cette étude, nous collecterons des informations d'imagerie sur les lésions primaires de base des patients et les organes cibles métastatiques potentiels dans une variété de tumeurs courantes (cancer du poumon, cancer colorectal, cancer du sein, etc.). Explorer les performances du modèle radiomique « graines et sols » dans la prédiction des modèles de métastases cancéreuses (métastases cérébrales du cancer du poumon, métastases hépatiques du cancer colorectal, métastases pulmonaires du cancer du sein), afin d'établir un modèle non invasif et rentable. et un modèle de prédiction radiomique efficace pour distinguer les métastases cancéreuses à « risque élevé » et « à faible risque » dans les types de cancer correspondants. Fournir une base théorique pour la formation ultérieure de normes de diagnostic et de traitement individualisées pour les patients atteints de tumeurs malignes.