Metabolomica del plasma come strumento per distinguere i noduli benigni positivi al PET da PET positivi

PET-CT è una tecnica indispensabile nella stadiazione del cancro ai polmoni, dove quasi nessuna lesione polmonare non viene rilevata poiché la sua sensibilità raggiunge il 96%. Tuttavia, PET-CT spesso non riesce a discriminare gli SPN Maligni e non maligni positivi al PET con una specificità di soli 23%. Si consiglia al 40-50% di questi pazienti di ripetere la propria TC dopo 3-6 mesi per seguire la progressione delle loro lesioni, ritardando una diagnosi di cancro chiara e corretta e la successiva terapia. Più del 10% dei pazienti con un SPN non metastatizzato sulla scansione PET-CT riceve un intervento chirurgico non necessario a causa di questa incertezza diagnostica.

A causa di queste attuali sfide, gli investigatori cercheranno biomarcatori di metaboliti che consentono la discriminazione tra SPN benigni e maligni. I biomarcatori sono definiti come "caratteristiche che vengono oggettivamente misurate e valutate come indicatori di normali processi biologici, processi patologici o risposte farmacologiche agli interventi terapeutici". Questa ricerca si concentrerà sui biomarcatori basati su metabolomica/metabolita, poiché la riprogrammazione metabolica è uno dei segni distintivi delle cellule tumorali. Non appena si verifica la malattia, le cellule tumorali riprogramineranno il loro metabolismo al fine di soddisfare l'aumento del tasso di proliferazione e del consumo di energia. I cambiamenti nel metabolismo comportano cambiamenti nella concentrazione di prodotti finali metabolici, metaboliti, sia intra che extracellulari. Questo principio consente il rilevamento di SPN maligni misurando le concentrazioni di metaboliti nel plasma.

L'applicabilità clinica dei biomarcatori dei metaboliti è diventata chiara dal lavoro precedentemente pubblicato. Utilizzando la metabolomica a base di risonanza magnetica nucleare protonica (1H-NMR), uno studio precedente del nostro gruppo di ricerca ha dimostrato che una singola analisi del glutammato plasmatico potrebbe aumentare la specificità discriminatoria delle scansioni PET-CT dal 23% all'81% in una popolazione di pazienti positivi al PET. Tuttavia, sono ancora necessari un ulteriore sviluppo e ottimizzazione per raggiungere una fase clinica.

Questo studio prospettico non solo studierà i livelli plasmatici del glutammato, ma anche i livelli plasmatici di 61 metaboliti aggiuntivi. Questi 61 metaboliti aggiuntivi sono stati identificati nel plasma in uno studio precedente condotto dal nostro gruppo di ricerca usando 1H-NMR. È già stato dimostrato che l'idea di questi metaboliti, tra cui lattato, acetato, cisteina e asparagina, contribuisce in modo significativo ai processi maligni. Oltre a includere più metaboliti rispetto allo studio precedentemente eseguito, verrà utilizzata un'altra tecnica diversa da 1H-NMR. Anche se 1H-NMR è caratterizzato dalla sua preparazione del campione non distruttiva e veloce e natura quantitativa, è una tecnica molto costosa che di solito non è disponibile nella maggior parte degli ospedali. Poiché questo studio mira a trovare metaboliti plasmatici che possano servire come biomarcatori clinici per la distinzione tra SPN benigni e maligni, verrà utilizzata una tecnica più ampiamente disponibile, chiamata cromatografia liquida ad alte prestazioni (HPLC).

Poiché i 61 metaboliti di interesse possono essere classificati in più classi chimiche, come aminoacidi e acidi organici, saranno necessari diversi metodi HPLC. Dopo lo sviluppo di un metodo adatto per l'identificazione e la quantificazione dei metaboliti, verranno misurati i campioni di plasma e i metaboliti saranno quantificati. Confrontando le concentrazioni di metaboliti nei campioni plasmatici derivati da pazienti con SPN benigno e un SPN maligno, gli investigatori mirano a trovare differenze significative nelle concentrazioni di metaboliti tra questi due gruppi. I metaboliti significativamente alterati potrebbero quindi potenzialmente servire da biomarcatori plasmatici per la distinzione di SPN benigni e maligni, migliorando così l'accuratezza diagnostica.