Rilevazione di marcatori genetici del cancro del polmone

La teoria a più stadi della cancerogenesi include lo sviluppo di molteplici cambiamenti genetici attivanti dovuti all'esposizione ad agenti cancerogeni, principalmente o sovrapposti a mutazioni preesistenti nel genoma. Questi cambiamenti provocano l'attivazione di protooncogeni, la mancanza di espressione di geni oncosoppressori o combinazioni di quanto sopra, la cui somma si traduce in trasformazione maligna. Analisi dettagliate delle lesioni cromosomiche nel carcinoma polmonare broncogeno rivelano diverse anomalie ricorrenti, tra cui delezioni, duplicazioni o polisomia dei cromosomi 1, 3, 7 e 20. Le aberrazioni nel braccio corto del cromosoma 3, in particolare, si trovano in molti tumori polmonari a piccole cellule e non a piccole cellule, e la polisomia 7 è un reperto frequente nei tumori polmonari non a piccole cellule. Molte di queste anomalie non hanno un significato identificato, tuttavia l'applicazione delle tecniche attuali e in evoluzione della biologia molecolare ha rivelato cambiamenti genomici specifici che portano a fenotipi maligni in diversi tumori, ad esempio, l'applicazione delle tecniche di amplificazione della reazione a catena della polimerasi ha rivelato una sorprendente incidenza di sono state scoperte mutazioni nei protooncogeni h- e k-ras, associate a sovraespressione di fattori di crescita o recettori, ad esempio il recettore del fattore di crescita epidermico.

Poiché tutte le cellule epiteliali sono esposte a condizioni ambientali simili, sembra probabile che molte cellule subiscano mutagenesi contemporaneamente. Clinicamente, questo è spesso evidente, poiché il 10-20% dei pazienti con cancro del polmone presenta un altro cancro epiteliale, in concomitanza o in un momento successivo del loro decorso. La predisposizione allo sviluppo di secondi tumori maligni colpisce anche altre superfici epiteliali, ad esempio, vi è una forte tendenza per i pazienti con cancro della testa e del collo a sviluppare un secondo tumore maligno (carcinoma polmonare broncogeno) nel tratto aerodigestivo. Nonostante la diminuzione del tasso di fumo complessivo negli Stati Uniti, le proiezioni fino al 2025 indicano che ci saranno ancora 100.000 morti all'anno per cancro ai polmoni e altri tumori associati al fumo. Pertanto, sarebbe di grande beneficio per i pazienti a rischio di sviluppare il cancro del polmone identificare questi cambiamenti prima dello sviluppo di lesioni maligne invasive. Ciò è particolarmente vero per i pazienti che hanno già sviluppato un cancro o per i pazienti con una forte storia familiare che possono avere un'esposizione professionale (ad es. Asbesto) o abituale (ad es. Fumo di sigaretta) ad agenti cancerogeni. L'identificazione dei tumori nella fase preclinica è stata tentata in precedenza, ad esempio con lo screening dei raggi X del torace o delle citologie dell'espettorato, tuttavia, questi approcci non si sono dimostrati utili, poiché gli attuali metodi di rilevamento non sono abbastanza sensibili per identificare precocemente, non -alterazioni fenotipiche. La proposta qui delineata ha lo scopo di chiarire questo problema esaminando il tessuto bronchiale di pazienti a rischio di sviluppo di un secondo tumore (pazienti sottoposti a resezione primaria per la cura del carcinoma polmonare broncogeno) e valutando il tessuto bioptico per la presenza di anomalie cromosomiche e mutazioni in i protooncogeni h- e k-ras. Questi cambiamenti possono essere presenti per lunghi periodi di tempo nelle cellule epiteliali delle vie aeree prima dello sviluppo di evidenti alterazioni patologiche e i metodi per riconoscere questi cambiamenti sarebbero utili per valutare e seguire i pazienti a rischio di sviluppare tumori maligni.

Importanza dello stato dei linfonodi nel carcinoma polmonare: nei pazienti con carcinoma polmonare non a piccole cellule (NSCLC), lo stadio del tumore è il più forte determinante della prognosi. La stratificazione dei pazienti in fasi facilita le decisioni terapeutiche individuali basate sulle statistiche di sopravvivenza di una popolazione. All'interno di queste popolazioni in stadi, tuttavia, i sottogruppi di pazienti con apparente malattia precoce soffriranno comunque di recidiva del cancro. Ciò è dovuto all'incapacità degli attuali metodi di stadiazione di rilevare un piccolo numero di cellule tumorali disseminate (micrometastasi) in questi pazienti. È stato dimostrato che la PCR di trascrizione inversa (RT-PCR) per gli RNA messaggeri correlati al cancro rileva la presenza di micrometastasi in campioni di linfonodi istologicamente negativi e questi risultati sono correlati a un esito negativo. Sfortunatamente, l'applicazione clinica di routine di questa tecnica è stata limitata da risultati "falsi positivi" nei tessuti di controllo e da una bassa specificità per la previsione della recidiva della malattia. Abbiamo recentemente dimostrato che la RT-PCR quantitativa (QRT-PCR) può discriminare tra veri e falsi positivi e che ciò si traduce in una migliore capacità di prevedere la recidiva. In questa proposta intendiamo analizzare i linfonodi di pazienti sottoposti a resezione chirurgica per NSCLC mediante RT-PCR quantitativa. Questi pazienti saranno poi seguiti per cinque anni per determinare la recidiva del tumore. L'obiettivo è utilizzare la QRT-PCR per cercare di identificare quali pazienti sono a più alto rischio di recidiva della malattia e che potrebbero quindi beneficiare di terapie più aggressive.

Obiettivi specifici

1. Ottenere e mantenere in coltura cellule epiteliali bronchiali "normali" (NBEC) e tumori da pazienti sottoposti a resezione per il trattamento del carcinoma polmonare e del mesotelioma.
2. Per raccogliere NBEC e tumori polmonari per la valutazione delle anomalie genetiche.
3. Per eseguire analisi molecolari tra cui l'amplificazione della reazione a catena della polimerasi (PCR), la citometria a flusso, l'immunoistochimica e l'analisi genica di materiale da NBEC, tumori, polmone e sangue adiacenti e normali per la valutazione come mutazioni nei protooncogeni K-ras e p53, nonché come altri geni candidati e percorsi come quelli coinvolti nella transizione epiteliale-mesenchimale. Inoltre, cercheremo mutazioni e alterazioni dell'espressione di Fas, ligando di Fas e FADD, tre molecole che mediano la morte cellulare programmata e che hanno recentemente dimostrato di essere espresse su più cellule tumorali incluso il cancro del polmone.
4. Analizzare le citochine presenti nel liquido di lavaggio, nei tumori e nei tessuti polmonari.
5. Per produrre colture di cellule T da cellule presenti nei linfonodi drenanti del tumore e nel tessuto tumorale. Isolare, espandere numericamente e caratterizzare fenotipicamente e funzionalmente i linfociti infiltranti il ​​tumore umano (TIL) e le cellule tumorali per il potenziale sviluppo di futuri studi clinici sulla terapia cellulare.
6. Per analizzare i linfonodi intra-polmonari e mediastinici per l'espressione di mRNA correlati al tumore (come l'antigene carcinoembrionale (CEA), la citocheratina-19, il fattore di crescita degli epatociti, il recettore del peptide di rilascio della gastrina (GRP) e il recettore della neuromedina-B (NMB) ) come potenziale prova di micrometastasi.
7. Per rilevare il tumore metastatico nel midollo osseo estratto dal materiale di resezione costale scartato.
8. Analizzare i biomarcatori e il DNA tumorale circolante (ctDNA) in campioni biologici e correlarli con l'analisi delle immagini e gli esiti.
9. Condurre studi di ricerca genomica, proteomica, metabolomica, microbioma e immunologica su campioni raccolti.

Significato

Diversi ricercatori hanno già stabilito che i cambiamenti cromosomici si verificano in modo non casuale nel carcinoma polmonare non a piccole cellule. Sembra che questi cambiamenti siano correlati a specifici cambiamenti genetici, risultanti nel fenotipo maligno. Inoltre, una grande quantità di prove sperimentali supporta la teoria a più stadi della cancerogenesi, per cui si accumulano cambiamenti incrementali nel genoma, con conseguente fenotipo maligno. Il prodotto finale dei cambiamenti accumulati è determinato dalla cellula di origine e dal numero e dalla gravità dei cambiamenti che si verificano. Speriamo di stabilire che possano essere identificati cambiamenti precoci (espressi da cambiamenti cariotipici o da particolari mutazioni puntiformi) che indicherebbero la probabilità che un particolare paziente sviluppi un altro tumore maligno. Queste informazioni potrebbero quindi essere applicate a situazioni cliniche, ad esempio, per determinare la frequenza del follow-up clinico mediante radiografia del torace, broncoscopia di screening o citologia dell'espettorato. Inoltre, le informazioni raccolte potrebbero aiutare a identificare uno o pochi cambiamenti genetici necessari per la trasformazione, che potrebbero poi essere esplorati per definire ulteriormente il processo di trasformazione.

La presenza di cellule maligne nei linfonodi è un parametro critico nella stadiazione dei pazienti con carcinoma polmonare. La valutazione dei linfonodi è attualmente effettuata solo dall'istopatologia. La sopravvivenza a lungo termine dei pazienti con carcinoma polmonare con malattia in stadio IB (nessun coinvolgimento linfonodale noto con un tumore superiore a 2 cm) è inferiore rispetto ai pazienti con stadio IA (nessun coinvolgimento linfonodale noto con un tumore inferiore a 2 cm) . Allo stesso modo, i tassi di sopravvivenza dei pazienti che sono giudicati in stadio II sulla base di linfonodi di livello uno istologicamente positivi spesso non sono migliori di quelli dei pazienti in stadio superiore che hanno un coinvolgimento dei linfonodi di livello due. Queste osservazioni suggeriscono che le micrometastasi sono spesso presenti nei linfonodi che non sono rilevabili dalla valutazione istologica. Questa proposta integrerà l'esame istopatologico dei linfonodi con metodi che rilevano le cellule metastatiche occulte per determinare se l'assegnazione dei pazienti a uno stadio superiore rifletta più accuratamente il loro carico di malattia. Ciò potrebbe influenzare il trattamento successivo e gli esiti del paziente.