Conformazione della beta gonadotropina corionica umana durante la chemioterapia per il coriocarcinoma

Il cambiamento conformazionale della gonadotropina corionica umana beta (hCG beta) durante la chemioterapia per la malattia trofoblastica gestazionale e il suo significato clinico non sono stati ben compresi. In questo studio utilizzeremo la microscopia a forza atomica e l'interferometria a doppia polarizzazione per misurare le dimensioni e il cambiamento conformazionale della beta gonadotropina corionica umana durante la chemioterapia per i tumori trofoblastici gestazionali persistenti.

La malattia trofoblastica gestazionale comprende uno spettro di malattie con diversa propensione all'invasione locale e alla metastasi, ovvero mola idatiforme parziale e completa, coriocarcinoma e tumore trofoblastico del sito placentare. La malattia trofoblastica persistente può svilupparsi sia da nevi parziali che completi. Tutti i tumori trofoblastici producono gonadotropina corionica umana (hCG) e il monitoraggio della terapia si basa in gran parte sulla determinazione dell'hCG nel siero. Le forme più maligne esprimono anche quantità eccessive di hCG beta e la determinazione simultanea di hCG e hCG beta può essere utilizzata per differenziare tra malattia molare e carcinoma trofoblastico, che è associato a una percentuale di hCG beta superiore al 5%. È stato anche segnalato che l'hCG glicosilato è una caratteristica del cancro trofoblastico, ma la sua utilità clinica resta da stabilire. Il livello di hCG beta nel siero viene utilizzato anche per valutare la prognosi con livelli non solo molto alti ma anche molto bassi in relazione al carico tumorale che sono indicativi di prognosi sfavorevole. Per questo motivo: 1). forme più maligne esprimono anche quantità eccessive di hCG beta; 2). l'emivita dell'hCG beta è più lunga di quella dell'hCG; 3). il rapporto hCG beta/hCG aumenterà quando i livelli diminuiranno dopo il successo della terapia; e 4). è stato riscontrato che il rapporto aumenta durante lo sviluppo della malattia resistente alla terapia, il monitoraggio della malattia trofoblastica gestazionale si basa solitamente sulla misurazione della gonadotropina beta corionica umana. Il trattamento del coriocarcinoma è più spesso monitorato mediante dosaggio seriale di hCG beta nel siero fino a quando i livelli non sono rilevabili e la determinazione simultanea di hCG beta può talvolta rivelare una ricaduta prima dell'hCG. Pertanto, la misurazione dell'hCG beta è importante nel trattamento dei tumori trofoblastici gestazionali.

La coriogonadotropina umana appartiene a una famiglia di ormoni glicoproteici eterodimerici che sono costituiti da due subunità legate in modo non covalente con quattro carboidrati N-legati. Durante la chemioterapia, le molecole beta di hCG possono essere degradate. È stato riportato uno studio mediante analisi cristallografica mediante il quale hanno scoperto che i cristalli di gonadotropina corionica umana deglicosilata hanno una struttura bipiramidale esagonale utilizzando un metodo di diffusione del vapore contro il solfato di ammonio. In precedenza, la conformazione della molecola hCG è stata raramente studiata. Con il metodo chimico, è stato riportato che l'hCG sovraglicosilato è una caratteristica del cancro trofoblastico, ma la sua utilità clinica resta da stabilire. Il metodo fotoelettrico è un metodo di nuova concezione per studiare la conformazione delle molecole proteiche o glicoproteiche. Al momento, non vi è alcun rapporto sulla conformazione degli studi seriali di hCG. Il tumore trofoblastico gestazionale così come altri tumori ginecologici sono stati spesso sottoposti a chemioterapia antitumorale e monitorati da marcatori tumorali. Durante le chemioterapie antineoplastiche, il cambiamento conformazionale dei marcatori tumorali, incluso l'hCG beta nel tumore trofoblastico gestazionale persistente per cancro e il suo significato clinico, è stato studiato solo raramente. Ad oggi, non è ancora ben compreso se durante la chemioterapia possa verificarsi un cambiamento conformazionale o una ridotta stabilità dell'eterodimero.

In questo studio utilizzeremo una microscopia a forza atomica (AFM) per sondare la nanostruttura superficiale della beta gonadotropina corionica umana. Verrà studiato il cambiamento conformazionale della beta gonadotropina corionica umana che è secreta da tumori trofoblastici gestazionali persistenti durante la chemioterapia. Vorremo anche visualizzare direttamente una singola struttura molecolare della beta gonadotropina corionica umana, e saranno fornite misure quantitative delle dimensioni della glicoproteina. L'altezza media calcolata per ogni particella beta di hCG sarà misurata e confrontata successivamente durante la chemioterapia. Inoltre, verrà eseguito un esperimento utilizzando l'interferometrico a doppia polarizzazione (DPI) come biosensore e verrà calcolato anche il valore medio dello spessore del monostrato. Per studiare ulteriormente l'ultrastruttura superficiale di una molecola di hCG beta, un campione di hCG beta a bassissima concentrazione sarà scansionato nel vuoto mediante AFM. Le immagini ad alta risoluzione riveleranno chiaramente la forma delle molecole beta di hCG. Inoltre, le immagini di fase delle molecole di hCG beta saranno catturate simultaneamente con le loro immagini di altezza, e le dimensioni laterali della forma delle molecole di hCG beta saranno quindi misurate e calcolate. Si otterranno così i valori medi calcolati per il diametro esterno e il diametro dei pori. Questo studio rappresenterà la prima caratterizzazione diretta dell'ultrastruttura superficiale della molecola hCG beta su scala nanometrica. Le misurazioni fisiche del diametro esterno, del diametro dei pori e del diametro del protomero nell'hCG beta mediante AFM e DPI possono suggerire come riconoscere le molecole di hCG beta, che costituiscono un importante marcatore tumorale durante la chemioterapia per i tumori trofoblastici gestazionali persistenti. Svelare la struttura molecolare e misurare le dimensioni di hCG beta può fornire nuove direzioni per l'applicazione futura nei chip dei sensori clinici di hCG beta. È anche probabile che il cambiamento dimensionale delle molecole beta di hCG possa anche avere alcune implicazioni cliniche per i tumori trofoblastici gestazionali persistenti.