Una prova di Poly-ICLC nella gestione dei gliomi pediatrici ricorrenti di basso grado (Poly-ICLC)

Contesto/motivazione L'incidenza dei tumori cerebrali pediatrici primari negli Stati Uniti è di circa 1500 all'anno. I tumori cerebrali sono il tumore solido più comune diagnosticato durante l'infanzia e quindi rappresentano una significativa mortalità infantile negli Stati Uniti. Astrocitomi e gliomi di basso grado sono il tipo più comune di tumore cerebrale dell'infanzia (36% dei tumori cerebrali infantili). Questi tumori comprendono un assortimento eterogeneo di sottotipi istologici tra cui: varianti fibrillari, protoplasmatiche, gemistocitiche e miste. Sono inclusi anche gli astrocitomi pilocitici, gli xantoastrocitomi pleomorfi e gli astrocitomi subependimali a cellule giganti. Inoltre, nei bambini piccoli ci sono alcune entità rare uniche che si comportano come tumori di basso grado, compresi i gangliogliomi desmoplastici infantili e gli astrocitomi desmoplastici. Sebbene i bambini con astrocitomi di basso grado spesso sopravvivano molti anni dopo il trattamento convenzionale con chirurgia e talvolta radioterapia, alcuni bambini non se la caveranno altrettanto bene. Questi tumori costituiscono un gruppo eterogeneo a causa delle diverse posizioni all'interno del cervello e del diverso comportamento biologico dei diversi sottotipi. Per quelli in cui è possibile l'escissione totale, come gli astrocitomi cerebellari, la prognosi è eccellente con tassi di sopravvivenza a dieci anni superiori al 90% con la sola escissione chirurgica. Al contrario, i tassi di sopravvivenza nei bambini con tumori cerebrali o diencefalici sono del 40-70% a cinque anni con irradiazione, ma scendono all'11-50% a 10 anni (Mundigers, 1990). Alcuni tumori tuttavia possono essere non resecabili/parzialmente resecabili e le radiazioni possono avere effetti collaterali indesiderati nei bambini piccoli. Mentre i deficit intellettivi più significativi si verificano nei bambini di età inferiore a 5 anni trattati con irradiazione cranica, i deficit riconosciuti anche nei giovani adulti giustificano l'estensione dell'età a 10 anni per evitare le radiazioni. I regimi chemioterapici sono utilizzati per i pazienti ad alto rischio (tumore progressivo, tumore residuo) come mezzo per evitare o ritardare la radiazione nei pazienti giovani, ma sono frequentemente riportati effetti collaterali della chemioterapia.

Nuove forme di trattamento efficace che avranno effetti collaterali minori sono molto necessarie nei tumori cerebrali infantili, in particolare nei gliomi di basso grado. Proponiamo di studiare l'efficacia e la tossicità del poli-ICLC, un modificatore della risposta biologica nei bambini con gliomi di basso grado.

PROTEOMICA

L'attuale monitoraggio diagnostico e terapeutico dei pazienti con tumore al cervello è significativamente ostacolato a causa della comprensione limitata della biologia del tumore al cervello e della risposta alla terapia. La maggior parte dei tumori del SNC non può essere identificata o seguita dall'espressione di marcatori sierici o liquorali. Tuttavia, se disponibili, tali marcatori sarebbero altamente desiderabili e potrebbero essere utilizzati per:

• Rilevare la minima malattia residua
• Prevedere la risposta a specifiche terapie mirate
• Prevedere o anticipare la progressione del tumore
• Distinguere la recidiva del tumore dai cambiamenti post-chirurgici o dai cambiamenti post-radiazioni al neuroimaging
• Aumentare gli attuali sistemi di classificazione istopatologica
• Migliorare gli attuali schemi di stratificazione del trattamento clinico e patologico
• Valutare l'efficacia e la risposta del tumore a specifiche terapie biologiche mirate che potrebbero non influire sulla dimensione del tumore come endpoint primario del tumore (ad esempio, inibitori di piccole molecole o strategie anti-angiogeniche) Sebbene tali marcatori sarebbero utili per pronosticare, monitorare e trattare tutti i tumori del SNC, il suo utilizzo nei tumori gliali, inclusi gli astrocitomi ricorrenti di basso grado, è fondamentale poiché questi tumori vengono spesso sottoposti a biopsia alla presentazione, ma non alla recidiva. Spesso questi tumori non sono suscettibili di resezione completa o biopsia a causa dell'eloquenza del tessuto cerebrale in cui si infiltrano (ad esempio, via ottica, tronco cerebrale o gliomi ipotalamici) o dei vasi sanguigni che racchiudono.

Il materiale biologico del SNC nei tumori gliali del CSF tende a disseminarsi localmente lungo i tratti della sostanza bianca piuttosto che attraverso la semina subaracnoidea. La disseminazione di gliomi di basso grado lungo lo spazio sub-aracnoideo è stata segnalata in bambini con gliomi di basso grado. Anche i tumori focali sono spesso adiacenti alle vie CSF (ad esempio, fossa intrapeduncolare, terzo e quarto ventricolo) con conseguente contatto diretto tra tessuto tumorale e liquido spinale. Tuttavia, l'esame della citologia del liquido cerebrospinale per questi tumori non è standard. Dati i limiti dell'identificazione delle cellule tumorali nel liquido cerebrospinale, sono necessarie metodologie che potrebbero migliorare la nostra comprensione dei tumori del sistema nervoso centrale di tutti i tipi. Ciò fornirebbe un significativo miglioramento delle conoscenze attualmente disponibili sulla biologia di questi tumori e potrebbe chiarire potenziali vie terapeutiche.

La proteomica, un'area di ricerca relativamente nuova in cui viene analizzato il complemento proteico totale di un compartimento tissutale, è stata utilizzata con successo per identificare nuovi biomarcatori nei tumori solidi (Zheng, 2003); (Khwaja, 2007). Poiché le proteine ​​sono effettori di tutte le funzioni cellulari, la loro misurazione dovrebbe rappresentare il mezzo più diretto di caratterizzazione cellulare e quindi di biologia tumorale. Poiché le cellule e il loro ambiente esistono in uno stato integrato, è stato possibile interrogare le proteine ​​dei compartimenti extracellulari per valutare la presenza e l'impatto delle cellule tumorali. Ciò è stato fatto principalmente utilizzando siero o plasma per stabilire un metodo di screening per la presenza di tumori a basso stadio. Un analogo compartimento extracellulare da utilizzare nei tumori cerebrali sarebbe il liquido cerebrospinale (CSF). Circola in tutto il sistema nervoso centrale e scambia le proteine ​​con il fluido extracellulare del cervello e del midollo spinale.

Il CSF viene continuamente creato e riassorbito, fornendo un proteoma in stato stazionario in tempo reale. A differenza del siero, che contiene una miscela proteica altamente complessa che va da proteine ​​a bassissima abbondanza nell'intervallo 10-30 pg/mL a proteine ​​molto abbondanti nell'intervallo 35-55 mg/mL, il CSF contiene una miscela proteica meno complessa (Omenn, 2005 ).

Pertanto, è più probabile che il liquido cerebrospinale contenga concentrazioni relative più elevate di proteine ​​specifiche del tumore (rapporto segnale/rumore più elevato) rispetto al siero. Nel loro insieme, questo rende il CSF un'interessante alternativa al siero per il rilevamento di biomarcatori correlati al tumore al cervello. A differenza della leucemia e di molti tumori solidi al di fuori del SNC, dove le biopsie seriali vengono prontamente eseguite, i tumori del SNC non sono facilmente accessibili se non al momento della resezione iniziale o ripetuta o della biopsia. Mentre gli studi su questi campioni forniscono risultati importanti per quanto riguarda la biologia del tumore, le analisi seriali durante il trattamento non sono ragionevoli. Al contrario, il CSF dei pazienti con tumore può essere campionato più facilmente nella maggior parte dei pazienti pediatrici. Con lo sviluppo della tecnologia proteomica, è possibile indagare i segnali correlati al tumore al momento della diagnosi attraverso il trattamento, e quindi in remissione e/o al momento della recidiva o della progressione.

Mentre il CSF per la semina dei tumori è prontamente disponibile e ottenuto di routine per la citologia, la valutazione sistematica delle proteine ​​all'interno di questi campioni potrebbe essere di notevole importanza scientifica. Oltre a identificare i potenziali responsabili della malattia o della risposta alla terapia, è possibile valutare anche lo stato di glicosilazione e fosforilazione di molte proteine. Gli studi sul tessuto tumorale mostrano che tali informazioni rivelano l'attività di diversi enzimi correlati alla risposta al trattamento (Mellinghoff, 2005); (Helgi, 2005) o la progressione delle metastasi leptomeningee (Brandsma, 2006).

Proteomica La proteomica del LCR è stata applicata a molti disturbi neurologici tra cui il morbo di Alzheimer, la sclerosi laterale amiotrofica, la sclerosi multipla, il danno cerebrale acuto e la malattia di Creutzfeldt-Jakob (Rohlff, 2001).

I rapporti sul suo utilizzo in neuro-oncologia sono limitati, ma dimostrano il potenziale di questa tecnologia per identificare efficacemente i biomarcatori tumorali. Uno studio ha utilizzato l'elettroforesi su gel bidimensionale di poliacrilammide (2-D) per misurare le quantità relative di due marcatori preselezionati, N-Myc e l-CaD, nel liquido cerebrospinale di pazienti affetti da tumore cerebrale (Zheng, 2003). Un altro ha utilizzato l'ELISA del CSF per identificare l'osteopontina come predittivo di AT/RT e correlato con la risposta alla terapia (Kao, 2005). La proteomica del CSF che utilizza l'elettroforesi su gel 2-D in combinazione con la spettroscopia di massa e l'etichetta di affinità codificata dell'isotopo scindibile (cICAT) è stata utilizzata per valutare 60 campioni di liquido cerebrospinale e cistico tumorale prelevati da adulti con tumori cerebrali e controlli non neoplastici. Queste tecniche sono state utilizzate per trovare un pannello di proteine ​​espresse in modo differenziato nei gliomi di grado inferiore rispetto a quelli di grado superiore. I risultati sono stati confermati utilizzando l'analisi Western Blot per rilevare otto proteine ​​selezionate in base al ruolo implicito nella gliomagenesi e alla disponibilità di anticorpi. Questo rapporto, che è stato accettato per la pubblicazione in attesa di revisioni, ha identificato 21 potenziali biomarcatori CSF per l'astrocitoma.

Come accennato in precedenza, ci sono prove che i gliomi si diffondono attraverso lo spazio subaracnoideo. Attualmente ci sono diversi consorzi che studiano attivamente l'espressione proteica nel liquido spinale di bambini con tumori maligni gliali ed embrionali (Pediatric Brain Tumor Consortium, Pediatric Oncology Experimental Therapeutics Consortium). Le proteine ​​​​interrogate in questi protocolli includono quelle coinvolte nell'angiogenesi e nella neovascolarizzazione (EGF, VEGF e bFGF), quelle coinvolte nella crescita e migrazione del tumore (proteina secreta con domini ricchi di acido e cisteina (SPARC), attrattina). Non esiste un consorzio che raccolga attivamente campioni di liquido spinale nei bambini con tumori di grado inferiore. Un obiettivo secondario di questo studio è esaminare queste proteine ​​nel liquido cerebrospinale di bambini con gliomi di basso grado che hanno una progressione tumorale. È probabile che il confronto dell'espressione della proteina CSF nei tumori di alto e basso grado aiuti a identificare marcatori biologici specifici per la progressione del tumore o per la patologia tumorale.