Previsione dell'esito dopo la chemioradioterapia per il cancro della testa e del collo utilizzando l'imaging funzionale e la biologia del tumore

CONTESTO E IMPOSTAZIONE

1.1. introduzione

La (chemio)radioterapia (CRT) concomitante è l'attuale standard di cura per i pazienti con carcinoma a cellule squamose della testa e del collo localmente avanzato (HNSCC). La vicinanza di importanti strutture funzionali con il tumore rende tuttavia il trattamento molto complesso. Mentre i tassi di controllo locoregionale sono migliorati nell'ultimo decennio, la tossicità correlata al trattamento può essere grave con xerostomia e disfagia che complicano gravemente la qualità della vita del paziente.

Inoltre, diventa sempre più chiaro che mentre questi tumori possono essere identici per localizzazione e istologia di base, la loro risposta al trattamento differisce notevolmente. Ciò implica che per un sottogruppo di pazienti, tassi di controllo locoregionali uguali potrebbero essere raggiunti utilizzando un programma di trattamento meno intenso e di conseguenza meno tossico. Questo in contrasto con il gruppo di pazienti che sviluppano una recidiva locoregionale durante il follow-up, per i quali il trattamento attuale è apparentemente insufficiente. Questi pazienti potrebbero trarre beneficio da un programma di trattamento più intenso, ovvero da una dose più elevata di radiazioni.

Queste differenze nella sensibilità al trattamento possono essere spiegate da variazioni di fattori biologici, molecolari e genetici. I parametri clinici da soli non sono sufficienti per la previsione della risposta. Identificare i diversi fattori molecolari e genetici ci aiuterebbe ad aumentare l'accuratezza della previsione della risposta e, sulla base di questi fattori, adattare il trattamento in modo più individuale a ciascun paziente. Pertanto vogliamo sviluppare un modello prognostico e predittivo che incorpori parametri molecolari e di imaging ben definiti che mostrino grandi promesse nella previsione della risposta dopo radiazioni ionizzanti.

1.2. Caratteristiche genetiche e molecolari del tumore

Il primo parametro che vogliamo indagare ulteriormente è l'ipossia tumorale. L'ipossia è stata identificata come un fattore che aumenta l'aggressività del tumore e diminuisce la radiosensibilità. In passato sono state applicate diverse tecniche per rilevare l'ipossia tumorale biologicamente rilevante, ma nessuna di esse viene utilizzata oggi nella pratica clinica di routine. Recentemente, una firma del gene del classificatore dell'ipossia basata sulla reazione a catena della polimerasi (PCR) è stata pubblicata da Toustrup et al. Questo classificatore ci consente di studiare l'ipossia tumorale biologicamente rilevante e di conseguenza l'aggressività del tumore e la resistenza alle radiazioni ionizzanti. Questa analisi sarà eseguita su biopsie ottenute prima del trattamento. Parte di questo materiale bioptico sarà anche conservato nella nostra biobanca. Ciò faciliterà la ricerca futura su promettenti parametri molecolari e genetici (come ad esempio la sovraespressione correlata all'HPV di p16) su un database di pazienti ben definito e strutturato.

1.3. Parametri dell'immagine

Oltre a queste importanti caratteristiche molecolari e genetiche del tumore, nel nostro modello saranno inclusi anche diversi parametri di imaging funzionale. Contrariamente all'imaging anatomico, le modalità di imaging funzionale ci forniscono una visione più profonda dell'attività biologica e della microstruttura sottostante del tumore.

La risonanza magnetica pesata in diffusione (DWI) può caratterizzare i tessuti in base allo spostamento casuale dei protoni dell'acqua. Questo spostamento può essere quantificato utilizzando il coefficiente di diffusione apparente (ADC). Studi preliminari sull'HNSCC hanno dimostrato il potenziale prognostico e predittivo del DWI ripetitivo all'inizio durante e dopo il trattamento.

La risonanza magnetica potenziata con contrasto dinamico (DCE-MRI) è una seconda tecnica, che mostra grandi promesse come indicatore precoce della risposta alle radiazioni ionizzanti. Molti tumori maligni manifestano neovascolarizzazione o angiogenesi. Questi processi sono tuttavia imperfetti e di conseguenza questi vasi di nuova sintesi manifestano un'elevata permeabilità, tortuosità e generalmente una scarsa funzionalità. Ciò potrebbe comportare uno scarso apporto di ossigeno alle cellule tumorali, che potrebbe compromettere l'efficacia del trattamento con radiazioni del tumore. Pertanto le proprietà vascolari di un tumore, valutate con DCE-MRI, potrebbero rivelarsi un indicatore prognostico della sua aggressività.

OBIETTIVI DI STUDIO

2.1. Obiettivi primari

L'obiettivo principale di questo studio è correlare i predittori clinici, molecolari e radiologici con l'esito, come definito dal controllo locoregionale e dalla sopravvivenza libera da malattia. In questo modo svilupperemo un modello prognostico/predittivo. Il modello predittivo sarà determinante nell'individualizzazione del trattamento garantendo un trattamento ottimizzato ed evitando il trattamento insufficiente e eccessivo.

2.2. Obiettivi secondari

• Vogliamo ottenere nuove informazioni sulla biologia e sulla microstruttura del tumore correlando l'imaging e i marcatori molecolari/genetici in una popolazione di pazienti ben definita.
• Vogliamo convalidare le diverse tecniche di imaging.
• Vogliamo fare una correlazione tra l'ipossia e altri biomarcatori predittivi in ​​futuro, conservando il tessuto ottenuto in questo studio nella nostra biobanca.

PROGETTAZIONE DI STUDIO

Proponiamo di istituire uno studio in cui includeremo in modo prospettico pazienti con carcinoma della testa e del collo localmente avanzato che saranno trattati con chemioradioterapia concomitante come deciso dopo consultazione multidisciplinare. Uno schema del processo è presentato nella figura sottostante. Tutti i pazienti riconosciuti eleggibili (carcinoma a cellule squamose della testa e del collo localmente avanzato non metastatico, trattato con chemioradioterapia, performance status di Karnofsky ≥ 70% e ≥ 18 anni) saranno inclusi dopo il consenso informato scritto. Verranno eseguite di routine la stadiazione con laringoscopia, TC del collo, RM del collo e PET-TC.

Il trattamento CRT consiste in radioterapia fino a 72 Gy utilizzando una schedula iperfrazionata accelerata. Il giorno 1 e il giorno 22 del trattamento verrà somministrato cisplatino a 100 mg/m².

Le biopsie tumorali saranno ottenute pochi giorni prima del trattamento. Il profilo di espressione genica dell'ipossia sarà derivato dal materiale tumorale (15 geni su PCR che possono essere analizzati individualmente o come gruppo attraverso una variabile binaria).

Il tessuto utilizzato per l'estrazione di RNA e DNA deve essere affiancato dalla colorazione H&E che conferma la presenza del tumore. Dalla biopsia le due estremità verranno tagliate e fissate in paraffina. Questo tessuto sarà conservato nella biobanca. La parte centrale del tessuto verrà successivamente immagazzinata nell'RNA e utilizzata in parte per estrarre DNA e RNA. L'RNA verrà utilizzato per sintetizzare il cDNA per eseguire l'analisi qPCR per il classificatore ipossico.

I pazienti saranno inoltre sottoposti a DWI MRI e DCE imaging prima e 3 settimane dopo la CRT. Le lesioni saranno valutate quantitativamente mediante delineazione manuale delle regioni di interesse (ROI) sopra il tumore sulle immagini DWI e DCE-MRI native. Saranno calcolati rispettivamente i valori ADC ei parametri DCE (semi-)quantitativi.

Tutti i dati sopra descritti saranno integrati nel modello prognostico insieme ai dati clinici disponibili.