Carico mutazionale tumorale nei pazienti con carcinoma polmonare (MUBULUC)

1. Conoscenza attuale del campo oggetto di indagine

   L'evidenza clinica dimostra che il trattamento con agenti bloccanti del checkpoint immunitario (ICB) apporta benefici ai pazienti con più tipi di tumore. Tuttavia, è necessario lo sviluppo di biomarcatori predittivi per identificare i pazienti che hanno maggiori probabilità di rispondere all'immunoterapia.

   Un biomarcatore emergente per la risposta all'immunoterapia è il numero totale di mutazioni presenti in un campione tumorale. Questo biomarcatore è chiamato carico di mutazione o carico mutazionale del tumore (TMB). Si ipotizza che i tumori altamente mutati abbiano maggiori probabilità di ospitare neoantigeni presi di mira dalle cellule immunitarie attivate. Questa metrica, consentita dai recenti progressi nelle tecnologie di sequenziamento di nuova generazione (NGS), in particolare il sequenziamento dell'intero esoma (WES) e il sequenziamento dell'RNA (RNA-seq), ha dimostrato, in diversi tipi di tumore, di correlare con la risposta del paziente a ICB. Infatti, il TMB è stato correlato con i benefici clinici della terapia anti-PD-1 e anti-CTLA-4 in vari tipi di tumore, incluso il melanoma maligno (Snyder et al., 2014; Van Allen et al., 2015) con una soglia di più di 100 varianti non sinonime a singolo nucleotide (nsSNV) per esoma, tumori polmonari non a piccole cellule (NSCLC) (Rizvi et al., 2015) con una soglia definita come superiore a 178 nsSNV per esoma e diversi deficit di riparazione del DNA tumori (Howitt et al., 2015; Le et al., 2015, 2017). Uno studio recente ha confermato in modo prospettico che la PFS tra i pazienti con un elevato carico mutazionale tumorale era significativamente più lunga con nivolumab più ipilimumab rispetto alla chemioterapia nel NSCLC (Hellmann et al., 2018). Nel complesso, viene suggerito un collegamento diretto tra carenza di riparazione del DNA, panorama mutazionale, carico neoantigenico previsto e attività clinica dell'ICB.

   Il TMB è stato definito come il numero di mutazioni somatiche, codificanti, di sostituzione di basi e indel per megabase del genoma esaminato. Tutte le sostituzioni di base e le indel nella regione codificante dei geni mirati. È stato dimostrato che il TMB calcolato utilizzando il test del pannello genetico del cancro (CGP) concorda bene con le misure dell'intero esoma del carico di mutazione (Chalmers et al., 2017). Ciò indica che CGP, mirando all'intera regione codificante di diverse centinaia di geni, copre una dimensione genomica sufficiente per valutare con precisione il carico mutazionale WES. È stato scoperto che filtrare le alterazioni della linea germinale e le varianti rare era importante per ottenere misurazioni accurate del TMB, e questo sarà particolarmente importante nei pazienti di origini etniche non ben rappresentate nei set di dati di sequenziamento. Questi risultati indicano che la CGP è uno strumento accurato, economico e clinicamente disponibile per misurare il TMB. I risultati dell'analisi del campionamento verso il basso mostrano che la variazione nella misurazione dovuta al campionamento durante il sequenziamento di 1,1 Mb è accettabilmente bassa, determinando un'identificazione altamente accurata di TMB a una gamma di livelli di TMB. Questa variazione di campionamento aumenta al diminuire del numero di megabasi sequenziate, specialmente a livelli inferiori di TMB. Sebbene la CGP mirata possa essere utilizzata per valutare accuratamente il TMB, attualmente non è adatta per l'identificazione di neoantigeni, che potrebbero verificarsi in qualsiasi gene. Tuttavia, l'impatto teragnostico del TMB è stato determinato anche con un CGP mirato mediante il test FoundationOne CDx (Hellmann et al., 2018).

   La mancata valutazione del TMB può verificarsi in diverse fasi del processo analitico. Può essere all'acquisizione del campione con un basso livello di DNA (5-10%). L'elaborazione NGS a seconda del metodo può portare a un errore del processo intorno al 2-3%. E infine, la cura bioinformatica porterà a un 3-5% di fallimento. Alla fine, il TMB sarà indeterminato con un tasso di abbandono al 15% dei campioni (comunicazione Fondation Medicine Personal).

   L'implementazione della valutazione del carico mutazionale del tumore in una prospettiva nazionale è impegnativa e dovrebbero essere compiuti grandi sforzi. Qualunque sia il metodo, WES o CGP di grandi dimensioni, le misurazioni del TMB cambieranno la scala del sequenziamento genico nelle piattaforme molecolari.

   È importante che le piattaforme, in cui verrà implementata la misurazione del carico mutazionale del tumore, possano essere in grado di calibrare il proprio CGP e confrontarlo con un riferimento standard per la misurazione del TMB. Inoltre, con la quantità limitata di DNA, il metodo implementato deve produrre risultati affidabili per la maggior parte dei campioni. Le piattaforme devono inoltre implementare i loro processi di panche umide e la loro pipeline di bioinformatica per essere in grado di produrre il TMB in tempi di consegna compatibili con la gestione dei pazienti clinici.

2. Descrizione della popolazione dei partecipanti allo studio e giustificazione della scelta dei partecipanti

   Come accennato in precedenza, il TMB sembra essere un indicatore importante dell'efficacia dell'ICB. È quindi importante implementare la misurazione del TMB a livello nazionale per garantire la parità di accesso all'ICB.

   L'Istituto nazionale francese per il cancro (INCa) ha etichettato le piattaforme molecolari responsabili dei diversi test molecolari che dovrebbero stabilire i loro processi per poter affrontare questo nuovo test. Questo studio è designato per testare diversi metodi CGP per valutare il carico mutazionale del tumore nei tumori polmonari al fine di confrontare i diversi metodi e identificare gli svantaggi e i fallimenti dei diversi metodi. I risultati di questo studio dovrebbero consentire di stimare le esigenze per l'implementazione del TMB a livello nazionale, raccomandare panel di geni del cancro, proporre pipeline bioinformatiche convalidate e infine raccomandare processi preanalitici per ridurre il tasso di fallimento dei test.

   A tale scopo questo studio determinerà il TMB su pazienti con cancro ai polmoni. Saranno reclutati 200 pazienti con carcinoma polmonare non a piccole cellule (NSCLC) e naive al trattamento.

   Saranno reclutate tre coorti:

   • Verranno inclusi 100 pazienti senza resezione e determineremo il TMB sul campione bioptico

   • 100 pazienti saranno inclusi dopo la resezione chirurgica del loro tumore e determineremo il TMB sul campione resecato

     • All'interno di questa coorte, il TMB sarà valutato sia sul campione bioptico che sul campione resecato per 20 pazienti Saranno arruolati 200 pazienti per eseguire 220 analisi TMB.

   I siti partecipanti sono grandi piattaforme che sono state selezionate sulla base della loro capacità di implementare nuovi test e che dispongono di tutte le strutture per condurre la ricerca descritta. I pazienti inclusi in questo studio corrisponderanno a quelli che riceveranno inibitori del checkpoint immunitario durante il corso della loro malattia. Questo studio in uno studio non interventistico, in quanto non modificherà l'assistenza clinica dei pazienti. Il campionamento dei tessuti verrà prelevato durante la procedura clinica necessaria per la cura del paziente. Lo studio verrà proposto ai pazienti dopo la verifica che i tessuti siano stati prelevati in modo compatibile con il presente studio. Verrà raccolto solo materiale tumorale e nessun DNA germinale.

   I pazienti selezionati saranno vicini a quelli che ricevono l'ICB e la popolazione target sarà arricchita con pazienti che sono stati resecati chirurgicamente, in modo da poter disporre di tessuti sufficienti per confrontare in questi campioni diversi metodi per valutare il TMB e anche per confrontare il pre-chirurgico biopsie e campioni chirurgici.

3. Descrizione dell'elemento o degli elementi oggetto di indagine

Gli elementi oggetto di indagine sono il TMB dei pazienti con NSCLC. Verrà valutato il tasso di abbandono (numero di casi senza risultato) nella stima del TMB. Il gold standard per la determinazione del TMB è il WES in quanto copre tutte le regioni codificanti. Diversi altri metodi Cancer Gene Panel (CGP) sono stati descritti sulla base del sequenziamento dei pannelli genici del cancro. Il CGP incluso in questo studio sarà il pannello di Illumina (TS500), Thermofisher (Oncomine Tumor Mutation Load Assay), pannello fatto in casa con tecnologia Agilent (Dedicated XT HS) e Foundation medicine F1 CDx. È riconosciuto che la dimensione dei pannelli genici del cancro dovrebbe essere vicina a 1 Mb per poter misurare in modo affidabile il TMB in diversi tipi di cancro.

Diversi metodi di misurazione del TMB saranno confrontati in questa serie sul NSCLC al fine di convalidare diversi CGP disponibili sul mercato o nelle diverse piattaforme INCa. La modellazione bioinformatica cercherà di correlare i risultati TMB da WES e CGP. A tale scopo, sulla base dei risultati del carico mutazionale calcolati dai risultati di WES, i risultati del carico mutazionale saranno estrapolati sulla base di una selezione casuale di 1000 geni ripetuti 1000 volte. La media del coefficiente di correlazione (R2) tra il carico mutazionale del tumore calcolato dal sequenziamento dell'intero esoma e dai diversi pannelli genici casuali è 0,88 IQR [0,84-0,91] dimostrando che la selezione dei geni per stimare il TMB dovrebbe essere valutata attentamente prima di essere utilizzata nella pratica clinica (risultati non pubblicati). Il materiale che verrà raccolto durante lo studio consentirà di determinare le prestazioni del CGP implementato nelle piattaforme di biologia molecolare.