13C-MRI iperpolarizzata e metabolomica per eventi avversi immuno-correlati (DNP_irAE)

Gli eventi avversi immuno-correlati (irAE) sono diventati sfide cliniche con l’aumento esponenziale dell’uso degli inibitori del checkpoint immunitario (ICI) in oncologia medica. Gli irAE possono essere fulminanti e fatali e richiedono una gestione personalizzata. Sono urgentemente necessarie una previsione precoce e un’accurata categorizzazione del rischio degli irAE per personalizzare la gestione del paziente. Il metabolismo del glucosio nella milza può riflettere l’attività immunitaria ed è stato utilizzato per prevedere la risposta del tumore agli ICI. Poiché il meccanismo alla base degli irAE è simile alla risposta tumorale dell’ICI, il metabolismo splenico è un potenziale biomarker per gli irAE.

Questo progetto è nuovo perché mira a studiare gli irAE dal punto di vista del metabolismo integrando 13C-MRI iperpolarizzato (HP), metabolomica e MR Fingerprinting (MRF). HP 13C-MRI è una nuova tecnica di imaging dinamico non invasivo in tempo reale utilizzata per rilevare il flusso metabolico in vivo. La polarizzazione nucleare dinamica (DNP) è una tecnica di iperpolarizzazione che aumenta il segnale delle sonde marcate con 13C fino a 50.000 volte. Con il DNP, il [1-13C]piruvato può essere utilizzato per sondare varie vie metaboliche, inclusa la sua conversione in lattato (glicolisi anaerobica), alanina (transaminazione) e bicarbonato (marker indiretto per il ciclo TCA). Queste specifiche alterazioni metaboliche sono state utilizzate per caratterizzare le funzioni delle cellule immunitarie; pertanto, potrebbero anche riflettere l’attività immunitaria splenica nei pazienti con irAE. Inoltre, le analisi metabolomiche basate sulla NMR del siero e delle urine dei pazienti forniranno una visione più globale dei cambiamenti metabolici dell'intero corpo umano. Inoltre, le alterazioni metaboliche osservate possono essere tradotte in proprietà tissutali multiparametriche ottenute mediante MRF.

Il ricercatore progetta un progetto di 3 anni con un disegno di studio osservazionale con assegnazione di due gruppi non randomizzato. Questa ricerca includerà 30 pazienti affetti da cancro che riceveranno ICI. Venti pazienti che hanno manifestato irAE in fase acuta (grado 2 o superiore) e 10 pazienti che non hanno manifestato irAE dopo 14 settimane di trattamento verranno reclutati per questo studio prospettico istituzionale singolo. Un comitato immuno-oncologico multidisciplinare dedicato esaminerà i pazienti che sviluppano irAE, che includono colite, endocrinopatia, epatite, polmonite e tossicità cutanea. La diagnosi degli irAE è determinata dall'anamnesi clinica, dai valori di laboratorio, dall'imaging standard di cura e dalle caratteristiche istopatologiche quando è necessaria la biopsia. I partecipanti idonei a questo studio saranno sottoposti a esami investigativi tra cui HP 13C-MRI, metabolomica e MRF.

Il ricercatore ipotizza che l'attività immunitaria della milza interrogata utilizzando HP 13C-MRI possa predire il verificarsi di irAE. Inoltre, il livello delle alterazioni metaboliche spleniche basato sulla HP 13C-MRI sarà correlato alla gravità clinica degli irAE, fornendo un'ulteriore categorizzazione del rischio per gli irAE. Inoltre, stabilendo le informazioni metaboliche e le caratteristiche dei tessuti ottenute mediante MRF, i cambiamenti dinamici dell'attività immunitaria possono essere monitorati dalle proprietà dei tessuti quantificabili e riproducibili. Infine, combinando HP 13C-MRI e metabolomica, il ricercatore avrà una migliore comprensione della patofisiologia degli irAE dal punto di vista del metabolismo, che potrebbe portare allo sviluppo di una nuova terapia.