Il ruolo della TC quantitativa e dei biomarcatori radiomici per la medicina di precisione nella fibrosi polmonare (Radiomics)

La fibrosi polmonare idiopatica (IPF) rimane mortale nonostante due terapie approvate dalla FDA. La capacità vitale forzata (FVC), una valutazione unidimensionale della funzione polmonare che richiede tre manovre dipendenti dallo sforzo e soggette a errori, è lo standard per valutare la gravità della malattia e monitorare la progressione. La FVC misura indirettamente l’attività della malattia ed è quindi insensibile ai cambiamenti sottili. Queste limitazioni ostacolano gli studi terapeutici. Il punteggio Genere, Età e Fisiologia (GAP) migliora solo con la FVC ed è il modello di punteggio più utilizzato per la prognosi, ma il sesso e l'età non sono influenzati dal trattamento. I marcatori molecolari intermedi modificabili e altri parametri per valutare la gravità e la progressione della malattia rimangono esigenze insoddisfatte per aiutare lo sviluppo di farmaci e il processo decisionale clinico. La tomografia computerizzata (CT) cattura i modelli morfologici e l'estensione della fibrosi in modo non invasivo. I progressi nella TC quantitativa consentono il rilevamento oggettivo e la quantificazione dell'anatomia e le caratteristiche dell'immagine altamente dimensionale, spesso definite radiomiche, possono identificare caratteristiche subvisive. I ricercatori cercano di valutare le caratteristiche radiomiche da sole e in combinazione con altre dimensioni della malattia per la prognosi e la risposta al trattamento nell'IPF.

Gli obiettivi generali dei ricercatori sono identificare e convalidare le caratteristiche radiologiche, come l'estensione totale della fibrosi polmonare, per l'attività della malattia e la risposta intermedia alla terapia, e capire dove posizionare questi potenti marcatori. I ricercatori ipotizzano che i punteggi DTA contribuiranno alla previsione della progressione della malattia e che i marcatori molecolari miglioreranno tale prestazione.

Obiettivo 1: i ricercatori convalideranno marcatori CT e radiomici quantitativi per la progressione della malattia mediante replicazione indipendente in coorti separate. I ricercatori ipotizzano che i marcatori CT quantitativi prediranno la progressione della malattia nelle coorti UVA/Chicago. Le scansioni TC basali e successive sono state raccolte volontariamente in molti casi PFF-PR. I ricercatori propongono la raccolta di HRCT a 1 anno nei partecipanti UVA/Chicago per valutare: a) il valore prognostico dei marcatori radiomici e CT quantitativi al basale (ad es. DTA) nel predire il tempo alla progressione definito come declino relativo del 10% nella FVC, trapianto polmonare o morte per qualsiasi causa, b) associazioni tra cambiamenti nei biomarcatori CT su CT sequenziale e cambiamenti nella FVC e DLCO a 1 anno, e c) variazione della CT associata al trattamento farmacologico. Questo obiettivo stabilirà il valore relativo e sinergico della CT rispetto ai marcatori fisiologici stabiliti.

Obiettivo 2: i ricercatori determineranno se le varianti genetiche candidate per la suscettibilità e la sopravvivenza all'IPF sono associate al punteggio DTA e miglioreranno le prestazioni predittive per la sopravvivenza. I ricercatori ipotizzano che le varianti nelle lunghezze MUC5B, TOLLIP e telomeri (TL) miglioreranno le associazioni del punteggio di fibrosi DTA con la sopravvivenza libera da progressione nell'IPF. I ricercatori eseguiranno un'analisi trasversale dei casi PFF-PR confrontando marcatori CT e radiomici quantitativi al basale con e senza genotipi "a rischio" per associazione con gravità e progressione (diminuzione della FVC nel tempo). Ciò accerterà quali marcatori migliorano le prestazioni dei punteggi di estensione della fibrosi DTA utilizzando l'analisi di regressione di Cox e le metriche di accuratezza dell'Obiettivo 1. I risultati saranno replicati nella coorte UVA/Chicago e nella potenziale coorte PRECISIONS. Questo obiettivo stabilirà il valore additivo dei marcatori genetici.

Obiettivo 3: I ricercatori valuteranno se i marcatori DTA e radiomici sono additivi/sinergici con le proteine ​​plasmatiche e i marcatori del trascrittoma sanguigno per la progressione della malattia. I ricercatori ipotizzano che i marcatori proteici e trascrittomici selezionati si dimostreranno additivi all'estensione della fibrosi del DTA per la previsione della sopravvivenza libera da progressione, mentre altri marcatori correlati al DTA non lo faranno. I ricercatori hanno scelto come esempi i marcatori pubblicati da una firma del pannello di 4 proteine, insieme a CCL18, dato il loro attuale livello di replicazione e promessa. I ricercatori includeranno anche un fattore predittivo FVC a 25 geni per la progressione della malattia. Analisi simili, come delineato negli Obiettivi 1 e 2, determineranno il loro valore informativo aggiuntivo.