Suscettibilità genetica nel mesotelioma pleurico maligno: implicazione clinica delle variazioni della linea germinale (MAGNETS)

Il mesotelioma pleurico maligno (MPM) è un neoplasia raro e aggressivo del mesotelio pleurico, principalmente associato all'esposizione all'amianto, carente ancora terapie efficaci. Si prevede che i tassi di incidenza in Europa raggiungano il picco intorno al 2025, a causa della lunga latenza tra esposizione e insorgenza della malattia. L'uso industriale di amianto era al culmine negli anni '70 e cessò in Italia nel 1994 (257 L.D.). Tuttavia, nella provincia di Pavia, la bonifica della pianta di cemento nella città di Boni è iniziata nel 2007: le opere non sono ancora completate e l'esposizione della popolazione continua oggi. La rete della provincia di Asst Pavia e dell'IRCCS Policlinico San Matteo Foundation ha identificato più di 80 casi di incidenti negli ultimi 2 anni. Pertanto, abbiamo attirato la nostra attenzione su un cancro raro, con una bassa aspettativa di vita (12-15 mesi dalla diagnosi). Altre malattie, anche con la stessa origine embriologica di mesoderma, come i tumori ovarici, sono più comuni, ben studiate e hanno terapie più consolidate. Sentiamo anche il bisogno di rispondere alle esigenze specifiche e insoddisfatte del nostro territorio. Le fibre di amianto inalato migrano verso la pleura, dove persistono, causano irritazione, perpetuano il danno ai tessuti e possono essere trovate post-mortem (1).

L'amianto è un agente non mutagenico: le sue fibre nanosizzate interagiscono direttamente con la tirosina chinasi (TKS) (ad es. EGFR) e può indurre dimerizzazione e attivazione del recettore inappropriate, in assenza di attivazioni mutazioni somatiche. L'attivazione del recettore TK avvia cascate di segnalazione cellulare e carcinogenesi. L'amianto, quindi, induce la generazione di un microambiente immunosoppressivo infiammatorio che può supportare la crescita del tumore negli individui con predisposizione genetica (2). Di conseguenza, la mancanza di bersagli tumorali attuabili insieme allo stroma eterogeneo, supportano il fallimento dei farmaci moderni, sia TK che inibitori del checkpoint immuno-check (TKI, ICIS). In questo complesso contesto, il ruolo dei cambiamenti germinali nell'MPM rimane in gran parte inesplorato, ad eccezione dei cambiamenti nel gene BAP1 che sono noti per predisporre alla malattia (3).

Ci concentreremo su un gruppo di geni coinvolti in infiltrazione infiammatoria, risposta ai farmaci, predisposizione al cancro per definire le firme germinali con potenziali implicazioni prognostiche e predittive. Questo studio contribuirà a decifrare un ambiente ancora inesplorato e migliorerà le conoscenze meccanicistiche sulla biologia MPM e la suscettibilità interindividuale all'amianto. Inoltre, potrebbe essere di aiuto nell'identificazione di nuovi obiettivi attuabili e nella progettazione di strategie terapeutiche personalizzate ed efficienti.

L'obiettivo principale dello studio è quello di cercare i cambiamenti germinali di un gruppo di geni coinvolti nella modulazione di infiltrazione di microambiente, risposta ai farmaci e predisposizione al cancro. Lo studio sarà condotto in parallelo su campioni di sangue ottenuti da soggetti esposti all'amianto e su pazienti MPM. Questo approccio consentirà: i) il rilevamento di firme germinali putative associate alla predisposizione a insorgenza MPM (o addirittura protezione) con implicazioni prognostiche e predittive.

L'obiettivo primario sarà il confronto della prevalenza delle mutazioni germinali nei pazienti MPM rispetto ai soggetti sani esposti all'amianto.

L'obiettivo secondario sarà il confronto tra la sopravvivenza globale (OS) in base allo stato mutazionale nei pazienti MPM.

Lo studio sarà strutturato su tre fasi. Il primo passo considererà la raccolta dei campioni. I pazienti affetti da MPM, seguiti nell'unità di pneumologia saranno candidati allo studio (30 casi/anno).

Per ognuno di essi un sangue intero da 4 ml verrà raccolto da Blood Draw (usando EDTA come anticoagulante). Una quantità comparabile di sangue sarà derivata dalla biobanca già praticabile presso ICS Maugeri ottenuta da pazienti MPM (50 casi) e soggetti esposti all'amianto (30 casi). L'unità di servizio di biobanche oncologiche si trova presso la ricerca di ICS Maugeri. È stato finanziato nel 2009 mirato alla raccolta, alla conservazione, allo stoccaggio e alla distribuzione del materiale biologico umano a fini di ricerca. Nella biobanca oncologica istituzionale di Maugeri, fino ad oggi sono stati conservati campioni biologici di pazienti affetti da diversi tipi di cancro (mesotelioma pleurico maligno al 4%) e per i quali la storia clinica e il follow-up sono ben documentati. Per ogni caso iscritto, i dati clinici e demografici saranno raccolti dal PI dopo aver ottenuto un consenso informato scritto. I pazienti MPM saranno trattati secondo le linee guida internazionali e gestiti in base al gruppo interdisciplinare per la valutazione delle neoplasie toraciche (GINT).

La prossima fase del progetto comprende uno sforzo di scoperta completo e approfondito volto a identificare le variazioni della linea germinale che colpiscono un gruppo di geni coinvolti nella regolazione dell'infiltrato microambiente, nella risposta ai farmaci e nella suscettibilità al cancro. La caratterizzazione dei tumori che utilizzano metodi di sequenziamento di prossima generazione è attualmente in prima linea nel campo della medicina personalizzata. Si dovrebbe sottolineare che nella maggior parte dei tipi di cancro, l'attività genetica dovrebbe essere definita come un paesaggio costituito da un piccolo numero di montagne (geni alterati in un'alta percentuale di tumori) e un numero molto più grande di colline, vale a dire quei geni alterati di rado. Studi pubblicati hanno rivelato circa 140 geni che, se alterati dalle mutazioni intrageniche, possono promuovere o guidare la tumorigenesi; Altre mutazioni sono passeggeri e non conferiscono un vantaggio di crescita elettiva. D'altra parte, è noto che diversi geni predispongono al cancro quando ereditati in forma mutante nella linea germinale e non sono somaticamente mutati nel cancro in misura sostanziale. Questi geni non conferiscono un significativo vantaggio di crescita selettiva se cambiati ma possono promuovere la tumorigenesi in modi indiretti. La caratterizzazione genetica di MPM non è stata completamente chiarita fino ad ora a causa della significativa variabilità inter-paziente e delle aberrazioni somatiche appena riportate. La maggior parte delle alterazioni genetiche nell'MPM sono la perdita della funzione dei geni soppressori del tumore o dei geni custode. In assenza di un contesto di dipendenza oncogenica, il targeting farmaceutico dei trasduttori attivati ​​(inibitori di mTOR, inibitori di FAK) potrebbe avere una chiave per migliorare la terapia MPM. Pertanto, l'attuale progetto mirato a studiare profondamente la variazione germinale di MPM e la popolazione esposta per determinare i fattori ospiti coinvolti nella promozione di MPM. Le varianti di linea germinale patogena in MPM sono spesso coinvolte nelle vie di riparazione del danno al DNA e di rimodellamento della cromatina e le mutazioni germinali più frequentemente identificate sono in BAP1 che codifica per un gene soppressore del tumore. La sua proteina è un enzima di deubiquitinante nucleare che svolge un ruolo importante nella modulazione della cromatina, nella regolazione trascrizionale, nella proliferazione cellulare, nella riparazione del DNA, nella morte cellulare e nel metabolismo glucidico.

Sulla base della revisione sistematica della letteratura eseguita per identificare tutti i dati rilevanti, un insieme di 30 geni coinvolti nella modulazione di infiltrazione di microambiente (ad es. RBL1), risposta al farmaco (ad es. XRCC1) e predisposizione al cancro (ad es. BRAC1-2) è stato definito. Questa fase comprenderà un primo passo focalizzato sullo screening mutazionale profondo volto ad analizzare un pannello personalizzato di geni coinvolti nel DNA derivato dal microambiente immuno-infiammatorio sul DNA derivato da cellule mononucleari periferiche. Un approccio di sequenziamento di prossima generazione (NGS) sarà applicato dal sistema di sequenziamento Illumina-ISEQ 100. Da ciascun soggetto iscritto in questo studio, il DNA totale verrà estratto mediante sistema di purificazione automatizzata, quindi 20 ng di DNA di input verranno utilizzati per la costruzione della libreria e il sequenziamento di prossima generazione di tutti gli esoni di codifica dal gene correlato al cancro. Le varianti identificate saranno presentate all'analisi bioinformatica mediante predittore di effetto variante di polifene-2, setaccio e ensembl (VEP), per valutare il possibile impatto della corrispondente sostituzione degli aminoacidi sulla struttura e sulla funzione della proteina codificata. Inoltre, le varianti clinicamente significative saranno annotate utilizzando i database ClinVar-NCBI, Gnomad e cosmici. Recenti studi clinici hanno associato un elevato carico mutazionale del tumore (TMB) con un miglioramento dei tassi di risposta del paziente e un beneficio di sopravvivenza dagli inibitori del checkpoint immunitario; Pertanto, TMB sta emergendo come biomarcatore di risposta per questi agenti di immunoterapia. Inoltre, è stato dimostrato che le varianti germinali possono influenzare i fenotipi molecolari dei tumori e quindi prevedere l'efficacia degli inibitori del checkpoint. Siedendo da queste considerazioni, in questo studio analizzeremo anche l'onere mutazionale del tumore germinale (GTMB) valutando il numero totale di mutazioni non sinonimi in ciascun gene selezionato.