Analisi Multi-omica dei Meccanismi del Carcinoma a Cellule Renali; Test di Sensibilità ai Farmaci in Microtumori Basati su Cellule di Pazienti

Background and Rationale: Il carcinoma a cellule renali (RCC) presenta frequentemente eterogeneità morfologica intratumorale, manifestandosi spesso come noduli multipli distinti all'interno di una singola massa tumorale in sezione trasversale. Il significato biologico e clinico di questa architettura multinodulare rimane scarsamente compreso. Si ipotizza che questi noduli possano rappresentare sottopopolazioni clonali con profili genomici, trascrittomici e funzionali unici, potenzialmente responsabili della progressione tumorale e della resistenza terapeutica. Questo studio utilizza multi-omics integrato e test farmacologici funzionali per decifrare sistematicamente l'eterogeneità inter-nodulare e le relazioni evolutive all'interno del RCC.

Primary Objectives:

Delineare il panorama cellulare e genomico di diversi noduli intratumorali nel RCC utilizzando sequenziamento dell'RNA a singola cellula (scRNA-seq), sequenziamento dell'intero esoma (WES) e trascrittomica spaziale.

Inferire le potenziali relazioni evolutive clonali e le dinamiche driver-subordinate tra noduli coesistenti.

Caratterizzare i profili differenziali di sensibilità ai farmaci dei modelli di microtumore derivati dal paziente (PTC) stabiliti da noduli distinti.

Integrare i dati multi-omics con i dati di risposta ai farmaci per esplorare i meccanismi sottostanti della resistenza ai farmaci.

Study Design and Methods: Questo è uno studio monocentrico, prospettico, di scienza di base. Arruoleremo 10 pazienti naive al trattamento con RCC localmente avanzato (diametro tumorale ≥7 cm, con metastasi linfonodali regionali ma senza metastasi a distanza) programmati per nefrectomia radicale. Intraoperatoriamente o immediatamente dopo la resezione, ogni tumore macroscopicamente multinodulare verrà sezionato. Tre noduli dominanti (etichettati T1, T2, T3 per dimensione) saranno identificati da ciascun campione. Da ciascun nodulo, verranno raccolti quattro campioni corrispondenti per: 1) scRNA-seq, 2) WES, 3) trascrittomica spaziale e 4) generazione di modelli di microtumore 3D con cellule tumorali derivate dal paziente (PTC).

Analyses: L'integrazione bioinformatica di scRNA-seq, WES e dati spaziali sarà eseguita per costruire mappe della composizione cellulare, alterazioni genetiche e loro distribuzione spaziale tra i noduli. L'analisi della traiettoria pseudotemporale sarà applicata per inferire potenziali sequenze evolutive. I modelli PTC saranno sottoposti a test di sensibilità ai farmaci ex vivo (ad esempio, contro axitinib, pembrolizumab e la loro combinazione). I dati di risposta differenziale saranno correlati con caratteristiche derivate dalle omiche (ad esempio, alleli mutanti specifici, abbondanze di sottotipi cellulari, attività di pathway) per identificare meccanismi candidati di resistenza.

Significance: Questo è il primo studio che indaga sistematicamente l'eterogeneità nodulare intratumorale nel RCC a livello multi-omics accoppiato a validazione funzionale. I risultati dovrebbero fornire nuove intuizioni sulla tumorigenesi e progressione del RCC, potenzialmente rivelando nuovi biomarcatori per la prognosi e bersagli terapeutici per superare la resistenza.