Valutazione dell'efficacia degli anticorpi coniugati a farmaci (ADC) anti-HER2 nel carcinoma vescicale localmente avanzato o metastatico basata sulla tecnologia degli organoidi.

1. Contesto della Ricerca (Razionale e Significato Basato sullo Stato della Ricerca Nazionale e Internazionale)

   Il cancro alla vescica è un tumore maligno che origina dall'urotelio vescicale e occupa il primo posto per incidenza tra i tumori urogenitali in Cina. Il carcinoma uroteliale è il tipo più comune, rappresentando oltre il 90% dei casi di cancro alla vescica [1]. Circa il 5% dei pazienti con cancro alla vescica viene diagnosticato con malattia metastatica, denominata cancro alla vescica metastatico (MBC) [2-4]. Gli studi hanno dimostrato che la sopravvivenza libera da progressione mediana (PFS) per i pazienti con MBC è di 7 mesi e la sopravvivenza globale mediana (OS) è di 15 mesi [5, 6].

   Per i pazienti con cancro alla vescica localmente avanzato non resecabile o metastatico a distanza, la chemioterapia combinata a base di platino (CC) rimane il trattamento di prima linea standard [7]. Negli ultimi anni, con i continui progressi nella tecnologia medica, l'emergere di nuovi agenti chemioterapici, farmaci mirati e inibitori dei checkpoint immunitari ha aumentato significativamente le opzioni terapeutiche disponibili dopo la progressione sulla chemioterapia di prima linea per l'MBC, ottenendo risultati promettenti [8]. I coniugati anticorpo-farmaco (ADC) anti-HER2, rappresentati dalle terapie basate su trastuzumab, sono tra queste opzioni. Il recettore 2 del fattore di crescita epidermico umano (HER2) è un recettore tirosin-chinasico transmembrana coinvolto nella stimolazione della proliferazione, differenziazione e sopravvivenza cellulare [9]. La sovraespressione di HER2 svolge un ruolo significativo nello sviluppo e nella progressione di varie neoplasie maligne, incluso il cancro al seno, il cancro gastrico e il carcinoma uroteliale [10], ed è spesso associata a un fenotipo tumorale biologicamente aggressivo, prognosi sfavorevole, aumento del rischio di recidiva della malattia e beneficio limitato dalla chemioterapia [9, 11-13]. Nel carcinoma uroteliale vescicale, la proporzione di sovraespressione della proteina HER2 (Immunoistochimica [IHC] 2+ e 3+) varia dal 18,1% al 36% [14-16], e l'amplificazione del gene HER2 è osservata nel 10% al 23% dei casi [14, 16-17]. La ricerca indica che i farmaci ADC anti-HER2 dimostrano buona efficacia e sicurezza nel trattamento di pazienti con carcinoma uroteliale localmente avanzato non resecabile o metastatico, fornendo un significativo beneficio clinico per questa popolazione [18]. Nel giugno 2021, Disitamab Vedotin (RC-48, RemeGen Co., Ltd.) è stato approvato in Cina per il trattamento del carcinoma uroteliale localmente avanzato o metastatico HER2-positivo [10]. Lo stato di espressione della proteina HER2 è tipicamente valutato utilizzando IHC [10]. Tuttavia, attualmente non esiste un protocollo di rilevamento standardizzato a livello internazionale o criteri di interpretazione per lo stato di espressione della proteina HER2 nel carcinoma uroteliale. Ciò porta a notevoli discrepanze nella valutazione dell'espressione di HER2 tra diversi centri clinici, influenzando direttamente la selezione dei pazienti idonei per la terapia ADC anti-HER2 e la standardizzazione della ricerca clinica. Inoltre, il test di ibridazione in situ a fluorescenza (FISH) per lo stato di amplificazione del gene HER2 ha anche significato clinico per la guida al trattamento [10]. Gli studi clinici suggeriscono che i farmaci ADC HER2 rimangono efficaci nei pazienti con carcinoma uroteliale con sovraespressione proteica HER2 (IHC 2+) ma risultati FISH negativi [18, 19], e clinicamente, ci sono pazienti che beneficiano nonostante il rilevamento proteico negativo ma FISH positivo. Questi risultati indicano che né i risultati IHC né FISH da soli possono guidare completamente l'uso di Disitamab Vedotin. Quando la valutazione clinica determina l'insensibilità di un paziente al farmaco somministrato, gravi effetti collaterali tossici si sono spesso già verificati, e la progressione della malattia può privare il paziente di opportunità per trattamenti alternativi. Pertanto, valutare la risposta dei pazienti con cancro alla vescica localmente avanzato o metastatico ai coniugati anticorpo-farmaco anti-HER2 per guidare la selezione del trattamento per pazienti con alta sensibilità al farmaco, raggiungendo così una terapia tumorale precisa e individualizzata, sta diventando sempre più un attuale focus di ricerca.

   La realizzazione di un trattamento preciso del cancro dipende fortemente dai test di sensibilità ai farmaci. Attraverso esperimenti di screening farmacologico preciso e individualizzato, il regime di trattamento più efficace e meno tossico può essere identificato per ogni paziente prima dell'inizio della terapia. Sviluppare piani di trattamento specifici per il paziente rappresenta una nuova direzione di ricerca per raggiungere il trattamento di precisione nel cancro alla vescica e migliorare l'efficacia del farmaco. In precedenza, i modelli preclinici comunemente usati includevano linee cellulari tumorali tradizionali e modelli di xenotrapianto derivati dal paziente (PDX). La coltura di linee cellulari tumorali è semplice ma insufficiente per simulare lo stato di crescita delle cellule tumorali all'interno del corpo del paziente, e i farmaci selezionati utilizzando questi sistemi hanno basso valore di traduzione clinica. Mentre i modelli PDX possono simulare le caratteristiche tumorali in vivo e preservare il microambiente tumorale, hanno limitazioni significative, come tassi di attecchimento stabile relativamente bassi, lunghi cicli di modellazione e valutazione (da sei mesi a un anno), essendo dispendiosi in termini di tempo e fatica, rendendoli difficili da generare e utilizzare per lo screening farmacologico ad alto rendimento [20-23]. Pertanto, per sviluppare strategie di trattamento e prevenzione più personalizzate adattate alle caratteristiche genetiche, ambientali e di stile di vita uniche di un individuo, minimizzando i rischi e ottimizzando i risultati dell'intervento medico, è imperativo sviluppare modelli di test di sensibilità ai farmaci che possano simulare l'eterogeneità e la complessità del cancro alla vescica.

   Gli organoidi, specificamente gli Organoidi Derivati dal Paziente (PDO), sono strutture organotipiche tridimensionali formate attraverso l'auto-assemblaggio di cellule staminali in vitro. Possono differenziarsi in più tipi cellulari specifici dell'organo ed esibire interazioni cellula-cellula, interazioni cellula-matrice extracellulare e organizzazione spaziale, riproducendo così funzioni e strutture chiave di organi umani reali in vitro mantenendo caratteristiche fenotipiche e genetiche stabili. Rispetto alle linee cellulari tumorali bidimensionali e ai modelli PDX, gli organoidi tumorali possono essere coltivati direttamente dal tessuto del paziente stesso. Questi organoidi possono replicare efficacemente le proprietà chiave del tumore primario, preservare la morfologia patologica e i meccanismi biologici del tessuto del paziente, mantenere l'eterogeneità tumorale e un microambiente tumorale più autentico, e hanno il vantaggio di un ciclo di crescita breve [24]. Ciò facilita il loro utilizzo per test di sensibilità a farmaci chemioterapici, agenti mirati molecolari e anticorpi antitumorali in pazienti oncologici clinici, prevedendo la risposta del paziente ai farmaci, e ha il potenziale per assistere nel processo decisionale del trattamento clinico.

   Nel 2018, uno studio pubblicato su Science ha riportato l'uso di organoidi di cancro gastrointestinale metastatico per test di sensibilità ai farmaci [25]. Questo studio ha confrontato e analizzato le differenze nella sensibilità a una serie di farmaci mirati e chemioterapici tra 21 pazienti clinici e i loro corrispondenti PDO, dimostrando una forte coerenza tra i due. Rispetto ai risultati terapeutici effettivi dei pazienti, le previsioni dei PDO erano robuste (sensibilità 100%, specificità 93%, valore predittivo positivo 88% e valore predittivo negativo 100%). Nel 2020, Yao Y et al. [26] hanno utilizzato tessuti bioptici di 112 pazienti con cancro del retto localmente avanzato per costruire 96 organoidi di cancro del retto. Ottanta di questi sono stati selezionati per testare la loro risposta alla chemioradioterapia, e i risultati hanno mostrato che la sensibilità degli organoidi di cancro del retto alla chemioradioterapia era altamente coerente con le risposte cliniche dei pazienti (sensibilità 78%, specificità 92%, accuratezza 84%). Successivamente, la coerenza tra la risposta ai farmaci dei PDO e la risposta clinica del paziente è stata osservata anche in cancro gastrico, cancro al seno e altri tumori. Yan HHN et al. [27] hanno stabilito una biobanca di organoidi di cancro gastrico utilizzando tessuti tumorali, tessuti normali adiacenti e campioni di metastasi linfonodali di 34 pazienti con cancro gastrico. Tra questi, due casi hanno sviluppato metastasi e hanno ricevuto terapia combinata postoperatoria con cisplatino e 5-FU, entrambi mostrando buone risposte. Un altro caso ha ricevuto chemioterapia preoperatoria e non ha mostrato risposta al capecitabina postoperatorio. Indagando la sensibilità dei PDO di questi tre casi ai corrispondenti composti, è emerso che la sensibilità ai farmaci dei PDO era completamente coerente con le risposte cliniche dei rispettivi pazienti. Guillen KP et al. [28] hanno generato modelli PDX e PDO da campioni tumorali di pazienti con cancro al seno con resistenza alla terapia endocrina, recidiva e metastasi, e hanno eseguito analisi istomorfologiche, genomiche e di sensibilità ai farmaci su questi campioni. I risultati hanno indicato che sia i modelli PDX che PDO di cancro al seno riproducevano altamente la biologia tissutale e la genomica dei loro tumori di origine, e le loro risposte ai farmaci antitumorali erano coerenti. In questo studio, un paziente con cancro al seno triplo negativo in stadio IIA ha sviluppato metastasi epatiche circa un anno dopo aver subito chemioterapia preoperatoria e intervento chirurgico. I ricercatori hanno condotto test di sensibilità ai farmaci in vitro e in vivo sui modelli PDO e PDX costruiti e hanno scoperto che l'inibitore dei microtubuli eribulina aveva il miglior effetto terapeutico. Sulla base di questa scoperta, il paziente è stato guidato a ricevere trattamento con eribulina, ottenendo una remissione completa delle metastasi epatiche della durata di quasi 5 mesi. Questi studi forniscono prove preliminari per il potenziale dei PDO di guidare l'uso clinico di farmaci per pazienti oncologici. Ricerche aggiuntive hanno mostrato che confrontando le differenze di risposta ai farmaci tra organoidi normali e PDO, possono essere identificati farmaci altamente selettivi, il che può aiutare a ridurre gli effetti collaterali tossici nei pazienti clinici. Pertanto, condurre test di sensibilità ai farmaci tramite PDO per scoprire il piano di trattamento farmacologico più adatto aiuterà a migliorare l'efficacia clinica per i pazienti oncologici, ridurre gli effetti collaterali tossici, il rischio di resistenza ai farmaci e la probabilità di progressione tumorale, massimizzando il beneficio del paziente.

   Pertanto, sfruttando modelli di organoidi di cancro alla vescica derivati dal paziente per condurre test di sensibilità ai coniugati anticorpo-farmaco anti-HER2 per il cancro alla vescica localmente avanzato o metastatico, stabilendo un sistema standardizzato di test di sensibilità ai farmaci degli organoidi di cancro alla vescica e formulando criteri di screening per i test di sensibilità ai farmaci degli organoidi di cancro alla vescica, consentirà di valutare l'efficacia clinica della terapia ADC anti-HER2 in questi pazienti. Questo approccio può assistere nello sviluppo di nuovi piani di trattamento individualizzati per l'applicazione clinica e sottoporsi a validazione clinica multicentrica, raggiungendo infine un vero "test farmacologico avatar".

2. Domanda di Ricerca e Obiettivi (Domande Scientifiche e Obiettivi di Ricerca)

Domanda di Ricerca: Questo studio impiega un disegno di studio clinico controllato per confrontare i tassi di sopravvivenza globale a un anno, due anni e tre anni tra un gruppo di pazienti che ricevono interventi guidati da test di sensibilità ai farmaci degli organoidi e un gruppo di pazienti in cui la selezione del trattamento è basata sui livelli di espressione proteica HER2 determinati da IHC. L'analisi di sopravvivenza univariata di Kaplan-Meier sarà utilizzata per confrontare le differenze nella sopravvivenza globale tra i due gruppi. Lo studio mira a valutare il valore applicativo degli esperimenti di sensibilità ai farmaci degli organoidi tumorali nel guidare la terapia ADC anti-HER2 per il cancro alla vescica.

Obiettivo della Ricerca: Osservando l'efficacia clinica della terapia ADC anti-HER2 guidata dal metodo di sensibilità ai farmaci degli organoidi tumorali in pazienti con cancro alla vescica, questo studio mira a valutare il valore applicativo degli esperimenti di sensibilità ai farmaci degli organoidi tumorali nel guidare il trattamento individualizzato con farmaci ADC anti-HER2 per il cancro alla vescica.